Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako

PERAWATAN SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR 11 kV
DI PT. POSO ENERGY
PLTA POSO 2 (3 x 65 MW)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
Diajukan sebagai syarat menyelesaikan mata kuliah kerja praktek
Disusun oleh:
AMBO ASSE
F 441 10 013
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TADULAKO
PALU
2014

ii
HALAMAN PENGESAHAN
DI PT. POSO ENERGY
Nama Mahasiswa : AMBO ASSE
No. Stambuk : F 441 10 013
Program Studi : S1 Teknik Elektro
Jurusan : Teknik Elektro
Fakultas : Teknik
Perguruan Tinggi : Universitas Tadulako
Menyetujui,
Ketua Program Studi
S1 Teknik Elektro,
Dosen Pembimbing Kerja Praktek
Yuli Asmi Rahman ST M.Eng
Nip. 19810702 200501 2001
Baso Mukhlis, ST.,MT.
Nip. 19670515 199702 1 001
Mengetahui :
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Tadulako
Ir. Tadjuddin Hamdhany, MT.
NIP. 19530114 198703 1001

iii
HALAMAN PERSETUJUAN
DI PT. POSO ENERGY
Nama Mahasiswa : Ambo Asse
No. Stambuk : F 441 10 013
Program Studi : S1 Teknik Elektro
Jurusan :TeknikElektro
Fakultas :Teknik
Perguruan Tinggi :UniversitasTadulako
Telah melaksanakan Kerja Praktek pada PT. Poso Energy sejak tanggal 17 Juni
2014 sampai tanggal 18 Agustus 2014 dan menyetujui laporan seperti terlampir
Menyetujui,
Kepala Kantor/Manajer Pembimbing Lapangan,
Moch.Basry Djalil
ManajerTeknik dan Supporting
Astriani IndrawatyHusly
Sp. Pemeliharaan Listrik

iv
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas karunia dan
Rahmat-Nya sehingga Laporan Kerja Praktek dengan judul PERAWATAN
SISTEM PROTEKSI PADA GENERATOR 11 kV DI PT. POSO ENERGY
PLTA Poso 2 (3 x 65 MW) akhirnya dapat penulis susun dan selesaikan.
Penulisan laporan Kerja Praktek ini dimaksudkan sebagai syarat menyelesaikan
mata kuliah kerja praktek di Program Studi S1 Teknik Elektro, Jurusan Teknik
Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tadulako.
Laporan kerja praktek ini dapat diselesaikan berkat bantuan dan dorongan
dari berbagai pihak yang telah memberikan gagasan, bimbingan dan berbagai
dukungan lainnya. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Ir. Armin Basong, M.Si, Dekan Fakultas Teknik, Universitas Tadulako.
2. Ir. Muhammad Sarjan, M.T., Wakil Dekan Bidang Akademik Fakultas
Teknik, Universitas Tadulako.
3. Bapak Ir. Tadjuddin Hamdhany, M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro,
Fakultas Teknik, Universitas Tadulako.
4. Yuli Asmi Rahman, ST. M.Eng., Ketua Program Studi S1 Teknik Elektro,
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tadulako.
5. Bapak Erwin Dodu ST., M.Eng, sebagai Ketua KDK Jurusan Teknik Elektro.
6. Bapak Mustaqim selaku General Manager atas kesempatan yang diberikan
kepada penulis sehingga dapat melakukan Kerja Praktek (KP) di PT. Poso
Energy Unit Pembangkit PLTA Poso 2.

v
7. Bapak Baso Mukhlis ST.,MT, sebagai Dosen Pembimbing yang selama ini
telah mengarahkan dan membimbing penulis sampai laporan kerja praktek ini
dapat terselesaikan.
8. Bapak Moch. Basry Djalil selaku Manager Teknik & Supporting yang juga
telah memberikan banyak masukan dan berbagi pengalaman kepada penulis
dalam melaksanakan KP.
9. Ibu Astriani Indrawaty Husly sebagai Pembimbing Lapangan yang telah
memberikan saran-saran dan pengetahuan yang bermanfaat bagi penulis.
10. Bapak Ardi Amir ST.,MT, sebagai Dosen Wali.
11. Seluruh karyawan PT. Poso Energy, terutama dibagian Instrument dan Electric
maintenance dan mechanical yang telah memberikan kesempatan bekerjasama
di lapangan dengan Penulis.
12. Seluruh staf akademik dan administrasi Jurusan Teknik Elektro yang telah
memberikan semangat dan bantuannya selama ini.
13. Seluruh rekan-rekan mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu
persatu yang telah banyak membantu baik secara langsung maupun tidak langsung.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan laporan kerja praktek
ini masih terdapat banyak kekurangan.
Palu, 26 Agustus 2014
Penulis,
Ambo Asse

vi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................... iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
DAFTAR ISI .................................................................................................. vi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii
DAFTAR TABEL…………………………………………………………... viii
DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat ............................................................... 2
1.3. Ruang Lingkup atau Batasan ................................................. 2
1.4. Sistematika Penulisan ………………………………………. 3
BAB II GAMBARAN UMUM DAN PERMASALAHAN
2.1. Gambaran Umum Perusahaan / Instansi................................ 4
2.2. Struktur Organisasi Perusahaan / Instansi............................. 7
2.3. Visi, Misi dan Motto Perusahaan ……….............................. 7
2.4. Permasalahan ........................................................................ 8
2.5. Landasan Teori ...................................................................... 8
2.5.1 Pengetahuan Umum Tentang PLTA............................. 8
2.5.2 Klasifikasi PLTA .......................................................... 10
2.5.3 Bagian-bagian PLTA .................................................... 13
2.5.4 Gangguan yang sering terjadi pada generator............... 29
2.5.5 Peralatan utama untuk sisitem proteksi generator......... 34
2.5.6 Peralatan untuk pemutus rangkaian…………………... 38
BAB III METODOLOGI
3.1. Waktu dan Tempat Kerja Praktek ......................................... 41
3.2. Bahan dan Alat Kerja Praktek ............................................... 41
3.3. Teknik Pengumpulan Data .................................................... 42
3.4. Tahapan Kerja Praktek .......................................................... 43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil ...................................................................................... 45
4.2. Pembahasan .......................................................................... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ........................................................................... 50
5.2. Saran ............................................................................ 50
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................... 51
LAMPIRAN ................................................................................................. 52

vii
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Halaman
2.1 Struktur organisasi PLTA Poso 2.................................................. . 7
2.2 PLTA Poso 2 jenis run of river...................................................... 11
2.3 PLTA Poso II (3 x 65MW)............................................................. 12
2.4 Bendungan & intake PLTA Poso 2............................................... 13
2.5 Saluran pembawa PLTA Poso 2.................................................... 14
2.6 Bak penenang PLTA Poso 2.......................................................... 14
2.7 Headpond PLTA Poso 2................................................................ 15
2.8 Penstock PLTA Poso 2.................................................................. 15
2.9 Power House PLTA Poso 2........................................................... 16
2.10 Turbin Pelton.................................................................................. 17
2.11 Turbin Banki................................................................................... 18
2.12 Turbin Francis PLTA Poso 2.......................................................... 20
2.13 Turbin Francis................................................................................. 22
2.14 Turbin Kaplan................................................................................. 23
2.15 Diagram kerja governor................................................................... 25
2.16 Stator PLTA Poso 2......................................................................... 26
2.17 Transformator Step up 11kV/275kV 80MVA PLTA Poso 2.......... 27
2.18 Tailrace PLTA Poso 2..................................................................... 28
2.19 Tipe trafo arus................................................................................. 36
2.20 Rangkaian dan simbol CT............................................................... 36
3.1 Current Transformator yang terletak di generator........................... 44
4.1 Bagian-bagian generator yang menggunakan turbin francis........... 45
4.2 Rotor yang terdidri dari 24 kutub.................................................... 46
4.3 Turbin unit 1 PLTA Poso 2.............................................................. 48

viii
DAFTAR TABEL
No. Tabel Halaman
2.1 Beberapa pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia.................. 10
2.2 Data spesifikasi turbin PLTA Poso 2................................................. 22
2.3 Data spesifikasi generator PLTA Poso 2........................................... 26

ix
DAFTAR LAMPIRAN
No. Lampiran
1. Single line diagram generator & main transformer protection……….
2. Konversi Energi PLTA………………………………………………..
3. Laporan Kegiatan Bulanan Kerja Praktek……………………………..
4. Foto-foto kegiatan……………………………………………………..

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi menuntut mahasiswa
untuk menyiapkan diri menghadapinya, tidak hanya berupa teori semata tetapi
juga aplikasinya dalam dunia kerja secara nyata. Pengetahuan yang didapat
dibangku perkuliahan akan menjadi kurang bermanfaat jika tidak disertai dengan
suatu pengalaman aplikatif yang dapat memberikan gambaran kepada mahasiswa
tentang dunia kerja secara nyata juga penerapan ilmu dan teknologi dalam bidang
teknik elektro.
Dunia kerja seringkali dirasakan oleh mahasiswa sebagai suatu yang asing
karena dinamika problematikanya yang sangat kompleks bila dibandingkan
dengan dunia sekolah atau pendidikan. Mahasiswa sangat memerlukan bekal
wawasan dan pengetahuan memasuki dunia kerja, sehingga diharapkan dengan
adanya Kerja Praktek ini, mahasiswa tidak hanya mengetahui teorinya saja tetapi
juga mengetahui prakteknya secara langsung.
Kerja Praktek dapat juga memberikan kesempatan luas kepada mahasiswa
untuk dapat menerapkan ilmunya dan memperoleh pengalaman dunia kerja pada
perusahaan atau instansi yang dipilih sebagai sebagai tempat kerja praktek.

2
PT. Poso Energy selaku perusahaan listrik swasta mendirikan beberapa
pembangkit listrik tenaga air di antaranya PLTA Poso 2 yang memasok listrik
dengan total daya 195 MW untuk Kabupaten Poso dan sekitarnya dan
terinterkoneksi dengan AP2B yang berada di Makassar.
Tenaga listrik yang dibutuhkan oleh manusia selalu berubah-ubah atau
tidak tetap. Hal ini akan menyebabkan generator menerima beban yang berubah-
ubah dan akan mempengaruhi pada sistem ketenaga listrikannya sendiri, terutama
pada frekuensi, suhu generator, tegangan yang dihasilkan generator dll. Oleh
karena itu, penulis memilih judul perawatan sistem proteksi pada generator 11 kV
di PT. Poso Energy.
1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan untuk proteksi generator adalah agar generator terlindungi dari
semua gangguan untuk mencegah generator mengalami kerusakan, karena
kerusakan generator akan sangat mengganggu penyediaan tenaga listrik untuk
kebutuhan konsumen.
1.3. Ruang Lingkup atau Batasan
Generator yang akan diproteksi adalah generator yang digunakan di PLTA
Poso 2 yang terdiri dari 3 unit, masing-masing unit menghasilkan daya 65 MW
atau 72,2 MVA dengan tegangan keluaran 11 kV serta memiliki power factor 0,9
lagging.

3
1.4. Sistematika Penulisan
Laporan Kerja Praktek ini terdiri dari 5 bab:
a) BAB I: Pendahuluan yang berisi tentang latar belakang, tujuan dan
manfaat, ruang lingkup, serta sistematika penulisan.
b) BAB II: Gambaran umum dan permasalahan yang berisi tentang
gambaran umum perusahaan, struktur organisasi perusahaan, Visi,
misi dan Motto perusahaan.
c) BAB III: Metodologi yang berisi tentang waktu dan tempat kerja
praktek, bahan dan alat kerja praktek, teknik pengumpulan data,
serta tahapan kerja praktek.
d) BAB IV: Hasil dan pembahasan berisi tentang hasil, serta
pembahasan.
e) BAB V: Kesimpulan dan saran berisi tentang kesimpulan dan
saran.

4
BAB II
GAMBARAN UMUM DAN PERMASALAHAN
2.1. Gambaran Umum Perusahaan/Instansi
Sulawesi dengan kondisi geografis yang unik memiliki banyak
sungai, danau alami serta deretan pegunungan yang terbentang di
sepanjang pulau merupakan anugerah Tuhan bagi kehidupan manusia.
Melihat kondisi seperti ini kita diharapkan mampu memanfaatkan
kekayaan alam sebaik mungkin tanpa harus merusak lingkungan dengan
menggunakan hal-hal yang merusak lingkungan. Memanfaatkan energi air
sebagai pembangkit listrik merupakan salah satu contoh pemanfaatan alam
yang tidak merusak lingkungan dan tentunya sangat bermanfaat bagi
kehidupan manusia disekitarnya.
Salah satu CEO yang mempunyai gagasan untuk mendirikan
sebuah perusahaan yang bergerak di bidang pembangkit listrik tenaga air
di Sulawesi adalah Bapak Achmad Kalla. Awalnya, beliau melihat peluang
ini di daerah Makassar, Sulawesi Selatan dimana terdapat banyak danau
dan sungai-sungai besar yang memiliki potensi untuk dijadikan energi
listrik. Beliau sudah mendirikan beberapa PLTA diantaranya PLTA Malea
Energi, PLTA Saluanoa, PLTM Tanggara dan PLTM Mappung, di daerah
Sulawesi Selatan. Beliau juga membangun PLTA Tamboli di daerah

5
Sulawesi Tenggara, dan PLTA Poso energy menjadi salah satu pembangkit
listrik terbesar di daerah Sulawesi.
Pembangkit Listrik Tenaga Air Poso yang berkapasitas 195 MW
(3x65 MW) pemanfaatan debit Sungai Poso yang berhulu di Danau Poso,
sebuah danau alam yang mempunyai luas permukaan 362 km2
,
berkedalaman 510 m, serta daerah tangkapan hujan seluas 1.755 km2
yang
menjamin kontinuitas debit Sungai Poso sepanjang waktu rata-rata debit
148,2 m2
/detik. PLTA poso berlokasi di Desa Sulewana, Pamona Utara,
Poso berjarak 52 km dari Kota Poso dan 277 km dari Kota Palu.
Menurut data PLN, hingga 2015 kebutuhan listrik untuk provinsi
Sulawesi Tengah mencapai 205,35 MW. Sementara daya yang terpasang
saat ini masih sangat sedikit, yakni hanya sebanyak 103,35 MW.
Proses pembangunan proyek PLTA Poso yang dikenal dengan
Pamona 2 dirintis sejak Tahun 2003 di bawah koordiator PT. Hadji Kalla.
Kemudian pada tanggal 31 Mei 2005 dibentuk PT. Poso Energy sebagai
perusahaan pelakasana proyek PLTA Pamona 2 berdasarkan Akte No. 5,
Notaris Andi Aziz, SH., yang berkedudukan di Tangerang dan disahkan
oleh Menteri Hukum dan Hak Asasi Manusia Republik Indonesia dengan
surat keputusan No. w29-00018-HT01.01-HT.2006 pada tanggal 1
September 2006. PT. Hadji Kalla dan PT. Bukaka Teknik Utama (Bukaka)
memiliki peran yang dominan di dalam Proyek PLTA Pamona 2, dimana
perusahaan ini merupakan pemegang saham terbesar dalam proyek
pembangunan PLTA ini.

6
Berdasarkan hasil Studi Pendahuluan (Reconnaissance Study) yang
telah dilakukan oleh Tepsco Consulting Engineers dari Jepang, tahun
1984, hasil identifikasi potensi pembangkit energi listrik tenaga air di
daerah Poso terdapat 3 skema yang cukup potensial, Menurut rencana
pembangunannya, total daya yang akan dihasilkan pada PLTA Poso
sekitar 640 MW dari 3 Power House (PH) utama yaitu PH poso 1, 2, 3,
dan beberapa pembangkit berdaya mini. Dari ketiga pembangkit utama
yang akan di bangun, PH Poso 1 akan membangkitkan daya sebesar 3 x 30
MW, PH 2 akan membangkitkan daya 3 x 65 MW, dan daya yang akan di
bangkitkan PH Poso 3 sebesar 6 x 60 MW. Pengembangan PLTA di
daerah Poso ini dikhususkan untuk melayani kebutuhan listrik di area
pembangkit (Poso dan sekitarnya) dan seluruh daerah Sulawesi. Hingga
saat ini pembangkit listrik yang telah beroperasi di PLTA Poso adalah
Pembangkit berdaya mini yaitu 400 KW di Poso 5, 1 MW di Poso 6 dan 3
x 65 MW yang mana dari daya yang dihasilkan ini telah digunakan untuk
memenuhi kebutuhan listrik dalam Proyek pembangunan sendiri dan telah
disebarkan ke masyarakat sekitar melalui PT. PLN.

7
2.2. Struktur Organisasi Perusahaan/Instansi
Gambar 2.1 Struktur organisasi PLTA Poso 2
(Sumber : PT. Poso Energy, 2014)
2.3. Visi, Misi, dan Motto Perusahaan
1. Visi
Menjadi perusahaan yang terpandang, terdepan, dan terpercaya
dalam bisnis penyedia tenaga listrik dengan menerapkan kaidah
Good Corporate Governance.

8
2. Misi
Memproduksi energi listrik secara aman, efisien, ramah lingkungan
yang memenuhi persyaratan standar mutu dengan keandalan yang
tinggi.
3. Motto Perusahaan
Menyatukan hati, pikiran dan langkah menciptakan kebersamaan
membangun citra perusahaan.
2.4. Permasalahan
Beberapa permasalahan yang umum sering terjadi dibagian
generator di PT. Poso Energy khususnya dibagian sistem proteksi generator
adalah sebagai berikut:
1. Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation) yang
dihasilkan generator;
2. Generator kehilangan eksitasi (loss of excitation);
2.5. Landasan Teori
2.5.1. Pengetahuan Umum Tentang Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Sumber daya air yang dimiliki Indonesia sangatlah melimpah hanya saja
penggunaannya yang belum maksimal. Dengan pemanfaatan yang tepat maka
potensi air tersebut dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Seperti
dijelaskan sebelumnya bahwa PLTA juga memiliki beberapa keunggulan baik
dari segi keamanan (safety), kenyamanan (comfort), serta investasi sangatlah jauh
dibandingkan dengan pembangkit listrik lain.

9
Air juga memiliki daya hidrolis dengan mempertimbangkan faktor massa jenis air
(ρ), gaya gravitasi (g), debit air (Q), serta ketinggian/head (H).
Ph = ρ.g.Q.H (1)
Dalam proses untuk membangkitkan energi listrik terjadi beberapa
perubahan energi. Perubahan energi yang terjadi mulai dari energi potensial yang
dimiliki oleh air karena adanya massa air (m), gaya gravitasi (g), serta
ketinggiannya (head).
Ep = m.g.H (2)
Kemudian energi potensial tersebut berubah menjadi energi kinetik yang
diakibatkan oleh massa (m) dan kecepatannya (v).
Ek =
1
2
m v2
(3)
Energi kinetik tersebut kemudian diubah menjadi energi mekanik oleh
turbin.
Em = Ep + Ek (4)
Ketika turbin disambungkan (di-couple) dengan generator maka energi
mekanik tersebut akan diubah oleh generator menjadi energi listrik karena adanya
putaran (n) dan torsi (T).
Pg =
2 π n T
60
(5)
Setelah itu listrik tersebut akan dihubungkan ke gardu induk yang selanjutnya
akan ditransmisikan ke AP2B. Listrik ini kemudian akan didistribusikan ke
konsumen baik itu rumah tangga maupun industri, dari prinsip tersebut maka
berbagai negara membangun beberapa PLTA untuk memenuhi pasokan listrik di

10
negaranya. Beberapa PLTA terbesar yang dimiliki oleh negera tersebut dapat
dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.1 Beberapa pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia
(Sumber : Ansyari, 2014)
2.5.2. Klasifikasi PLTA
Berdasarkan beberapa faktor PLTA dapat diklasifikasikan menjadi
beberapa jenis yaitu :
1. Berdasarkan Tinggi Terjun
a. PLTA Jenis Terusan Air (Water Way)
No. Nama Negara Daya (MW)
1. Three Gorges Dam China 22.500
2. Itaipu Power Plat Brazil 14.750
3. Simon Bolivar Venezuela 10.200
4. Sayano Shusenskaya Dam Rusia 6.500
5. Grand Coule Amerika Serikat 6.495
6. Longtan China 6.426
7. Krasnoyarsk Rusia 6.000
8.
Churchill Falls Kanada 5.429

11
PLTA ini memanfaatkan air yang ada di hulu sungai dan dialirkan
ke hilir sungai melalui sebuah terusan. Tenaga listrik yang
dihasilkan memanfaatkan tinggi terjun dan kemiringan sungai.
b. PLTA Jenis Dam/Bendungan
PLTA ini menggunakan sebuah bendungan untuk menaikkan
permukaan air di hulu yang bertujuan untuk menghasilkan energi
potensial yang lebih besar.
c. PLTA Jenis Terusan dan DAM (Campuran)
PLTA ini menggunakan gabungan dari jenis terusan air dan jenis
dam untuk sistem pembangkitan listriknya.
2. Berdasarkan Keadaan Aliran Sungai
a. PLTA Jenis Aliran Sungai Langsung (Run of River)
Jenis ini banyak dipakai dalam PLTA saluran air atau
terusan, jenis ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan
aliran sungai itu sendiri secara alamiah.
Gambar 2.2 PLTA Poso 2 jenis Run of River

12
b. PLTA Dengan Kolam Pengatur (Regulatoring Pond)
PLTA ini menggunakan kolam pengatur untuk mengatur
aliran sungai yang dibangun di tempat tersebut.
3. Berdasarkan Kapasitas PLTA
a. Large Hydro
Daya yang dibangkitkan lebih dari 100 MW.
Gambar 2.3 PLTA Poso II (3x65 MW)
b. Medium Hydro
Daya yang dibangkitkan antara 15-100 MW.
c. Small Hydro
Daya yang dibangkitan antara 1-15 MW.
d. Mini Hydro
Daya yang dibangkitkan antara 100 kW, akan tetapi dibawah 1
MW
e. Micro Hydro
Daya yang dihasilkan berada diantara 5 kW sampai 100 kW.
Biasanya, pembangkit jenis ini digunakan untuk komunitas atau
industri kecil yang jauh dari distribusi jaringan listrik.

13
f. Pico Hydro
Daya yang dihasilkan mulai dari beberapa ratus watt hingga 5 kW
Pembangkit ini, biasa dipakai untuk pemukiman yang jauh dari
distribusi PLN.
2.5.3. Bagian-Bagian PLTA
1. Weir (Bendungan) dan Intake
Weir adalah bagian awal dari PLTA. Weir berfungsi mengatur suplai air
yang masuk ke intake sesuai dengan sesuai kebutuhan. Selain itu, weir juga
berfungsi untuk pengendalian banjir.
Gambar 2.4 Bendungan & Intake PLTA Poso 2
2. Water Way (Saluran Pembawa)
Saluran Pembawa berfungsi untuk mengalirkan air yang masuk dari intake
ke bak penenang.

14
Gambar 2.5 Saluran Pembawa PLTA Poso 2
3. Bak Penenang
Sesuai dengan namanya, di bagian ini aliran air yang mengalir bergerak
dengan kecepatan lambat, berfungsi untuk mengendapkan lumpur-lumpur dan
kotoran lainnya yang terbawa oleh aliran air.
Gambar 2.6 Bak Penenang PLTA Poso 2
4. Headpond
Headpond berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar sebelum
masuk ke penstock serta untuk menciptakan head (tinggi jatuh air) agar energi

15
yang dihasilkan juga besar. Headpond merupakan satu bagian dengan bak
penenang.
Gambar 2.7 Headpond PLTA Poso 2
5. Penstock
Penstock atau dalam Bahasa Indonesianya disebut pipa pesat adalah pipa
yang mengalirkan air dari headpond masuk ke spiral case (rumah turbin). Di
dalam pipa penstock terjadi perubahan energi pada air, yaitu dari energi potensial
menjadi energi kinetik. Dalam perencanaan pipa penstock banyak hal yang harus
dipertimbangkan, diantaranya tekanan air di dalam penstock dan head losses yang
terjadi, serta jenis material pipa. Panjang penstock di PLTA Poso 2 adalah 982m,
memiliki diameter 3,6m, dan tebal 32mm.
Gambar 2.8 Penstock PLTA Poso 2

16
6. Rumah Pembangkit (Power House)
Power House atau rumah pembangkit merupakan tempat pembangkit
energi listrik. Di dalamnya terdapat perangkat diantaranya CCR, MIV, turbin,
governor, generator dan perlengkapannya serta sistem kontrol.
Gambar 2.9 Power House PLTA Poso 2
(Sumber : PT. Poso Energy)
7. Turbin Air
Turbin air merupakan mesin yang mengkonversikan energi air menjadi
energi poros, bentuk energi yang banyak diperlukan untuk memutar generator
pembangkit listrik atau kebutuhan energi poros di industri. Turbin air, dapat
dikelompokkan menjadi tiga bagian yaitu :
1. Turbin Impuls
Turbin impuls tergolong ke dalam turbin tekanan sama karena
tekanan aliran air yang keluar dari nozle adalah sama dengan tekanan
atmosfir sekitarnya. Semua energi potensial dan tekanan yang dimiliki oleh
air, ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.
Contoh turbin yang masuk dalam kategori turbin ini adalah:

17
a. Turbin Pelton
Turbin Pelton merupakan turbin yang paling populer
mewakili turbin jenis impuls lainnya. Turbin ini ditemukan
oleh Lester Allan Pelton (1829-1908) pada 1870-an, turbin
ini mudah dibuat, mudah dioperasikan dan mudah dirawat.
Kelemahan turbin ini adalah dalam hal efisiensi yang rentang
tertingginya tidak lebar dan lebih rendah daripada turbin
lainnya. Di Indonesia, mengingat head yang tinggi sudah
jarang ditemukan, pembangkit listrik baru yang dibangun
menggunakan turbin jenis Pelton ini pun sudah jarang
ditemukan. Prinsip kerja sebuah turbin Pelton yaitu pancaran
air menyembur dari nosel dengan kecepatan yang tinggi dan
menumbuk sudu sehingga memutar poros yang dihubungkan
dengan generator. Sudu terdiri dari dua mangkuk simetrik
dengan tujuan untuk menggandakan kemampuan aliran
airnya, selain itu menghilangkan gaya aksial yang
ditimbulkannya.
Gambar 2.10 Turbin Pelton
(Sumber : http://www.turbinesinfo.com )

18
b. Turbin Turgo
Turbin turgo dapat beroperasi pada head 30 m s/d 300 m.
Seperti turbin pelton, turbin turgo merupakan turbin
impulse, tetapi sudunya berbeda. Pancaran air dari nozle
membentur sudu pada sudut 20o
. Kecepatan putar turbin
turgo lebih besar dari turbin pelton. Akibatnya
dimungkinkan transmisi langsung dari turbin ke generator
sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan
biaya perawatan.
c. Turbin Peralihan (Turbin Cross Flow / Turbin Banki)
Diperkenalkan pertama kali oleh A.G.M. Michel dan D.
Banki pada awal abad ini, turbin aliran lintang lebih dikenal
sebagai turbin Banki. Turbin ini terdiri dari sudu-sudu
berjari-jari tetap, biasanya secara sederhana dibuat dari pipa
baja yang dipotong, yang dipasang pada dua atau lebih
piring roda jalan. Disebut sebagai turbin peralihan karena
prinsip kerjanya berdasarkan prinsip impuls, tetapi tekanan
lebih dapat dibangkitkan pada sisi masuk tingkat
pertamanya.
Gambar 2.11 Turbin Banki
(Sumber : Wikipedia, 2009)

19
Air disalurkan melalui nosel yang dipasang tepat di
sisi roda jalan. Air melintas roda dua kali, pada tingkat I
dan tingkat II pada roda yang sama, tetapi arah alirannya
saling berbalikan. Pancaran air dari nosel masuk turbin
pada tingkat I pada stasiun 1 dan keluar pada stasiun 2
Aliran air yang masih mempunyai energi masuk ke tingkat
II pada stasiun 3 dan keluar dari turbin pada stasiun 4. Jadi
energi air dipindahkan secara bertingkat, karena sifatnya
yang terbuka terhadap atmosfir, turbin ini dimasukkan
sebagai turbin impuls. Tetapi karena adanya efeks kontraksi
aliran akibat penyempitan alur aliran di tingkat I dan
percepatan diantara ke dua tingkat maupun tumbukan di sisi
masuk tingkat II, terjadi kenaikan tekanan yang dapat
dideteksi pada mulut nosel, dan di inti aliran sisi masuk
tingkat II sehingga turbin ini dapat pula dianalisa
menggunakan teori turbin reaksi.
2. Turbin Reaksi
a. Turbin Francis
Turbin Francis merupakan turbin yang terbanyak
dipergunakan pada pembangkit listrik tenaga air. Hal ini
disebabkan karakteristiknya yang mampu mengisi sektor
tengah kapasitas tenaga air yang ada. Saat ini turbin Francis
dioperasikan antara head 20 m sampai 600 m, pada batas

20
head mana turbin Pelton dan Kaplan menjadi terkendala
baik secara teknis maupun harganya. Turbin Francis pada
umumnya dirancang dengan prinsip sudut masuk relatif β1 =
90o
. Beberapa desain khusus untuk sudu cepat dirancang
dengan sudut lebih besar dan ada pula yang menggunakan
desain sisi masuk menyudut (tidak sejajar poros).
Gambar 2.12 Turbin Francis PLTA Poso 2
Pada turbin Francis terdapat bagian-bagian utama
yaitu:
 Saluran masuk (Fluid inlet)
Saluran masuk merupakan bagian dimana fluida
kerja (air) masuk menuju turbin.

21
 Sudu (Runner blades)
Sudu merupakan bagian yang dapat bergerak
akibat adanya tumbukan dari fluida yang
mengalir.
 Sudu pengarah (Guide vanes)
Sudu pengarah adalah bagian yang berfungsi
untuk mengatur atau mengarahkan air secara
tangensial menuju ke sudu turbin. Sudu
pengarah dapat diatur menggunakan tuas
otomatis sehingga mendapatkan operasi turbin
yang efisien.
 Dinding penutup (Volute)
Dinding penutup adalah bagian yang berfungsi
untuk menjaga tekanan fluida agar tetap
terkontrol sampai kesudu pengarah. Penutup
dapat mempunyai geometri yang berbeda
sehingga dapat meningkatkan efisiensi operasi
pada berbagai kondisi air.
 Saluran keluar (Fluid outlet)
Saluran keluar berfungsi untuk mengarahkan
fluida kerja yang telah dikonversi menjadi energi
mekanis kelur ke lingkungan sekitar.

22
Tabel 2.3 Data Spesifikasi Turbin PLTA Poso 2
Parameter Keterangan
Max. Head 154 m
Rated Head 150 m
Min. Head 145,5 m
Rated Dischaurge 149,03 m/s
Diameter of runner 3200 mm
Rated Output 66,66 MW
Ratedv Speed 250 rpm
Runaway Speed 446 rpm
Type HLSR08-LJ- 320
Serial No. SERI-SFS-003
Gambar 2.13 Turbin Francis
b. Turbin Kaplan
Dikenal juga sebagai turbin aksial, turbin Kaplan
merupakan juga turbin propeller yang sudu geraknya dapat
diatur sudutnya menyesuaikan dengan bebannya untuk tetap
berada pada daerah kerja efisiensi terbaiknya. Turbin

23
Kaplan bekerja akibat adanya perbedaan tekanan air di sisi
hulu terhadap tekanan air di sisi hilir sudunya. Berbeda
dengan turbin Francis yang secara ideal perpindahan
energinya terjadi saat aliran air membelok pada ruang, pada
turbin Kaplan terjadi pada bidang-bidang silindrik koaksial.
Sudu-sudu turbin Kaplan lebih mudah dibuat daripada sudu-
sudu turbin lainya. Sudu-sudu dibuat terpisah dari cincin
dan habnya, untuk kemudian dipasang menggunakan poros
pada habnya. Pada turbin Kaplan, poros ini dapat diputar
bolak-balik sehingga sudu-sudu turbin Kaplan dapat
membuka dan menutup sesuai dengan kapasitas produksi
yang diinginkan.
Gambar 2.14 Turbin Kaplan

24
8. Governor
Pada dasarnya governor merupakan suatu sistem kendali otomatis yang
sangat barpengaruh dalam menjaga kecepatan putaran poros suatu pembangkit
listrik tenaga air. Pada keadaan nyata pada PLTA Poso 2, kecepatan putar untuk
poros yang dijaga yakni sebesar 250 rpm pada beban yang bervariasi sesuai
dengan kebutuhan PLN. Fungsi lain dari governor yakni menghentikan operasi
turbin pada saat terjadi gangguan. Kecepatan putar yang terjadi pada poros untuk
beban yang terjadi diatur oleh main governor. Pada saat beban tinggi, secara
otomatis putaran akan berkurang. Dalam hal ini, kontrol governor akan menjaga
agar kecepatannya konstan dengan cara membuka katup masuk air (guide vane)
sebelum masuk ke dalam turbin. Adapun persamaan yang digunakan dalam
menentukan kecepatan turbin adalah sebagai berikut :
n =
120 x f
p
(6)
Dimana :
n = Kecepatan putar turbin (rpm)
f = Frekuensi (50 Hz)
p = Jumlah pasang kutub. Kutub yang terpasang pada
rotor di PLTA Poso 2 adalah 24 kutub

25
Gambar 2.15 Diagram kerja governor
(sumber : PT. Poso Energy, 2014)
9. Generator
Generator adalah sebuah mesin listrik yang merubah energi mekanik
menjadi energi listrik. Secara garis besar generator terdiri dari beberapa bagian,
diantaranya stator dan rotor. Untuk menghasilkan listrik sebuah generator harus
memenuhi ketiga syarat, yaitu gerakan (putaran), fluks, dan belitan. Daya listrik
yang dapat terbangkitkan di generator dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
Pgen = 3 V I Cos φ (7)
Dimana :
Pgen = Daya yang dibangkitkan generator (Watt)
V = Tegangan (kV)

26
I = Arus listrik (kA)
Cos φ = Faktor Daya (0.97-0.99)
Gambar 2.16 Stator PLTA Poso 2
Tabel 2.4 Data Spesifikasi Genertor PLTA Poso 2
Parameter Keterangan
Rated Capacity 65 MW
Rated Voltage 11000 V
Rated Current 3791 A
Rated Power
Factor
0,9
Phases 3
Insulation Class F
Ratedv Speed 250 rpm
Serial No. SERI-SFD-003

27
10. Transformator Step Up
Transformator adalah sebuah mesin listrik yang bekerja berdasarkan
prinsip induksi elektromagnetik yang merubah besaran arus dan tegangan dari
input tetapi tidak merubah besar daya input dan outputnya. Dalam hal ini
transformator step up menaikkan tegangan dari output generator kemudian
ditransmisikan ke gardu induk melalui kawat penghantar (kabel). Alat yang terdiri
dari beberapa rangkaian ini. memiliki beberapa item seperti inti besi, belitan
primer, dan belitan sekunder. Termasuk juga didalamnya berisi cairan yang
berguna untuk mendinginkan suhu serta mencegah terjadinya short circuit yang
disebabkan karena penguapan sehingga menciptakan cairan yang menjadi
konduktor. Transformator step up memiliki belitan sekunder dengan luas
penampang yang kecil dibandingkan sisi primernya.
Gambar 2.17 Transformator Step Up 11kV/275kV 80 MVA
PLTA Poso 2
11. Tailrace (Saluran Pembuangan)
Saluran pembuangan merupakan tempat mengalirnya air yang telah
digunakan untuk memutar turbin setelah melewati draft tube. Saluran

28
pembuangan ini juga berfungsi membuang sisa-sisa air yang bocor dari celah MIV
(Main Inlet Valve) maupun dari turbin.
Gambar 2.18 Tailrace PLTA Poso 2
12. Substation (Gardu induk)
Gardu induk adalah suatu instalasi yang terdiri dari peralatan listrik yang
merupakan pusat beban yang diambil dari saluran Transmisi yang secara spesifik
berfungsi untuk mentransformasi tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan
tinggi lainnya atau dari tegangan tinggi ke tegangan menengah serta pengukuran,
pengawasan operasi serta pengaturan dari pengamanan sistem tenaga listrik.
13. JaringanaTransmisi
Transmisi Merupakan proses penyaluaran tenaga listrik dari tempat
pembangkit tenaga listrik (Power Plant) hingga Saluran distribusi listrik
(substation distribution) sehingga dapat disalurkan sampai pada konsumen
pengguna listrik. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui jaringan distribusi
primer, maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu
distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan kerja 380/220 Volt,

29
kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah untuk selanjutnya
disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) melalui Sambungan Rumah.
Klasifikasi Jaringan Transmisi berdasarkan tegangannya adalah
sebagai berikut :
 Saluran udara tegangan ekstra tinggi (SUTET) 200 kV – 500 kV
 Saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 30 kV – 150 kV
 Saluran kabel tegangan tinggi (SKTT) 30 kV – 150 kV
 Saluran udara tegangan menengah (SUTM) 6 kV – 30 kV
 Saluran kabel tegangan menengah (SKTM) 6 kV – 20 kV
 Saluran udara tegangan rendah (SUTR) 40 Volt – 1000 Volt
 Saluran kabel tegangan rendah (SKTR) 40 Volt – 1000 Volt
2.5.4. Gangguan Yang Sering Terjadi Pada Generator
Salah satu bagian yang sangat penting dari sistem tenaga listrik adalah
bagian unit pembangkit tenaga listrik. Unit pembangkit tenaga listrik tersebut
berupa generator yang digerakkan dengan tenaga air, tenaga gas, tenaga diesel dan
lain sebagainya. Pokok utama dalam pengadaan sistem tenaga listrik adalah
bagian dari pembangkitnya atau dalam hal ini generatornya. Apabila suatu sistem
pembangkit terganggu, maka seluruh sistem tenaga listrik akan terhenti
pengoperasiannya.
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;

30
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 CB, pada umumnya disebabkan oleh :
a. Gangguan diluar seksi generator tetapi CB 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 dan 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 CB. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku
untuk semua macam Pusat Listrik.
Penyebab gangguan yang sering terjadi pada sistem pembangkit terdiri dari
tiga bagian yaitu:
1) Gangguan dari luar generator;
2) Gangguan dari dalam generator;

31
3) Gangguan dari mesin penggerak generator (Prime Mover).
Dari ketiga jenis gangguan diatas, bila salah satu generator yang bekerja
secara paralel mengalami gangguan, kemungkinan besar generator yang sedang
beroperasi tidak sanggup lagi untuk memikul beban keseluruhannya. Oleh sebab
itu diperlukan perhitungan besarnya beban yang harus diputuskan secara tiba-tiba
agar dapat diperoleh kestabilan sistem. Dalam hal ini, pemutusan beban
diusahakan berlangsung secara otomatis dan dengan waktu yang relatif singkat.
1) Gangguan dari luar generator
Penyebab gangguan utama dari luar yang melewati system adalah
petir, yang sering disambar petir adalah saluran udara transmisi dan saluran
distribusi. Untuk menghadapi gangguan diluar pusat listrik, maka CB yang
dipasang dari saluran dilengkapi dengan relay-relay. Untuk gangguan di rel
yang langsung berhubungan dengan generator, maka relay arus lebih
merupakan pengaman utama. Tetapi bila ada pengaman rel differensial,
maka relay arus lebih merupakan pengaman back-up.
Gangguan diluar generator dapat menimbulkan arus urutan negatif,
yang selanjutnya arus ini dapat menimbulkan pemanasan yang berlebihan
pada generator. Oleh karena itu, pada generator dengan daya besar dipakai
relay urutan negatif.
Adanya hubung pendek, mechanical stress pada gulungan stator.
Jika mechanical stress sudah terdapat pada gulungan stator maka operasi
selanjutnya akan memperparah kondisi gulungan, kenaikan temperature
walaupun perlahan- lahan selama 10 detik akan menaikkan temperature ke

32
kondisi yang membahayakan. Gangguan ini dapat menimbulkan asimetris,
vibrasi besar dan rotor menjadi overheating. Untuk proteksi generator akibat
gangguan ini di gunakan Overcurrent dan Earth Fault Protection sebagai
back up protection. Relay differensial digunakan untuk mendeteksi
perbedaan arus pada gulungan generator atau trafo. pada generator, trafo
arus terpasang disisi ouput generator dan dan disisi netral generator sebagai
parameter dari relay differensial.
2) Gangguan dari dalam generator
Pembebanan yang berlebih pada generator akan mengakibatkan
kenaikan temperature (thermal loading) gulungan stator (overheating)
sampai isolasi menjadi rusak atau usia pemakaiannya menjadi lebih pendek.
Temperatur naik juga disebabkan oleh adanya kegagalan sistem pendingin.
Pada generator besar biasanya di pasang thermocouple pada slot stator dan
sistem pendingin. Overcurrent Protection dipasang untuk mengamankan
generator dan disetel pada harga tertinggi beban lebih yang masih dapat di
tanggung.
4) Gangguan dari mesin penggerak generator (Prime Mover).
Hal-hal yang sering menyebabkan terjadinya ganggguan pada prime
mover atau turbin yang akan menggerakkan generator secara singkat
adalah:
 Kerusakan pada bagian-bagian yang berputar atau bergeser, seperti
bantalan, batang penggerak, katup-katup khususnya yang jarang
bergerak pada waktu diperlukan malah macet;

33
 Kerusakan pada bagian-bagian dimana terdapat pertemuan antara zat-
zat yang berbeda suhunya seperti kondensor PLTU dan pemanas udara
PLTU. Hal serupa bisa pula terjadi pada alat-alat pendingin di PLTA
atau PLTD.
 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.
 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.
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.

34
Untuk generator yang besar perlu ditambah relai arus urutan
negatif.
b) Pengamanan terhadap gangguan yang terjadi didalam generator,
gangguan listrik pada generator, yaitu :
1. Hubung singkat antara fasa;
2. Hubung singkat fasa ke tanah;
3. Suhu tinggi;
4. Penguatan hilang / Loss of excitation;
5. Rotor hubung tanah / Field ground;
6. Tegangan lebih / Over Voltage.
c) Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang
memerlukan pelepasan CB 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 CB generator perlu ditripkan.
2.5.5. Peralatan Utama Untuk Sistem Proteksi Generator
Peralatan utama dalam sistem proteksi terdiri atas:

35
a. Instrumen Pengukuran
Instrumen pengukuran adalahperalatan proteksi yang berfungsi untuk
melakukan pembacaan arus dan tegangan dan meneruskan informasi ini ke relai
proteksi dan peralatan pengukuran. Jika besaran arus dan tegangan pada jaringan
melewati setelan yang terpasang di relai dimana menandakan terjadinya
gangguan, maka relai atau circuit breaker akan segera memutus dan mengisolasi
jaringan yang mengalami gangguan tersebut. Instrumen pengukuran ini dapat
berupa trafo arus (current transformer / CT) dan trafo tegangan (voltage
transformer / PT).
b. Peralatan Pemutus Rangkaian
Peralatan pemutus rangkaian adalah peraltan yang berfungsi untuk
mengisolasi jaringan yang mengalami gangguan. Relai proteksi, CB dan fuse
termasuk dalam kategori ini.
1) Trafo Arus (CT)
Trafo arus merupakan trafo yang digunakan untuk
mentransformasikan arus atau menurunkan nilai arus yang besar pada
tegangan tinggi menjadi nilai arus yang kecil pada tegangan rendah untuk
keperluan pengukuran dan pengamanan atau proteksi. Kumparan primernya
dihubung secara seri dengan beban yang akan diukur atau yang akan
dikendalikan. Beban inilah yang menentukan besarnya arus yang mengalir
ke trafo tersebut. Kumparan sekundernya dibebani impedansi konstan
dengan syarat tertentu. Fluks inti dan arus yang akan mengalir pada

36
rangkaian sekunder akan tergantung pada arus primer. Trafo arus terdiri atas
dua tipe :
1. Tipe wound primary
2. Tipe bar primary
Perbedaan kedua jenis tipe ini dapat dilihat pada gambar berikut:
a. Tipe Wound Primary b. Tipe Bar Primary
Gambar 2.19 Tipe trafo arus
(Sumber: Anonim, 2014)
a. Rangkaian CT b. Simbol CT
Gambar 2.20 Rangkaian dan simbol CT
(Sumber: Anonim, 2014)
Klasifikasi CT (berdasarkan IEC 44-1):
 Class 0.2 S and 0.2 digunakan untuk pengukuran presisi tinggi;
 Class 0.5 and 0.5 S digunkan untuk pengukuran normal;
 Class 1.0 and 3.0 digunakan untuk pengukuran instrument dan
statistik;
 Class 5P and 10P digunakan pada relai proteksi.

37
Contoh spesifikasi penulisan:
20VA, 5P20 nilai 20VA adalah keluaran daya CT dalam VA atau rating
beban CT sebesar 20VA(rating burden), 20 menyatakan factor limit akurasi
terhadap arus rating atau 20 x Arus Nominal, tanda “p” adalah “proteksi”,
dan angka 5 atau 10 adalah nilai kesalahan arus dalam %.
 Class TPX, TPY, TPZ dan Z (BS) digunakan untuk kondisi transient
dimana TPX tidak dilengkapi dengan celah udara sedangkan TPY
dilengkapi dengan celah udara kecil dan TPZ dilengkapi dengan
celah udara dan inti yang besar.
2) Trafo Tegangan (PT)
Trafo tegangan dalam sistem tiga fasa mengukur tegangan antara
dua konduktor atau tegangan antara satu konduktor dengan tanah. Menurut
standar, trafo tegangan mensuplai tegangan 100 V, atau juga 100 V/ 3 pada
sisi sekunder dalam kondisi operasi teraan (rating operation). Trafo
tegangan diseain untuk pemakaian pada beban resistansi tinggi karena itu
tidak pernah dihubung singkat pada sisi sekundernya, tidak seperti pada
trafo arus, sisi sekunder trafo tegangan dapat diproteksi dengan fuse.
Klasifikasi PT dibedakan menurut konstruksi dan pemasangannya, yaitu
pasangan dalam dan pasangan luar.
 Kasifikasi menurut konstruksinya:
 PT induktif (inductive voltage transformer or electromagnetic voltage
transformer) yang terdiri dari belitan primer dan belitan sekunder.

38
Tegangan pada belitan primer akan menginduksikannya ke belitan
sekunder.
 PT Capasitif (capasitor voltage transformer), adalah peralatan pada
sistem tenaga listrik yang berupa trafo satu fasa step down yang
dirangkai dengan pembagi tegangan kapasitif yang mentransformasi
tegangan pada jaringan tegangan tinggi ke suatu sistem tegangan
rendah yang layak untuk perlangkapan indicator, alat ukur, relai, dan
alat sinkronisasi. CVT dipilih karena lebih ekonomis membuat
pembagi tegangan kapasitif daripada membuat transformator dengan
belitan tegangan tinggi.
 Klasifikasi menurut pemasangannya:
 Trafo pemasangan dalam (Indoor) yaitu trafo yang pemasangannya di
dalam ruangan.
 Trafo pemasangan luar (Outdoor) yaitu trafo yang pemasangannya di
luar ruangan
Kelas akurasi trafo tegangan berdasarkan IEC 60044-2 yaitu
untuk pengukuran 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, dan 3.0 sedangkan untuk proteksi
adalah 3P dan 6P
2.5.6. Peralatan Untuk Pemutus Rangkaian
a) Relai
Relai adalah alat yang memproteksi sistem tenaga listrik dengan cara
mendeteksi gangguan yang terjadi pada saluran, jika terjadi gangguan maka relai

39
akan memberikan suplay daya kepada rangkaian proteksi untuk memutuskan arus
yang menyebabkan gangguan tersebut.
Klasifikasi relai berdasarkan input:
1.Arus ( I )
Relai arus lebih atau over current relay (OCR)
2.Tegangan (V)
Relai tegangan lebih (OVR), dan relai tegangan kurang (UVR)
3.Frekuensi (f)
Relai frekuensi lebih (OFR), dan relai frekuensi kurang (UFR)
4.Daya (P, Q)
Relai daya Max / Min, relai arah / directional, dan relai daya balik
(Reverse Power)
5.Impedansi (Z)
Relai jarak (Distance)
6.Beda arus
Relai diferensial
Klasifikasi berdasarkan karakteristik waktu kerja:
1. Seketika (relay instant / moment / high speed);
2. Penundaan waktu (time delay)
Definite time relay dan inverse time relay;
3. Kombinasi instant dengan tundaan waktu.

40
b) Circuit Breaker (CB)
Circuit beraker merupakan pengaman arus lebih yang bekerja membuka
dan memutus rangkaian secara non-otomatis dan memutus rangkaian secara
otomatis ketika arus yang mengalir dirangkaian melebihi rating arus yang telah
ditentukan tanpa menimbulkan kerusakan pada peralatan (CB dan rangkaian) pada
saat terjadi gangguan.
Klasifikasi berdasarkan medium atau pemadam busur api:
 Air : Medium pemutus udara
 Oil : Medium pemutus minyak
 Gas : Medium pemutus gas (SF6)
 Vacuum : Medium pemutus hampa udara
Medium-medium di atas berfungsi untuk memadamkan busur api yang
terjadi pada saat pemutusan rangkaian.
c) Fuse (pelebur)
Fuse adalah alat yang memproteksi sistem tenaga listrik dengan cara
mendeteksi gangguan yang terjadi pada saluran berdasarkan seting nilai tertentu,
jika terjadi gangguan yang melewati batas seting yang ditentukan maka fuse akan
secara langsung memutuskan arus yang menyebab gangguan tersebut dengan
mekanisme meleburnya elemen fuse yang menghubungkan sistem tersebut.

41
BAB III
METODOLOGI
3.1. Waktu dan Tempat Kerja Praktek
Waktu pelaksanaan kerja praktek di mulai dari tanggal 18 Juni 2014 sampai
18 Agustus 2014, yang berlokasi di PT. Poso Energy, PLTA Poso 2, Desa
Sulewana, Kecamatan Pamona Utara, Kabupaten Poso.
3.2. Bahan dan Alat Kerja Praktek
3.1.1 Bahan
1. Kabel kecil
2. Isolasi
3. Spidol
1.2.2 Alat
1. Kunci inggris/Pas/Ring
2. Relay tester
3. Kunci panel
4. Obeng
5. Tang kombinasi
6. Tang Potong
7. Senter

42
8. Tangga
9. Multimeter
10. Buku panduan
3.3. Teknik Pengumpulan Data
Teknik yang digunakan untuk mendapatkan data dan informasi adalah
sebagai berikut:
3.1.1 Studi literatur
Studi literatur dilakukan dengan mencari referensi tentang landasan teori,
datasheet komponen dan semua hal yang berkaitan materi sistem pembangkit
listrik tenaga air terutama pada generator dan sistem proteksinya. Beberapa
referensi diperoleh dari vendor masing-masing alat dan perusahaan serta informasi
yang diperoleh dari internet.
3.1.2. Observasi.
Dalam hal ini penulis melakukan observasi terhadap setiap proses kerja
yang berjalan di PT. Poso Energy serta melakukan tanya jawab dengan supervisor,
teknisi, maupun pembimbing praktek menanyakan mengenai berbagai
penanganan masalah berupa instruksi kerja mengenai perawatan, perbaikan pada
bagian-bagian sistem electrical dan sistem proteksi di unit pembangkit PLTA
Poso 2. Dalam proses observasi penulis juga melakukan wawancara secara
langsung dengan pembimbing lapangan dan karyawan yang ada dikantor maupun
di lapangan kerja mengenai hal-hal yang berkaitan dengan objek yang ditinjau.

43
3.4. Tahapan Kerja Praktek
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam sebelum melakukan Kerja
Praktek (KP) :
1. Mencari informasi mengenai kondisi tempat pelaksanaan kerja praktek
dalam hal ini PT. Poso Energy.
2. Menyelesaikan semua administrasi di Universitas Tadulako, Fakultas
Teknik, Jurusan Teknik Elektro.
3. Mengirim surat permohonan Kerja Praktek ke PT. Poso Energy
4. Setelah semua persyaratan administrasi di Universitas Tadulako, Fakultas
Teknik, Jurusan Teknik Elektro selesai dan pihak PT. Poso Energy
membalas surat permohonan Kerja Praktek, sehingga pada hari Selasa
tanggal 17 Juni 2014 Pukul 07.15 WITA Penulis mulai melapor ke
kantor tepatnya bagian HRD dan pada tanggal 18 Juni 2014 pukul 07.00-
16.00 WITA mulai masuk kerja praktek di PT. Poso Energy. Uraian
mengenai pekerjaan yang dilakukan selama pelaksanaan kerja praktek
dapat dilihat pada lampiran laporan bulanan kerja praktek.
Adapun tahapan kerja praktek yang dilakukan di PT. Poso Energy
sesuai dengan judul yang di angkat yaitu :
1. Melakukan perawatan pada bagian transformator instrument harus dalam
kondisi safety dan unit dalam kondisi shutdown;
2. Melakukan perawatan pada bagian Generator Circuit Breaker (CB) harus
dalam kondisi safety dan unit dalam kondisi shutdown;
3. Mengencangkan baut bagian panel eksitasi;

44
4. Mengencangkan baut bagian panel proteksi generator dan transformator;
Gambar 3.1 Current Transformator yang terletak di generator
sebagai parameter pada sistem proteksi

45
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Generator adalah salah satu jenis mesin listrik yang digunakan sebagai alat
pembangkit energi listrik dengan cara mengkonversikan energi mekanik menjadi
energi listrik. Pada generator, energi mekanik didapat dari penggerak mula berupa
mesin diesel, turbin, baling-baling dll. sehingga perawatan sistem proteksi pada
generator sangat diperlukan untuk tetap menjaga kestabilan energi listrik.
Gambar 4.1 Bagian-bagian generator yang menggunakan turbin francis

46
PLTA Poso 2 menggunakan jenis turbin francis untuk menggerakkan
generator. Generator yang digunakan di PT. Poso Energy adalah generator
sinkron 3 phasa yang terdiri dari 3 unit masing-masing unit mempunyai kapasitas
72,2 MVA atau 65 MW, 24 kutub, bekerja diputaran 250 rpm dan memiliki faktor
daya 0,9 lagging serta menghasilkan tegangan keluaran 11 KV.
Gambar 4.2 Rotor yang terdiri dari 24 kutub
Masalah yang pernah terjadi di bagian generator khususnya pada sistem
proteksi electrical di PT. Poso Energy diantaranya :
1) Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation) yang
dihasilkan generator;
2) Generator kehilangan eksitasi (loss of excitation);

47
4.2. Pembahasan
Rotor yang ada di PLTA Poso 2 berputar dengan kecepatan 250 rpm.
Perputaran rotor akan memutar medan magnet akan diinduksikan pada kumparan
jangkar yang terletak pada stator akan menghasilkan fluks magnetik yang
berubah-rubah besarnya terhadap waktu. Adanya fluks magnetik yang melingkupi
suatu kumparan akan menimbulkan GGL induksi pada ujung kumparan tersebut,
tegangan yang dihasilkan akan distabilkan dengan menggunakan AVR yang akan
disalurkan ke transformator Step-up 11kv/275kV.
Gangguan yang pernah terjadi di PT. Poso Energy antara lain adalah sebagai
berikut :
1) Frekuensi operasi yang tidak normal (abnormal frequency operation) yang
dihasilkan generator.
Beban yang diterima generator tidak tetap, dapat mempengaruhi sistem
frekuensi pada generator, jika terjadi kelebihan beban maka frekuensi akan turun,
begitupun sebaliknya. Jika frekuensi turun, maka yang harus dilakukan adalah
membuka guide vane pada prime mover yang dikendalikan oleh governor agar
putaran turbin menjadi naik, dan menambah arus eksitasi pada rotor sehingga
putaran turbin tetap berada dikecepatan 250 rpm untuk menghasilkan frekuensi
50 Hz, setelah membuka guide vane dan menambah arus eksitasi, frekuensi akan
kembali normal menjadi 50 Hz. Jika terjadi over frekuensi yang harus dilakukan
adalah menambah arus eksitasi pada rotor tanpa membuka guide vane. Hal ini
semuanya dikontrol dalam suatu ruangan yaitu control room. Adapun nilai under

48
frekuensi untuk alarm adalah 48,5 Hz dan untuk trip 47,5 Hz. Untuk over
frekuensi adalah 53 Hz.
2) Generator kehilangan eksitasi (loss of excitation);
Hilangnya medan penguat pada rotor akan mengakibatkan generator
kehilangan sinkronisasi dan berputar di luar kecepatan sinkronnya sehingga
generator beroperasi sebagai generator asinkron. Daya reaktif yang diambil dari
sistem ini akan dapat melebihi rating generator sehingga menimbulkan overload
pada belitan stator dan menimbulkan overheat yang menimbulkan penurunan
tegangan generator.
Permasalahan yang terjadi di PT. Poso Energy ketika generator kehilangan
eksitasi adalah belum terhubungnya CB yang akan masuk ke rotor, sehingga yang
perlu dilakukan adalah mengaktifkan CB agar arusnya mengalir ke rotor. Setelah
dilakukan hal tersebut generator sudah dapat beroperasi dengan normal.
Gambar 4.3 Turbin unit 1 PLTA Poso 2
(sumber : PT. Poso Energy, 2014)

49
Adapun relay yang digunakan pada sistem proteksi generator di
PLTA Poso 2 yaitu;
1. Frekuensi relay;
2. Reverse power protection relay;
3. Loss of excitation protection relay;
4. Negative sequence / current unbalance protection relay;
5. Undervoltage relay;
6. Over load / temperature protection;
7. AC Time overcurrent protection relay;
8. Over voltage protection relay;
9. Rotor earth fault protection relay;
10. Stator earth fault protection relay;
11. Locking out relay;
12. Transverse differential protection relay.

50
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa perawatan
pada bagian–bagian generator terutama pada bagian trafo arus dan trafo
tegangan sebagai sumber pendekteksi adanya gangguan sangatlah penting
di PT. Poso Energy karena generator merupakan penghasil tenaga listrik
atau sumber tenaga listrik yang akan dialirkan ke konsumen.
5.2. Saran
1. Dalam melaksanakan pekerjaan diharapkan perlu memperhatikan
masalah safety atau alat pelindung diri, ketika bekerja juga harus dalam
konsentrasi yang baik agar tidak terjadi kecelakaan kerja, mengingat
peralatan yang ada disekitar tempat pemasangan atau tempat perawatan
sangat berbahaya dan sebagian besar berada pada kondisi lingkungan
yang panas dan bertegangan tinggi.
2. Perlunya dilakukan cek berkala pada komponen-komponen proteksi
generator yang ada di PLTA Poso 2 sesuai dengan standar waktu yang
ditentukan.

51
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2014. Daftar pembangkit listrik di Indonesia,.
http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_pembangkit_listrik_di_Indonesia
diakses: 13 Agustus 2014.
Anonim, 2014. Proteksi generator, http://eprints.uny.ac.id/8460/3/bab%202%20-
08506134025.pdf, diakes: 23 Juli 2014.
Anonim, 2014. Kaplan turbine, http://en.wikipedia.org/wiki/Kaplan_turbine,
diakses: 7 Agustus 2014.
Anonim, 2014. Turbines info, http://www.turbinesinfo.com/, diakses: 7 Juli 2014.
Ansyari, I. 2014. 20 pembangkit listrik terbesar di dunia.
http://learnmine.blogspot.com/2013/07/pembangkit-listrik-terbesar-di-
dunia.html, diakses: 13 Agustus 2014
Bandri, S. 2013. Analisa pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik
generator sinkron, Jurnal Teknik Elektro, No. 1, Vol. 2, Hal 42-48.
Erwansyah, L, Wibowo, R.S., & Pujiantara, M. 2012. Proteksi ground fault untuk
sistem 11 kV dengan Multiple Bus yang terhubung beberapa generator, bus
ties, dan PLN, dengan sistem grounding yang berbeda-beda, JURNAL
TEKNIK POMITS, No. 1, Vol. 1, Hal 1-6.
Fauzan, A. 2009. Analisis governor pada pengaturan frekwensi pltgu di pt.
Indonesia power UBP priok,
http://www.gunadarma.ac.id/library/articles/graduate/industrial-
technology/2009/Artikel_10402008.pdf, diakses: 7 Juli 2014.
Iwan, 2011. CT dan PT, http://iwan78.files.wordpress.com/2011/04/ct-dan-pt.pdf,
diakses: 17 Juli 2014.
Iwan, 2011. Konsep dasar dan ruang lingkup proteksi sistem distribusi,
http://iwan78.files.wordpress.com/2011/04/sistem-proteksi.pdf, diakses: 13
Agustus 2014.
Ridzki, I. 2013. Analisis pengaruh perubahan eksitasi terhadap daya reaktif,
Jurnal ELTEK, No. 02, Vol. 11, Hal 31-41.

52
LAMPIRAN
Lampiran 1. Single line diagram generator & main transformer protection

53
Lampiran 2 Konversi Energi PLTA

Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako

Similar to Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Laporan kerja praktek plta poso 2 teknik elektro universitas tadulako