Pengenalan PLTA (Rev 5, 3 Juni 2024).ppt

Untuk :
Untuk :
Operator & Teknisi Sistem Tenaga Listrik
Operator & Teknisi Sistem Tenaga Listrik
Competence Based Training (CBT)
Oleh :
Slamet Supardi
SERI TRAINING 1

KATA PENGANTAR
Di Indonesia, khususnya di lingkungan ketenagalistrikan, berlaku Standar Kompetensi Pegawai.
Standar kompetensi adalah rangkuman dari Unit-unit Kompetensi.
Sebuah Unit Kompetensi adalah uraian dari Knowledge (Pengetahuan), Skill (Keterampilan) dan
Attitude (Sikap Kerja), yaitu minimum yang harus dimiliki oleh seorang pemegang jabatan (Supervisor,
Engineer, Teknisi atau Operator PLTA) dalam melaksanakan job decription sesuai unit kempetensinya.
Buku Pengenalan PLTA ini diharapkan dapat menjadi referensi serta panduan bagi instruktur dalam
pelaksanaan Competence Based Training (CBT) untuk memenuhi kebutuhan unsur Knowledge pada
unit-unit kompetensi Operasi & Pemeliharaan PLTA Besar.
Terima kasih.
Poso, 3 Juni 2024
Penyusun,
SLAMET SUPARDI

1. Sistem Tenaga Listrik
2. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
3. Perencanaan Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)
4. Sistem Suplai Air PLTA
5. Prinsip Dasar Turbin Air
6. Prinsip Dasar Generator Listrik
7. Prinsip Dasar Transformator
8. Operasi dan Pemeliharaan PLTA
Outline
1

Outline
2

1. SISTEM TENAGA LISTRIK
 Sistem tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama yaitu sistem
pembangkitan, sistem penyaluran dan sistem distribusi tenaga
listrik.
 Sistem pembangkitan tenaga listrik berfungsi untuk membangkitkan atau
memproduksi energy listrik. Pada umumnya bertegangan menengah atau rendah.
3
 Sistem penyaluran tenaga listrik berfungsi untuk menyalurkan energy listrik dari
pembangkit ke pusat-pusat beban. Pada umumnya bertegangan tinggi atau extra
tinggi
 Sistem distribusi tenaga listrik berfungsi untuk
mendistribusikan energy listrik ke konsumen. Pada umumnya
bertegangan menengah (20 kV) atau rendah (380/ 220 Volt.

4
Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik

Outline
5

2. SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
 Pembangkit tenaga listrik terdiri dari instalasi turbin
generator dan equipment pendukung lainnya yang berfungsi
untuk merubah energy mekanik menjadi energy listrik.
 Energy primer yang digunakan antara lain potensial air, uap,
gas, panas bumi, nuklir, angin, biogas atau matahari.
 Prime Mover atau penggerak mula yang berupa turbine air,
turbin gas, turbin uap, diesel, dll, menggerakkan generator
sehingga menghasilkan energy listrik.
6
 Khusus untuk PLTS (Pusat Listrik Tenaga Surya), Solar Cell
mengubah sinar metahari menjadi tegangan listrik DC.
Kemudian tegangan DC diubah menjadi tegangan AC 3 fasa.

7
Beberapa jenis pembangkit tenaga listrik didunia antara lain :
PLTU beroperasi dengan bahan bakar batu bara. Batu bara
dibakar untuk memanaskan air dalam boiler.
2.1. Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Selanjutnya
tekanan uap hasil
dari boiler
digunakan untuk
menggerakkan
Turbin Uap.

8
Prinsip dasar PLTG adalah bahwa turbin gas digerakkan oleh
hasil pembakaran gas. PLTG memerlukan waktu pembangunan
paling singkat.
2.2. Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)

9
PLTGU beroperasi atas dasar kombinasi PLTU dan PLTG.
Disini gas bekas PLTG digunakan untuk memanaskan air dalam
boiler PLTU
2.3. Pusat Listrik Tenaga Gas & Uap (PLTGU)

10
Generator PLTD digerakkan oleh mesin diesel dengan bahan
bakar solar atau HSD. Dengan harga solar industri yang tinggi,
maka PLTD hanya dioperasikan bila tidak ada alternatif lain.
2.4. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

11
PLTN beroperasi seperti PLTU, yaitu menggunakan boiler untuk
memanaskan air guna menggerakkan turbin uap. Pada PLTN,
produksi panasnya bukan dari pembakaran batu bara, tetapi
dari reaksi uranium atau fusi nuklir.
2.5. Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

12
Prinsip dasar dari PLTP seperti PLTU, menggunakan turbin uap,
namun tidak dilengkapi ketel uap untuk merebus air, karena uap
nya mengambil langsung dari panas bumi
2.6. Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

13
Bayu (angin) digunakan untuk menggerakkan baling-baling pada
PLTB. Tegangan yang dihasilkan digunakan untuk mengisi
accumulator. Selanjutnya dari accumulator dibuat menjadi arus
bolak balik.
2.7. Pusat Listrik Tenaga Bayu (PLTB)

14
PLTS memanfaatkan energy matahari (surya) untuk menyinari
Solar Cell. Setiap keping Solar Cell menghasilkan tegangan DC
0,5 Volt. Sehingga PLTS merupakan rangkaian Solar Cell untuk
mengisi accumulator. Tegangan DC dari accumulator kemudian
diubah menjadi tegangan AC 3 fasa.
2.8. Pusat Listrik Tenaga Surya (PLTS)

15
PLTSa memanfaatkan panas uap tinggi yang dihasilkan dari
sampah atau gas sampah metana. Sampah ataupun gas
sampah yang terbakar akan menghasilkan uap panas
bertekanan tinggi sehingga bisa untuk memutar turbin PLTSa.
2.9. Pusat Listrik Tenaga Sampah (PLTSa)

16
PLTA dibuat dengan memanfaatkan aliran sungai yang memiliki
tinggi jatuh (h) dan debit air (q) untuk menggerakkan turbin air.
PLTA membutuhkan investasi awal yang tinggi,
namun selanjutnya tidak membutuhkan bahan bakar.
2.10. Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

Outline
17

18
2. Keadaan geologis dan geografis
3. Hubungan antara PLTA dan beban (jarak jaringan transmisi)
7. Nilai Investasi
3. PERENCANAAN PUSAT LISTRIK TENAGA AIR (PLTS)
1. Besar dan karakteristik debit air dan head (tinggi jatuh)
Dalam memilih proyek, perlu diperhatikan hal-hal sebagai
berikut :
5. Hubungannya dengan
pengembangan sungai kedepan.
6. Jangka waktu penyelesaian proyek
4. Pengangkutan equipment
8. Bila semua layak, mulai analisa perhitungan teknis.

19
3.1. Potensi Daya PLTA Di Dunia
Negara :
Uni Soviet …………………….
Amerika Serikat ………………
Kanada ………………………..
Jepang ………………………..
Norwegia ……………………..
Swedia ………………………..
Perancis ………...…………….
Indonesia ……………………..
Italia ……………………………
Austria …………………………
Swiss ………………………….
Jerman Barat …………………
Potensi Daya (GW)
1100
648
218
130
105
85
76
75
60
43
33
25
3. PERENCANAAN PUSAT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA)

 Sumber air yang melimpah dimanapun di Indonesia dapat
dimanfaatkan untuk Pusat Listrik Tenaga Air
 PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air) adalah pembangkit listrik yang
paling ramah lingkungan, sebab PLTA hanya memanfaatkan
aliran air. Setelah digunakan untuk memutar turbine, air
keluar lagi kembali ke sungai
3.2. Manfaat Air.
 Air mempunyai banyak manfaat bagi manusia. Selain untuk
mandi, minum, memasak, mencuci dan sarana pengairan bagi
pertanian, juga dapat menghasilkan energy listrik
20

21
3.3. Curah Hujan
 Bila kita hendak membangun PLTA, selalu terlebih dahulu
perlu membicarakan tentang curah hujan.
 Mengukur curah hujan dengan cara
menampung air hujan kedalam sebuah
tabung, lalu dalam periode tertentu (hari,
bulan, tahun), dicatat tingginya. Satuan
curah hujan adalah mm/tahun
Air Hujan
mm/Thn
 Alat pengukur curah hujan disebut
Automatic Rainfall Recorder (ARR) ARR
semestinya terpasang di beberapa titik
di area tangkapan air PLTA
ARR

3.4. Curah Hujan Tahunan di Beberapa Kota di Dunia
Tempat :
Bogor ……
Rangoon ..
Bandung ..
Jakarta ….
Taipei…….
Bangkok …
Shanghai ..
Surabaya ..
New York ..
San Paolo .
(mm)
3.592
2.812
2.399
1.899
1.778
1.247
1.134
1.197
1.068
922
Tempat :
Roma ………
Melbourne …
Berlin ………
Peking ……..
Stockholm …
Sanfransisco
Denver …….
Karachi …….
Moscow ……
Kairo ..……..
(mm)
828
652
587
586
548
521
361
207
34
28
22

23
3.5. Debit (q) dan Tinggi Jatuh (h) Air
Dengan curah hujan tertinggi didunia, apakah kemudian di kota
Bogor dapat dibuat PLTA Besar ?
Jawabannya adalah belum tentu, karena curah hujan baru
menjamin debit air q = (m3
/s)
Sedangkan untuk menentukan lokasi PLTA, agar layak secara
teknis, harus memenuhi dua unsur, yaitu adanya :
a. Debit air (q) = (m3
/s)
b. Tinggi jatuh (h) = meter
Setelah layak secara teknis, apakah juga layak secara ekonomis ?.
Belum tentu, karena harus mempertimbangkan beberapa unsur
diantaranya medan proyek, keberadaan beban pelanggan dan
sebagainya

Teknis Jumlah potensi air permukaan tanah yang dapat
dihitung kedalam daya listrik (MW) dan secara
teknis dapat dibangun PLTA.
Ekonomis Jumlah potensi air di permukaan tanah yang
dapat dihitung dan dibangun PLTA, dan secara
ekonomis menguntungkan bagi investor.
3.6. Potensi Air PLTA
Teoritis Jumlah potensi air di permukaan tanah yang
dapat dihitung ke dalam daya listrik (MW) secara
teoritis
Ditinjau dari sisi Teoritis, Teknis & Ekonomis, potensi air untuk
PLTA dapat dijelaskan sbb :
24

Contoh
Suatu lokasi sungai memiliki :
Debit (q) = 146 m3
/detik.
Tinggi jatuh (h) = 150 Meter.
Maka potensi daya teoritis PLTA
yang dapat dibuat adalah :
Daya Teoritis = 9,8 x q x h
= 9,8 x 146 x 150
= 214.620 kW
25
3.7. Daya Teoritis PLTA
Jika : h = tinggi jatuh efektif maximum (meter)
q = Debit maksimum sungai (m3
/dt)
Maka : Daya teoritis PLTA = 9,8 q.h (kW)
h = 150 mtr
q = 146 m3
/det)
Sungai
PLTA

Maka :
Daya Turbin yang
kita beli adalah :
= 9,8 x q x h x ųT
= 9,8 x 146 x 150 x 93 %
= 199.596 kW
26
3.8. Menentukan Daya Terpasang Turbin
Jika pada contoh diatas dimana debit air q = 146 m3
/s dan tinggi
jatuh h = 150 mtr dipasang Turbin air dengan Efisiensi ųT = 93 %
h = 150 mtr
q = 146 m3
/det
Sungai
Daya Turbin = 3 x 66.532 kW
Daya Gnerator = ?
Kalau kita disain 3 Unit, maka :
Daya per Unit = 199.596 / 3 kW = 66.532 kW
Jadi daya terpasang Turbin = 3 x 66.532 kW

Maka :
Daya generator yang
kita beli per unit adalah :
= Daya turbin x efisiensi generator
= 66.532 kW x 98 %
= 65.201 kW
Jadi daya terpasang generator
Yang kita beli adalah = 3 x 65.201
kW
= 3 x 65 MW 27
Jika pada contoh diatas dimana debit air q = 146 m3
/s dan tinggi
jatuh h = 150 mtr telah dipasang turbin 3 x 66.532 kW dan akan
dipasang generator dengan Efisiensi ųG = 98 %
3.9. Menentukan Daya Terpasang Generator
h = 150 mtr
Q = 146 m3
/det)
Sungai
Gen (3 x 65 MW)
Daya Turbin = 3 x 66.532 kW

3.10. Sebutan PLTA di Indonesia
Menurut SPLN 67-2A:1986, sesuai ukuran, daya terpasang
PLTA dibanding potensi yang ada sbb :
Sebutan : Daya Terpasang
PLTA
PLT Mini Hydro
PLT Micro Hydro
> 5 MW
50 kW~5 MW
< 50 kW
Potensi
67.000 MW
8.000 MW
75.000 MW
28

Outline
29

Waduk hanya dapat dibuat bila
Kontur tanah pada sungai yang diapit
oleh gunung-gunung.
Reservoir (Waduk) dibuat dengan
membendung aliran sungai (Dam),
untuk tujuan mendapatkan volume
tampungan Air yang lebih banyak
sehingga dapat diatur pemakiannya
4.1. PLTA Jenis Reservoir (Waduk)
30
4. SISTEM SUPLAI AIR PLTA
1. PLTA Jenis Reservoir (waduk)
2. PLTA jenis Danau
3. PLTA Jenis Semi Run Off River
4. PLTA Jenis Run Off River
Ditinjau dari sistem suplai air, PLTA dapat dibagi dalam 4 jenis :

31
Konfigurasi PLTA Jenis Reservoir (Waduk)
RESERVOIR
RIVER
INTAKE SURGE TANK
POWER HOUSE
DAM
SPILL WAY
TAIL RACE
SPILL WAY GATE
RIVER
PENSTOCK
RESERVOIR
DAM SURGE TANK
PENSTOCK
POWER HOUSE
Tailrace
h
4. Sistem Sulai Air PLTA

PLTA Jenis Danau, memanfaatkan simpanan air danau sebagai
reservoir waduk alam. Outflow danau dibangun dam untuk
mengatur outflow air sesuai kebutuhan operasional PLTA.
4.2. PLTA Jenis Danau
Konsep PLTA jenis danau sama dengan waduk, hanya
bedanya, Danau berfungsi sebagai reservoir alam.
32

33
4.3. PLTA Jenis Semi Run Off River
Pada PLTA jenis Semi Run off River, water way dilengkapi
dengan Kolam Tando Harian (KTH), pengaturannya dengan
periode harian, siang hari mengisi kolam, sore & melam hari
PLTA dioperasikan untuk melayani beban puncak (Jam 17.00 –
22.00).

34
 Kolam Tando Harian (KTH) PLTA Timo dalam proses
pengurasan. KTH harus dikuras dan dibersihkan lumpurnya
setiap tiga atau enam bulan sekali tergantung dari banyaknya
sedimen yang mengendap
Pengurasan lumpur di KTH PLTA Timo

35
PLTA Jenis Run Off River, tetap diperlukan bendung untuk
memblokir dan membelokkan aliran sungai, tetapi hanya
melalui kolam pengendap lumpur. Jadi tidak ada
penyimpanan air (reservoir atau daily reservoir).
4.4. PLTA Jenis Run Off River

36
1. Bendungan Urugan (Fill Type Dam)
Bendungan Urugan dapat berupa
urugan batu atau urugan tanah
Bendungan Urugan pada
mumnya berbentuk trapesium
Beberapa macam Bendungan (Dam) sbb :
1. Bendungan Urugan (Fill Type Dam)
2. Bendungan Beton (Concrete Dam)
3. Bendungan Besi (Iron Dam)
4. Bendungan Kayu (Wood Dam)
4.5. Macam-macam Bendungan

3. Bendungan Besi (Iron Dam)
Bendungan Besi bentuknya
paling ramping
4. Bendungan Kayu (Wood Dam)
Bendungan Kayu pada umumnya
dibuat untuk ukuran yang relatif kecil
2. Bendungan Beton (Concrete Dam)
Bendungan Beton bentuknya cukup
ramping
Kayu
Besi
Beton
37

 Penstock berfungsi untuk
mengalirkan air dari waduk/
kolam tando harian/ bendung
ke Turbin
4.6. Penstock dan Perlengkapannya
 Satu penstock dapat
digunakan untuk satu turbin
atau lebih tergantung dari
disain.
 Penstock harus kuat, karena
kalau penstock pecah, maka
power house dapat tenggelam.
 Oleh sebab itu, Penstock
secara periodik perlu di asses
untuk menentukan umur sisa.
38

Ukuran Penstock berfariasi sesuai dengan daya dan
ketinggian turbin air.
39
Penstock perlu dilengkapi dengan
expansion joint, yang berfungsi
sebagai pernafasan ketika muai dan
menyusut akibat perubahan
temperature sekitar.

Penstock juga dilengkapi dengan
Penstock Valve, tujuannya untuk
bisa ditutup apabila akan diada-
kan pemeliharaan, atau menutup
secara otomatis bila terjadi
overflow (Penstock Pecah)
40
Penstock dilengkapi dengan
Surge Tank, tujuannya untuk
menyalurkan water hammer ke
udara ketika unit trip (Main Valve
menutup tiba-tiba).
4.7. Surge Tank

41
Surge Tank sangat penting artinya untuk meredam water
hammer saat Unit trip dan Main Inlet Valve menutup tiba-tiba.
4.8. Air Cussion Surge Chamber (ACSC)
Pada pembangkit yang menggunakan Tunnel atau terowongan
bawah tanah dimana tidak ada space untuk pembuatan surge
tank, maka tetap harus tersedia redaman bagi water hammer.
Solusinya dipasang Air Cussion Surge Chamber (ACSC)
Penstock
Tunnel
ACSC
Power House
Intake
Air Cushion Surge Chamber (ACSC)

42
Prinsip dasar Surge Tank,
karena terhubung dengan
udara luar, maka ketika
terjadi water hammer dalam
penstock, air dapat
menyembur ke udara luar.
Sedangkan prinsip ACSC adalah
menyediakan bantalan berupa
ruang udara bertekanan didalam
tunnel, sehingga ketika terjadi
water hammer, tekanan tidak
menghantam dinding tunnel
tetapi menekan udara
bertekanan didalam ACSC.

4.9. Cascade PLTA
0 0 10 20 30 40 50 60
100
200
300
Elevation
m
Sengguruh HEPP
Sengguruh Dam
el 292.50 Karangkates Dam
el 272.50
Sutami HEPP
Brantas River Wlingi Dam
el 163.50
Wlingi HEPP
Lodoyo Dam
el 136.00
Lodoyo HEPP
14 km
30 km
7 km
Distance (km)
Beberapa PLTA yang menggunakan satu DAS (Daerah Aliran
Sungai) disebut Kaskade
Cascade PLTA
di Jawa Timur
43

Caskade PLTA di Jawa Barat
Saguling HEPP
4 x 175 MW
Citarum River
Cirata HEPP
8 x 125 MW
Jatiluhur HEPP
6 x 30 MW
Cikalong HEPP
3 x 6 MW
Lamajan HEPP
3 x 6,525 MW
Plengan Dam
Plengan HEPP
4 x 1,05 MW +
1 x 1,6 MW
Lamajan Dam
Cikalong Dam
Saguling Dam
Cirata Dam
Jatiluhur Dam
Irrigation
PDAM
Bengkok Dam
Bengkok HEPP
3 x 1,05 MW
Dago HEPP
1 x 1,05 MW
Daerah Bandung
44

Cascade PLTA Sungai Poigar
di Sulawesi Utara
45
PLTA di Sulawesi Tengah
POSO LAKE
Poso 1 HEPP
4 X 30 MW
Poso 2 :
3 X 65 MW
Poso 2 Ext :
4 x 50 MW
Poso 3 HEPP
6 X 60 MW
(Future)
Poso
River
Poso
River

Outline
46

Turbin air berfungsi untuk mengubah energy potensial tinggi air
menjadi energy mekanik putar
5. PRINSIP DASAR TURBIN AIR
Putaran turbin ini digunakan untuk memutar generator guna
menghasilkan energy listrik.
Ada 2 (dua) jenis turbin air yaitu Turbin Impuls dan Turbin Reaksi
5.1. Turbin Impuls
Pada Turbin Impuls, Runner (bagian
yang berputar), beroperasi di udara
dan diputar oleh satu atau lebih
Nozzle (water jet) atau semprotan air,
seperti Nozzle pada Selang Taman.
47
Yang termasuk Turbine Inpuls adalah Turbine Pelton dan Turbin
Crossflow.

Turbin Pelton dilengkapi dengan ember-
ember pada keliling luar rotor yang
bekerja karena pancaran air dari nozzle
5.1.1. Turbin Pelton
Turbin pelton dipakai untuk head
tinggi 300 – 4000 mtr, ada yang
menyebutkan 30 ~ 1.000 Meter,
dengan debit yang kecil (0,2 ~ 3 m3
/s).
Daya yang dibangkitkan antara 50 kW
~ 100 MW. Pada saat ini lebih banyak
dipakai jenis poros horizontal.
Untuk mengatur pancaran air guna
mengatur beban turbin, nozzel
diatur maju & mundur. Nozzle dapat
terdiri dari satu buah atau lebih.
Nozzle
Ember-
ember
Nozzle Ember-
ember
Turbin Pelton
48

Turbin Crossflow didisain untuk daya skala kecil dengan debit
20 Ltr/s ~ 10 m3
/s, dengan head 1 ~ 200 Mtr
Jenis Turbin Impuls lainnya adalah Turbin Crossflow
5.1.2. Turbin Cross Flow
Turbin Cross Flow
Inlet Horizontal
Turbin Cross Flow
Inlet Vertical
Pancaran air diatur melalui Nozzle persegi panjang yang lebarnya
sama dengan Runner
49

Turbin Cross Flow
50

5.2. Turbin Reaksi
Pada Turbin Reaksi, Runner (bagian
yang berputar) sepenuhnya
terrendam dalam air dan tertutup
dalam Casing Tekanan air yang
disebut Spiral Case.
Turbin Reaksi dalam penerapaannya
didisain untuk head rendah.
Yang termasuk Turbin Reaksi adalah Turbin Francis dan Turbin
Baling-baling
51

5.2.1. Turbin Francis
Pada Turbine Francis, pengaturan
aliran air ke runner, guna mengatur
kecepatan atau beban turbine,
dilakukan dengan mengatur bukaan
Wicket Gate/ Sudu Atur/ Guide Vane
Wicket Gate/ Sudu Atur
Turbin Francis beroperasi pada
tinggi jatuh atau head menengah,
10 ~ 650 meter, dengan Putaran 10
~ 1000 rpm dan Daya sampai
dengan 750 MW.
Turbin Francis Vertical
Turbin Francis Horizontal
52

Turbin Kaplan digunakan untuk head
rendah (2 – 25 Mtr, di buku lain
menyebutkan 10 ~ 70 Mtr), dengan
debit tinggi (70 – 800 m3
/s).
5.2.2. Turbin Kaplan
Turbin Kaplan termasuk Turbin Reaksi
kelompok Turbin Baling-Baling .
Turbin Kaplan
Keistimewaannya adalah Sudut
Blade Runner dapat diatur secara
otomatik atau manual untuk
menyesuaikan debit air pada saat itu
Blades Runner dapat diatur
53

Outline
54

6.1. Analogi Listrik
Aliran listrik dapat dianalogikan seperti aliran air.
Flow air (m3
/s) mengalir karena beda tekanan (h), sedangkan
arus listrik (Ampere) mengalir karena beda tegangan (Volt).
6. PRINSIP DASAR GENERATOR LISTRIK
55

6.2. Listrik Arus Searah (DC) dan Arus Bolak Balik (AC)
 Listrik terdiri dari 2 macam, yaitu listrik arus searah atau
Direct Current (DC) dan listrik arus bolak balik atau
Alternating Current (AC)
 Contoh listrik arus seara adalah yang
sumbernya dari Accu atau Battere,
atau generator DC
 Contoh listrik arus bolak balik adalah
Generator AC, baik 1 Phase maupun 3 Phase.
56

6.3. Medan Maknit
Ada dua jenis maknit, yaitu maknit tetap (Permanent magnetic)
dan maknit buatan (Remanent magnetic).
1. Maknit Tetap
Adalah maknit yang secara alam memben-
tuk kutub utara dan selatan, dan akan
mengalir medan maknit yang arahnya dari
kutub Utara ke kutub Selatan.
2. Maknit Buatan.
Apabila suatu kawat dialiri listrik, maka
disekeliling kawat akan timbul medan
maknit putar yang arahnya seperti gambar.
Bila inti besi dililitkan kabel yg dialiri arus listrik
searah telunjuk, maka akan timbul medan
maknit yang searah dgn ibu jari
57

 Dua kutub maknit (U & S), akan
selalu mengalir medan maknit
yang arahnya dari utara ke
selatan.
 Bila diantara kedua kutub tsb
diletakkan kawat dan kawat tersebut
digerakkan, maka akan terjadi GGL
(Gaya Gerak listrik) yang arahnya
seperti gambar samping.
6.4. Gaya Gerak Listrik (GGL), Hukum Faraday
GGL atau Tegangan Listrik dibentuk oleh hukum faraday sbb :
58

6.5. Arus Listrik Pada Rangkain Tertutup
GGL (tegangan) berdasarkan hukum faraday tersebut, bila
dihubungkan pada rangkaian tertutup dapat menghasilkan arus
listrik sbb :
 Kabel dililitkan diseputar kardus dan
ujungnya dihubungkan ke sebuah
lampu. Didalam kardus ada maknit
(U & S), kemudian dihubungkan ke
poros yang dapat diputar dari luar.
 Putarlah maknit melalui poros kekanan
atau ke kiri. Maka lampu akan menyala.
59

6.6. Generator Listrik
 Dari hukum Faraday, lalu orang
membuat generator listrik.
Boleh lilitan kawatnya yang diputar,
atau maknitnya yang diputar, sehingga
dapat menghasilkan Tenaga Listrik.
 Disini mulai diperlukan tenaga untuk
memutar generator.
 Pada PLTA, yang memutar Generator
adalah Turbin Air.
60

6.7. Generator Synchroon
 Pada generator synchroon, arus DC
ditetapkan pada lilitan Rotor, untuk
menghasilkan medan maknit.
 Rotor Generator diputar oleh Prime
Mover atau penggerak mula dari
Turbin Air.
 Medan maknit putar ini menginduksi
tegangan 3 fasa pada Lilitan Stator
Generator.
 Tegangan 3 fasa yang dibangkitkan
berbentuk sinusoida. Selisih sudut
antara fasa R, S dan T adalah 120O
Listrik.
61

6.8. Tegangan Generator
Besaran tegangan listrik pada Stator
Generator adalah sbb :
E = k.n.Φ
E = Tegangan yang dibangkitkan
(Volt)
k = Konstanta
n = putaran Turbin Generator
Φ = Flux magnetik yang dipengaruhi oleh besarnya arus
eksitasi If (Ampere).
62

Contoh : Sebuah PLTA :
Jumlah kutub maknit (p) = 24 bh.
Frekuensi (f) = 50 Hz.
Berapa putaran Turbin yang
diperlukan ?
Jawab : p = 24 buah
f = 50 Hz
n = 120 x 50/ 24
= 250 rpm.
Hubungan antara frekuensi, putaran dan jumlah pool rotor
generator adalah sbb :
Bila f = Frekuensi (Hz)
p = Jumlah kutub maknit (buah)
n = Putaran turbin (rpm)
6.9. Hubungan antara Frekuensi, Putarqan dan Jumlah Pool
Rotor Generator.
Maka : f = p x n / 120 atau n = 120 f/p
63

Frekuensi listrik generator di Indonesia adalah 50 Hertz, artinya,
dalam satu detik menghasilkan 50 gelombang sinusoida
Jadi satu gelombang membutuhkan waktu T = 1/50 detik.
ω = 2π/T
= 2π/(1/f)
= 2πf
Tegangan sesaat generator
e = Em.Sin ω t
Em = tegangan maximum
ω = 2πf (Kecepatan Sudut)
t = waktu (detik)
Em
/2  2
e
- Em
3/2 
T
E
0
6.10. Tegangan Sesaat Generator.
Pada operasi pembangkit, kita tidak pernah mengukur tegangan
sesaat. Ini hanya untuk pengetahuan saja.
64

6.11. Daya Generator.
Tegangan Generator satu fasa (Line to netral) = VR = VLN
Tegangan Generator tiga fasa (Line to netral) = VR = VS = VT = VLN
Generator tiga fasa (Line to line) = VRS = VR - VS = VR .√3 = VLL
VRS
-VS
VRS
VR
VR
N
VT
VS
IFasa
ILine
VRS VR
R
N
R
N
S
S
Vs
T
T
VT
Bila generator dibebani, maka akan mengalir arus IFasa = ILine
Daya Generator 1 Fasa = VR x Ifasa = (VA)
Daya Generator 3 Fasa = 3 x Daya 1 Fasa
= 3 x (VR x Ifasa)
= 3 x (VLL/√3) x Ifasa
= VLL x Ifasa x √3
S
φ
W
S = Daya semu = V x I x √3 (VA)
W = Daya nyata = V x I x √3 x Cos (Watt)
B
B = Daya Buta = V x I x √3 x Sin φ (Var)
65

6.12. Generator & Motor Listrik
 Generator listrik dan motor listrik memiliki prinsip serupa,
yaitu mengaplikasikan hukum Faraday
 Perbedaan Generator dan Motor Listrik :
- Generator listrik merubah tenaga mekanik menjadi tenaga
listrik.
- Motor listrik merubah tenaga listrik menjadi tenaga
mekanik.
66

Outline
67

 Kapasitas trafo pembangkit
tergantung dari kapasitas
generator, sama atau lebih besar
dari kapasitas Generator
 Transformator dapat digunakan
untuk menaikkan atau
menurunkan tegangan sistem
tergantung kepentingannya.
7. PRINSIP DASAR TRANSFORMATOR
 Transformator berfungsi untuk
mentransformasikan energy listrik
tanpa merubah daya dengan
tegangan sesuai yang diinginkan
7.1. Fungsi Transformator
68

7.2. Prinsip dasar Transformator 1 Fasa
LILITAN SEKUNDER
LILITAN PRIMER
INTI BESI (KERN)
TEGANGAN
SEKUNDER
TEGANGAN
PRIMER
ARUS PRIMER ARUS SEKUNDER
 Sebuah inti besi, dikedua sisinya
dililitkan kawat berisolasi yang
difungsikan sebagai sisi primer
dan sisi sekunder.
Bila : N1 = Jumlah lilitan primer
N2 = Jumlah lilitan sekunder
V1 = Tegangan primer (Volt)
V2 = Tegangan sekunder (Volt)
Maka : N1/N2 = V1/V2
S
R T
r s t
 Transformator 3 Fasa adalah 3 buah Transformator 1 Fasa
yang dihubungkan menjadi satu.
7.3. Prinsip dasar Transformator 3 Fasa
69

V1 : V2 = N1 : N2
P1 = Daya Primer V1 = Tegangan Primer
P2 = Daya Sekunder V2 = Tegangan Sekunder
I1 = Arus Primer N1 = Jumlah Lilitan Primer
I2 = Arus Sekunder N2 = Jumlah Lilitan
Sekunder
I2 : I1 = V1 : V2
P1 = P2
V1 V2
I1 I2
Rumus Trafo Satu Fasa
Daya pada rangkaian primer = Daya pada rangkaian sekunder
I1.V1 = I2.V2
= a
= Ratio Trafo
I2 : I1 = N1 : N2
V1 =
I2.V2
I1
I2.V2
I1
: V2 = N1 : N2
= a
= Ratio Trafo
Transformator adalah suatu peralatan untuk mentransfor-
masikan energy listrik tanpa merubah daya dengan
tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan. Maka :
7.3. Rumus Trafo Satu Fasa
70

P3 Fasa = P1 + P2 + P3 = I1.V1 + I2.V2 + I3.V3 = 3.I.V
Pada dasarnya rumusi Trafo tiga fasa dikembangkan atau
merupakan jumlah vektor dari tiga buah Trafo satu fasa.
Jadi :
Bila rangkaian primer atau sekunder terhubung bintang :
VRS
-VS
VRS
VR
VT
VS
N
VRS = VST = VTR = VLL = Voltage line to line
VLL = VLN.3 Maka VLN = VLL / 3
Rumus Trafo
Tiga Fasa
Hubung Bintang
IFasa
ILine
VR VRS
S
R
S
T
N
R
T
N
ILine = IFasa
= VR.√3.
Vs
VT
VR = VS = VT = VLN = Voltage line to netral
VR
P3 Fasa = 3.I.VLN
= 3.I.(VLL/ 3)
= I.VLL. 3
VRS = VR – VS
Bila bebannya impedansi maka :
P3P = V x I x Cos  x 3
71

Outline
72

73
8. OPERASI DAN PEMELIHARAAN PLTA
Untuk menentukan kebutuhan SDM, perlu disusun struktur
organisasi sesuai dengan pekerjaan yang harus dilaksanakan.
 Produktifitas = Min 3,5 MW/ Pegawai
Hierarchi struktur dengan mempertimbangkan :
Optimalisasi pengembangan potensi pegawai dan
pemanfaatannya
 Carrier Path
 Core : Support = Min 70 % : 30 %
8.1. Kebutuhan SDM

0 20 40 60 80 100 150 200 250 300 350 400
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Jumlah
Karyawan
Kapasitas (MW)
Kapasitas PLTA vs Personil O & M (di Jepang)
74

 Setelah unit parallel dengan sistem, maka operator
melakukan pengaturan daya (MW maupun MVAR) sesuai
dengan perintah Dispatcher PLN AP2B/ P3B.
 Pengoperasian PLTA dibawah 40 % dari kapasitas
nominalnya sebaiknya dihindari, karena pada head tinggi,
dapat terjadi kavitasi.
 Operator melaporkan kondisi
operasional unit pembangkit
secara berkala kepada
dispatcher.
8.2. Operasi PLTA
 Operator melakukan start dan stop mesin pembangkit
sesuai dengan perintah Dispatcher PLN P3B/ AP2B.
75

Standard Operation Procedure (SOP)
 Baik Turbine Generator maupun peralatan pendukungnya,
misal Flood Gate, Governor, Main Inlet Valve, Local Control
dll, telah dibuat Standard Operation Procedure (SOP).
 SOP sebagai pegangan operator untuk mengoperasikan Unit
Pembangkit maupun peralatan pendukungnya.
 Dalam mengoperasikan Unit Pembangkit, sequence atau
urutan sesuai SOP harus diikuti dan tidak boleh salah (100 %
benar).
 Kesalahan operasi walaupun hanya satu langkah, akan dapat
berakibat fatal bagi manusia dan peralatan.
76

8.3. Pemeliharaan (Maintenance) PLTA
 Dalam melaksanakan Pemeliharaan (maintenance)
pembangkit, para teknisi harus mengikuti Prosedur dan
Instruksi Kerja (IK) dalam Sistem Management.
 Prosedur adalah tata cara melaksanakan pemeliharaan dan
Instruksi Kerja adalah cara melaksanakan pemeliharaan
peralatan.
 Pelaksanaan pemeliharaan
tidak boleh salah dan harus
benar 100 %, karena
kesalahan meskipun satu
langkah dapat
mengakibatkan kerusakan
equipment maupun
keselamatan jiwa manusia
77

78
Pemeliharaan PLTA terbagi menjadi :
A. Unplaned Maintenance
Unplaned Maintenance atau Breakdown Maintenance adalah
perbaikan peralatan dari kerusakan akibat gangguan.
Pemeliharaan ini selalu diusahakan untuk dihindari
B. Planed Maintenance
Planed Maintenance terdiri dari :
a. Design Out Maintenance.
Disebut juga Plant Improvement, ditujukan untuk
meningkatkan operasi, reliabilitas dan kapasitas peralatan
b. Preventive Maintenance
c. Corrective Maintenance

79
b. Preventive Maintenance
Preventive Maintenance adalah pemeliharaan pencegahan,
prinsip utamanya adalah berfikir kedepan.
Preventive Maintenance terdiri dari dua metoda yang dapat
dipilih yaitu :
b1. Time Based Maintenance
Adalah pemeliharaan berdasarkan waktu :
Annual Inspection (AI), adalah pemeliharaan tahunan atau
setiap 8.000 jam operasi.
 General Inspection (GI), adalah pemeliharaan setiap tiga
tahun atau setiap 20.000 jam operasi.
 Major Overhaul (MO) adalah pemeliharaan setiap 8 s.d 10
tahun sekali atau setiap 40.000 – 45.000 jam operasi.

80
Disebut juga predictive atau Auscultative Maintenance..
b2. Condition Based Maintenance
Dilakukan berdasarkan kondisi peralatan yang dianalisa sewaktu
peralatan sedang beroperasi atau waktu shutdown.
Diperlukan peralatan dan personil khusus untuk Analisa getaran,
suara, panas, shock wave, ultrasound, spectrum frekuensi,
spectographic, Oil Analysis Program (SOAP), NDT dan Metalurgy.
c. Corrective Maintenance
Disebut juga Curative Maintenance, bisa berupa troubelshoting
atau penggantian part yang rusak, kurang berfungsi, tetapi
terencana.

Referensi
1. febriantara.files.wordpress.com/2008/11/session-8.pdf
3. diqilib.its.ac.id/public/its.undergraduate-8408-2205100123-bab1.pdf
4. Analysis and Design Review for Poso HEPP, PT. Wiratman.
5. www.tridentes.com/energy/en/turbines.html
6. basementbrat.wordpress.com/2008/11/06/look.closer-our-power-system-
interconnection
2. DR A. Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik jilid 1, Pembangkitan Dengan Tenaga
Air
7. Ismail Muchsin ST.MM, Mesin serempak, Elektronika & Tenaga Listrik,
8. http://www.science-animations.com/support-files/electricityweb.swf
9.http://www.energyeducation.tx.gov/energy/section_3/topics/
where_does_electricity_come_from/c/inside_a_generator_animation.html
10. http://www.youtube.com/watch?v=d_aTC0iKO68
81
11. plta semi run off river - Search Images (bing.com)
12. plta run of river - Search Images (bing.com)

Pengenalan PLTA (Rev 5, 3 Juni 2024).ppt

More Related Content

Similar to Pengenalan PLTA (Rev 5, 3 Juni 2024).ppt

More from dadanjunkmail

Pengenalan PLTA (Rev 5, 3 Juni 2024).ppt