BAB_II_UMUM

BAB II

PROSES PRODUKSI

2.1              Bahan Baku

2.1.1        Bahan baku utama

Bahan baku yang digunakan pada PLTA Panglima Besar Soedirman adalah air dari waduk/bendungan Panglima Besar Soedirman yang dimanfaatkan energi  potensialnya menjadi energi listrik.

2.1.2        Pengadaan bahan baku

Sumber air bendungan Panglima Besar Soedirman berasal dari daerah aliran sungai  Serayu yang terletak di Kabupaten Banjarnegara dan Wonosobo. Curah hujan rata-rata di daerah tersebut 3900 mm/tahun. Luas tangkapan hujan 1022 km².  Air tersebut ditampung di bendungan utama yang terbuat dari timbunan batu.

2.2              Proses Produksi

Sub Unit Bisnis Pembangkitan PLTA Panglima Besar Soedirman merupakan penghasil tenaga listrik terbesar yang berada di bawah UBP Mrica yang menggunakan waduk sebagai sarana penampung air.

Aliran sungai dengan jumlah debit air yang demikian besar ditampung dalam waduk  yang ditunjang dengan bangunan bendungan kemudian masuk ke Pipa Pesat (Penstock). Air tersebut dialirkan melalui saringan Power Intake untuk merubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa pesat dipasang Katup Utama (Main Inlet Valve) untuk mengalirkan air ke turbin. Katup utama akan ditutup otomatis apabila terjadi gangguan atau distop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip-sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin. Energi putar yang diterima oleh turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator yang kemudian menghasilkan tenaga listrik. Air yang keluar dari turbin melalui Tail Race selanjutnya kembali ke sungai.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator, tegangannya masih rendah (13,8 kV). Oleh karena itu, tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikkan dengan Trafo Utama menjadi 154 kV untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban. Tegangan tinggi tersebut kemudian diatur/dibagi di Switch Yard 150 kV Gardu Induk Mrica dan selanjutnya disalurkan/interkoneksi ke sistem tenaga listrik Jawa-Bali melalui kawat saluran Tegangan Tinggi 150 kV. Disamping itu waduk PB Soedirman dengan sungai Serayunya yang mempunyai karakteristik khusus, apabila terjadi banjir maka kelebihan air tersebut akan dibuang melalui pintu pelimpas otomatis/spillway. Gambar proses produksi listrik PT. Indonesia Power UBP Mrica dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Main spillway

Trash rack

Power intake

Waduk

Elevasi air

Lumpur

Emergency spillway

DDC

Penstock

MIV

Turbin

Generator

Trafo utama

Draft tube

Sungai

Tail race

Air sungai Serayu

Trash boom

Gardu induk

Interkoneksi ke sistem listrik JAMALI

air

energi

 

Gambar 2.1. Proses produksi listrik

(Sumber: PT. Indonesia power)

2.3              Spesifikasi Fasilitas PLTA Panglima Besar Soedirman

2.3.1        Waduk 

Waduk  PLTA  PB  Soedirman  terletak  di  sungai  Serayu  kabupaten Banjarnegara. Curah hujan rata-rata setiap tahunnya kurang lebih 3900 mm dengan luas daerah tangkapan hujan 1022 km². Selain penampung air aliran sungai Serayu, waduk juga berfungsi sebagai pengendali banjir saat musim hujan.

Data teknis waduk PLTA PB Soedirman Banjarnegara:

Luas genanagn (elevasi 235 m)        : 12,5 km²

Muka air puncak                               : 234,5 m

Muka air maksimum operasi            : 231 m

Muka air minimum operasi               : 224,5 m

Isi efektif                                            : 47.000.000 m³

Isi non efektif                         : 110.000.000 m³

Isi seluruhnya                                    : 165.000.000 m³

Inflow air rata-rata                           : 3,007x10 m³/tahun

Outflow air rata-rata                                    : 2,550x10 m³/tahun

Curah hujan rata-rata                      : 3900 mm/tahun

Gambar 2.2. Waduk Mrica

2.3.2        Bendungan utama

Bendungan utama waduk mrica dari bahan kedap air dibuat dengan jenis timbunan batu dengan inti kedap air dan bahan utama bendungan terdiri dari batu, tanah, bahan-bahan lainnya.  Bendungan digunakan untuk membendung sungai sehingga terbentuk waduk, tipenya harus dipilih yang memenuhi syarat geologi, topografi dan syarat lainnya.

Untuk PLTA PBS bendungan yang digunakan adalah tipe bendungan urugan batu, dimana bahan-bahan yang digunakan merupakan material alamiah seperti batu, tanah liat, dan pasir. Badan utama dari bendungan terdiri dari batu-batu dan di bagian tengahnya dibuat dinding kedap air dari tanah liat khusus  (impervious clay).

Data teknis bendungan utama

Tinggi            : 109 m

Isi                  : 4.400.000 m³

Puncak genangan:

Elevasi          : 235 m

Panjang        : 832 m

Lebar            : 10 m

Kemirinagan bendungan:

Hulu              : 1,8:1

Hilir              : 1,6:1

Tinggi dinding pelindung:

Beton             : 1,5 m

Gambar 2.3. Bendungan Panglima Besar Soedirman

2.3.3        Fasilitas penyaluran air

a.         Bangunan pelimpah utama (Spillway)

Spillway berfungsi melimpahkan  air apabila  tinggi muka air waduk melampaui batas maksimum (kondisi banjir). Di PLTA PBS bangunan Main Spillway dibangun pada sisi sebelah kanan dam dilihat dari sisi upstream dan mempunyai  4 saluran air (water ways) dengan lebar  14,25 m. Masing-masing water ways  didesain untuk melimpahkan  air 1.222,5 m³/detik ketika elevasi air di reservoar mencapai level 233 m dan apabila keempat water ways terbuka dapat melimpahkan air sebanyak 4.890 m³/detik. 

Berdasarkan bentuknya pintu air untuk bangunan spillway PLTA PBS berupa stoplog  gate jenis sliding dan radial gate untuk  spillwaynya. Untuk Stoplog gate terdiri dari 4 bagian dengan ukuran lebar 15.180 mm x tinggi 2.831 mm tiap bagian. Dengan berat 18.130 kg per bagian. Stoplog gate dioperasikan dengan menggunakan crane gatry dengan beban kerja aman 28 ton. Sedangkan untuk  spillway  menggunakan sistem hidrolik untuk menggerakkan gate secara radial dengan tekanan 150 bar. Selain main spillway juga terdapat emergency spillway yang bekerja pada saat kondisi inflow air jauh lebih besar dari pada out flow main spillway dan drawn dawn culvert.

Data  teknis bangunan pelimpah (spillway):

Pabrik                                   : boving 

Jumlah pintu                                     : 4 buah

Tipe                                       : radial

Panjang tiap pintu                : 14, 250

Tinggi tiap pintu                    : 11,965 m

Kapasitas debit maksimal     : 5800 m³/detik

Panjang keseluruhan            : 69 m

Elevasi                                  : 231 m

Gambar 2.4. Spillway

b.         Bangunan pelimpah darurat

Bangunan pelimpah darurat ini berfungsi dalam keadaan darurat yaitu pada saat saluran pelimpah utama tak mampu lagi membuang air yang masuk ke waduk secara berlebihan.

Data bangunan pelimpah darurat:

Tipe                                       : fuse plug dengan derodible dam

Letak                                     : tanggul sisi kanan

Puncak pelimpah                  : 234 m & 234,5 m

Panjang                                : 176 m & 165 m

Kapasitas debit maksimum   : 3500 m³/detik

c.         Pipa pesat (penstock)

Pipa pesat berfungsi mengalirkan air dari saluran penghantar atau kolam tandon ataupun langsung dari bangunan pengambil air (intake) ke turbin, pipa pesat didesain mempunyai sisi kemiringan yang tajam, ini dimaksudkan untuk memperoleh energi potensial air (tekanan air) untuk memutar turbin. Konstruksi penstock  harus diperhitungkan agar dapat menerima tekanan maksimum yang timbul akibat fenomena water hammer. Pemasangan penstock  di PLTA PBS terletak dibawah permukaan tanah. Pada ujung penstock  dibagi menjadi tiga bagian yang selanjutnya dihubungkan dengan main inlet valve pada tiap-tiap percabangannya.

Gambar 2.5. Pipa pesat

d.        Manhole

Manhole disebut juga lubang pemeliharaan yang berfungsi untuk masuk orang ke dalam penstock  atau spiral casing  bila ada pemeliharaan di dalam pipa tersebut. Pada keadaan terisi penuh dengan air, lubang pemeriksaan tersebut harus selalu tertutup rapat dan hanya dalam keadaan kosong saja boleh dibuka. Penutup lubang pemeriksaan tersebut biasanya dikunci dengan baut/mur. Pada PLTA PBS manhole terletak pada penstock, spiral casing  dan draft tube cone.

e.         Main Inlet Valve (MIV)/ katup utama

MIV adalah katup yang dipasang dimuka/disisi hulu dari turbin yang berfungsi untuk membuka  aliran  air (menstart turbin) atau menutup aliran (menghentikan  turbin)  dan  untuk  mengamankan  atau mengosongkan  turbin terhadap aliran  air yang bertekanan  dari pipa pesat pada waktu dilakukan pemeliharaan. Pada PLTA PBS terdapat tiga buah MIV sebagai katup utama masing-masing unit, tiap inlet valve dihubungkan ke penstock oleh sebuah keeping penutup dan dihubungkan ke rumah siput oleh  sambungan geser (sliding dismantling joint). Pemasangan ini dimaksudkan untuk memberikan ruangan pada pergeseran  aksial inlet  valve dan juga guna memungkinkan  pembongkaran assembli inlet valve secara keseluruhan.

Katup yang digunakan untuk MIV adalah jenis kupu-kupu (butterfly valve)  yang terbuat dari baja tuang yang membentuk 2 buah cakra yang ditopang pada bagian tengah body oleh 2 buah trunion, kaki penyangga, barrel plate kopling dan sebuah boss pena pengunci (locking pinboss). Untuk pengoperasiannya mengunakan sebuah servomotor tipe kerja ganda (double acting) yang dihubungkan dengan lever end trunion dimana gaya aksial yang dihasilkan oleh servomotor menjadi moment puntir pada trunion. Untuk menyeimbangkan tekanan air pada sudu inlet valve sebelum inlet valve membuka diantara penstock  dan rumah siput terdapat rangkaian by pass yang terdiri dari sebuah isolating valve  (katup pisah) yang digerakkan secara manual, by pass valve yang merupakan needle valve  (katup jarum) yang dibuka secara hidraulik dan ditutup oleh pegas dan sebuah pipa besar.

f.          Bangunan pengambil air (power intake)

Bangunan intake adalah fasilitas yang dipakai untuk pengambilan air langsung dari  sungai  atau  dari  tempat  penampungan  (waduk) kesaluran penghantar ataupun pipa pesat (penstock). Bangunan intake harus memenuhi syarat-syarat seperti dapat mengatur kebutuhan air, dapat mengontrol dan mencegah sampah masuk kesaluran air,  mengurangi masuknya sedimentasi,  mudah pengoperasiannya.

Bagian-bagian dari bangunan intake:

1.      Saringan/trash rake

Saringan dipasang di depan intake (pintu pengambilan air) dan berguna untuk menyaring kotoran-kotoran/sampah yang ikut bersama air sehingga air menjadi bersih dan tidak akan  mengganggu operasi. Ukuran dari intake screen di PLTA PBS adalah lebar 7.515 mm dan tinggi 19.650 mm dan dibagi dalam 6 bagian  frame segi empat, dengan pemasangan kemiringan  75 dari bidang horizontal.  Untuk  membersihkan  sampah pada  saringan  menggunakan  alat pembersih sampah yang dioperasikan oleh trash rake gantry dengan beban 6 ton.

2.      Intake gate

Intake gate adalah gate yang berfungsi sebagai pengaman bila terjadi kebocoran pada penstock  sehingga penstock  dapat dilakukan pemeliharaan atau perbaikan. Pada PLTA PBS intake gate bekerja naik turun, untuk gerak naik menggunakan system hidraulik, yang mana tipe silinder hidrauliknya adalah tipe single acting hydraulic cylinder, dengan cylinder bore 320 mm, diameter pistonrod 160 mm dan panjang langkah 9.100 mm. Untuk kerja turun dari intake gate memanfaatkan berat dari gate tersebut yaitu seberat 42,5 ton. Untuk  pemeliharaan dari  intake gate dilakukan  pengangkatan dengan menggunakan gantry crane 60 ton. Jumlah intake gate pada PLTA PBS adalah 2 buah yang masing-masing dipasang pada masing-masing saluran intake. Pada sisi upstream dari intake gate terdapat intake stoplog  yang terdiri dari 6 bagian elemen stoplog, dimana bagian stoplog yang paling atas harus dipasang selalu teratas karena mempunyai 2 equalizing valve yang berfungsi untuk mengalirkan air dari sisi upstream ke downstream agar tekanan seimbang sebelum stoplog diangkat. Sedangkan 5 element yang lain dapat bebas dalam penyusunanya karena bentuknya sama. Berat dari ke 5 element gate tersebut masing-masing adalah13.000 kg dan element teratas adalah 8.750 kg. Untuk mengoperasikan stoplog tersebut menggunakan gantry crane 60 ton.

Data teknis pintu pengambil air:

Tinggi buka                                  : 9,0 m

Lebar buka                                   : 5,0 m

Kecepatan buka                           : 300 mm/s

Kecepatan tutup                           : 300 mm/s

Kecepatan tutup darurat              : 3000 mm/s

Tinggi bangunan                          : 95 m

Kecepatan pemasukan air                        : 227 m³/s

Data pintu stoplog:

Tinggi buka                                  : 18,97 m

Lebar buka                                   : 7,00 m

Gambar 2.6. Bangunan pengambil air (power intake)

g.         Bottom outlet/Draw Down Culvert

Bottom outlet adalah saluran penguras yang berguna untuk menguras kotoran-kotoran dan endapan (sediment) waduk. Sehingga dapat menjaga air waduk sesuai yang direncanakan dimana posisinya terletak pada posisi terendah dari bendungan. Untuk PLTA PBS bottom outlet sering  disebut  Draw Down Culvert (DDC). DDC tersebut berada pada elevasi 169,5 meter diatas permukaan air laut. DDC terdiri dari sebuah saluran (tunnel) yang pada bagian tengahnya terbagi menjadi 2 saluran paralel. Pada pintu tunnel DDC terdapat stoplog yang akan digunakan apabila dilakukan pemeliharaan sistem DDC. Stoplog tersebut berjenis sliding bulkhead gate sehingga mampu menahan tekanan air yang tinggi untuk pengoperasiannya menggunakan crane gantry dengan beban kerja aman 60 ton. Selain stoplog gate pada masing-masing saluran paralelnya terdapat sebuah guard gate dan sebuah control gate yang disusun seri. Guard gate terletak disisi upstream dari pada control gate, dimana guard gate normalnya adalah terbuka dan akan digunakan/tertutup saat pemeliharaan control gate. Tipe dari guard gate dan control gate adalah pintu sliding dengan penggerak berupa hidraulik.

Gambar 2.7. Draw Dawn Culvert

Data teknis Draw Dawn Culvert:

Type stoplag gate             : sliding bulkhead

Kapasitas                          : 250 m³/s

Panjang

Bentuk tapal kuda            : 380 m

Bentuk persegi                 : 103 m

Dilengkapi dengan           : intake stoplog 4 x 6 m

                                           Guard gate and hoist 2 buah

                                           Control gate and hoist 2 buah

Pabrik                               : SABCON, BOVING & ASEA

2.3.4        Gedung sentral/gedung pusat pembangkit (power house)

Power House merupakan bagian terpenting dari fasilitas bangunan sipil sebuah PLTA karena disinilah  terdapat instalasi turbin air, generator, peralatan bantu dan ruang control (control room). Power house PLTA PBS merupakan tipe bangunan semi bawah tanah (semi under ground) karena sebagian bangunannya didalam tanah karena itu bangunan harus kokoh terhadap beban bangunan itu sendiri, beban peralatan dan tahan terhadap getaran.

Data teknis power house PLTA PB Soedirman adalah sebagai berikut:

Tipe                                       : semi underground, indoor type

Dibuat oleh                           : SABCON, BOVING, ASEA dan BBS

Dibuat pada tahun                : 1982-1988

Digunakan pada tahun          :1988

Konstruksi                            : beton bertulang

Luas bangunan                      : 2.472.125      m²

Luas lantai                            : 5.100             m²

Lebar                                     : 44,55             m

Panjang                                 : 85,00             m

Tinggi                                    : 27,65             m

Atap                                      : beton bertulang (pre cash + pendingin)

Jumlah lantai                         : 5 (2 di atas tanah dan 3 di bawah tanah)

2.3.5        Turbin

Ketiga turbin yang digunakan di PLTA PBS adalah turbin Francis dengan poros vertikal.

Assembli turbin terdiri dari:

a.      Spiral casing 

Fungsi dari spiral casing  Pada PLTA PBS adalah mendistribusikan air ke sekeliling guide vane dengan tekanan dan kecepatan yang sama. Pemasangan dari turbine casing adalah dengan cara dilaskan dengan stayring dan kemudian ditanamkan pada beton.

b.      Top cover 

Pada PLTA PBS top cover  menopang assembli Guide bearing  dan perapat poros serta assembli tutup. Top cover  juga memuat 24 buah rumah bantalan atas sudu pengarah.

c.       Bottom cover 

Pada PLTA PBS bottom cover  berisi rumah-rumah bantalan bawah guide vane dan sebuah plat cheek. Dengan plat silinder (barrel plate) yang diikatkan ke barrel plate bawah cincin penahan dengan baut.

d.      Guide vane dan aparat pengarahnya

Aparat pengarah mengubah gerakan aksial servomotor menjadi gerakan putar pada guide vane melalui penyambung (link) dan tuas-tuas  cincin pengatur. Guide vane terdiri dari 24 sudu yang terletak anatara top cover dan bottom cover  Guide vane ditata secara teratur membentuk suatu lingkaran yang dapat bergerak dan bertugas mengendalikan air yang masuk ke turbin sesuai dengan posisinya.

e.       Runner dan poros

Runner  berfungsi untuk merubah energi kinetik dan potensial  menjadi energi mekanik berupa putaran poros turbin. Poros turbin berfungsi untuk meneruskan daya yang diperoleh dari runner  ke poros generator. Runner  dan poros ditempatkan secara vertikal di pusat turbin dan merupakan bagian yang berputar dari turbin. Runner  terbuat dari baja tuang stainless, sedangkan poros terbuat dari baja tempa.

f.       Perapat poros (shaft seal )

Perapat poros ditopang pada sebuah tutup dalam, yang diikatkan ke top cover.  Perapat poros berguna mencegah air keluar dari ruang runner. Untuk mendinginkan perapat poros menggunakan pendinginan dari air cooling water pump dan juga dari air dari pipa pesat.

g.      Guide bearing 

Guide  bearing  dipasang pada tutup atas turbin persis diatas perapat poros. Guide bearing menyerap beban radial dari bagian yang berputar dan menahan Runner tetap konsentris terhadap cincin aus atas dan bawah. Pendingin oli Guide bearing  memanfaatkan air pendingin dari dari cooling water pump dimana pendinginan  terjadi pada cooler oli.

h.      Draft tube cone

Draft tube cone terletak antara bagian atas draft tube liner  dan tutup bawah turbin. Pada draft tube cone terdapat Man hole untuk masuk orang pada saat pemeliharaan.

i.        Draft tube liner

Draft  tube  cone terletak  dibawah  dan  dihubungkan  oleh  sebuah sambungan bongkar (dismantking joint) ke assembli draft tube cone. Pada draft tube juga terdapat sebuah drain pipe (pipa kuras) dari casing turbine yang  digunakan untuk pemeliharaan turbin, dan pada draft tube liner  juga terdapat drainage dan dewatering pipe yang digunakan untuk mengosongkan dan menguras draft tube.

Gambar 2.8. Turbin

2.3.6        Generator

Generator berfungsi untuk mengubah energi mekanik dari putaran turbin menjadi energi listrik. Prinsip dasar dari generator adalah berdasarkan hukum Farraday yang berbunyi,” Apabila dalam suatu medan magnet yang bergerak atau berputar terdapat konduktor yang memotong garis-garis fluks magnet,maka pada konduktor akan timbul gaya gerak listrik”. Generator dirancang dengan konstruksi yang modern serta dengan material yang bermutu tinggi, khususnya untuk bagian generator yang tampak di atas lantai generator. Peralatan dan perlengkapan generator dalam pembuatannya harus memenuhi syarat sebagai berikut: Seluruh bagian utama generator harus dapat dibongkar pasang melalui bagian atas.            Generator harus mampu menahan pengereman yang disebabkan beberapa hal seperti pengereman disaat berhenti dan pengereman mendadak saat terjadi gangguan sistem. Seluruh bagian utama generator dilengkapi dengan baut mata, hal ini untuk memudahkan bila diadakan pengangkatan dengan alat (crane). Pada semua bagian generator dirancang dengan konstruksi untuk dapat menahan dan tidak mengalami kerusakan akibat getaran, tekanan terus menerus pada pergeseran atau yang sifatnya permanen akibat tekanan pada pengoperasiaan beban nol sampai beban puncak.

Bagian-bagian generator adalah sebagai berikut :

a.       Rangka stator 

Pada mesin sinkron, rangka mesin hanya berfungsi sebagai pemegang inti jangkar  atau stator. Rangka stator merupakan perangkat keras, terbuat dari elemen di dalam plat baja. Rangka ini ditopang oleh plat beton di dalam rumah pembangkit (power house). Pemasangan  rangka  stator  dilakukan  secara  cermat  supaya  diperoleh kedudukan yang tepat agar dapat menahan hal-hal atau kondisi yang tidak menguntungkan baik pada operasi normal maupun pada saat ada gangguan, seperti hubung singkat atau terjadi gempa (bencana alam).

b.      Inti stator 

Untuk inti stator ini dibuat dari baja sitron yang mempunyai kualitas tinggi serta anti tembus. Lempeng-lempeng dilapisi satu dengan yang lainnya dengan menggunakan pernis resistansi pijar (head resisting varnish), lempeng-lempeng ini diikat jadi satu membentuk stator, laminasi  Lapisan) disini dilakukan untuk mengurangi arus Eddy.

c.       Kumparan stator 

Kumparan stator diletakan pada alur (slot) yang terdapat pada inti stator, kumparan terbuat dari tembaga yang mempunyai konduktivitas tinggi. Kumparan dibuat sedemikian rupa sehingga rugi-rugi yang diakibatkan oleh arus sirkulai dapat ditekan seminimal mungkin dan jika terjadi hubung singkat mendadak pada terminal generator maka generator mampu menahannya tanpa mengakibatkan kerusakan pada kumparan stator dan isolasinya. Alur tempat kumparan stator dirancang sedemikian rupa sehingga antara lilitan atau kumparan dapat dipasang atau dimasukan dan dilepas dengan mudah saat perbaikan atau pergantian.

d.      Rotor 

Rotor dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menahan putaran liar maksimum (runway  speed) turbin yaitu 394 rpm. Jenis rotor dengan katup menonjol (salient pole rotor) biasanya digunakan untuk mesin putaran rendah sampai menengah. Inti kutub rotor terdiri dari lapisan-lapisan baja dimaksudkan untuk dapat mengurangi panas akibat arus eddy. Pada inti kutub terdapat kumparan penguat magnet terdiri dari lilitan-lilitan kawat tembaga (coil) dan diberi isolasi dan tersekat terhadap poros rotor. Belitan penguat yang terdapat pada kutub satu dengan yang lainnya dihubungkan secara seri dan kedua ujungnya diselipkan pada slipring pada sisi penguat (exciter).

Cincin geser (slipring) terbuat dari bahan tahan panas dan tidak mudah aus karena gesekan sebab digunakan untuk mengalirkan arus searah dari exciter menuju kumparan medan. Celah udara berfungsi untuk mengalirkan udara yang terdapat antara stator dan sepatu kutub sedemikian rupa sehingga distribusi fluks cukup merata dan kecepatan putar rotor dapat mencapai kerja maksimumnya. Selain itu celah udara dapat berfungsi juga sebagai media pendingin.

e.       Poros

Untuk membangkitkan tenaga listrik, bagian poros ini dikopel dengan poros turbin. Putaran kritis dari kedua poros serta seluruh bagian yang berputar, sedikitnya 30 % putaran liar maksimum turbin. Kekuatan  poros diuji  dengan  pengujian,  misalnya  dengan  metode ultrasonik. Sedangkan kekuatan kualitas ketipisan dapat dicek setelah poros selesai berputar, kemudian diuji dengan alat sejenis mesin bubut atau pelurus. Hasilnya tidak boleh melebihi toleransi yang telah ditetapkan, bagian poros yang terdapat di dalam rumah generator dilengkapi dengan rangkaian  laker  penyetel  (sealing  arrangemen)  untuk  mencegah adanya pengotoran akibat uap ke dalam generator.

f.       Rumah generator 

Rumah generator terdiri dari dinding dan lantai serta anak tangga dari beton bertulang. Konstruksi bagian-bagian secara umum berasal dari rumah pembangkit. Ruang yang tertutup dirancang bebas dari gas untuk sirkulasi tertutup udara pendingin. Rumah generator ini berbentuk oktagonal yang dilengkapi dengan peralatan penetrasi terhadap tegangan tembus. Pada PLTA PB Soedirman menggunakan generator poros tegak dengan jenis bantalan berbentuk payung.

Gambar 2.9. Generator

Berikut adalah data teknis generator yang digunakan:

Pabrik                              : ASEA

Jumlah                              : 3 unit

Nomor seri                       : Nr. 7253138, Nr. 7253139, Nr. 7253140

Power factor                    : 0,9

Frekuensi                          : 50 Hz

Tegangan                          : 13,8 kV ± 10 %

Putaran normal                 : 231 rpm

Putaran maksimum           : 394 rpm

Momen inersia                  : 5178 WS/VA

Total losses at rate load    : 98,08 %

Kelas isolator                   : F

g.      Sistem eksitasi

Sistem eksitasi pada generator sinkron, kumparan diberi pemacu (eksitasi) dengan arus searah. Arus searah tersebut dapat diperoleh dari sumber arus searah atau dari arus bolak-balik yang disearahkan. Sistem eksitasi generator sinkron dibagi menjadi dua, yaitu sistem eksitasi sendiri dan sistem eksitasi terpisah. Sistem eksitasi sendiri menggunakan arus pemacu yang berasal dari generator itu sendiri, sedangkan pada sistem eksitasi terpisah sumber arus pemacu berasal dari luar generator (jaringan luar). Sistem eksitasi generator di PLTA PB Soedirman menggunakan sistem eksitasi sendiri. Besar arus eksitasi dapat menentukan sifat-sifat generator sinkron, yaitu dengan mengatur arus eksitasi, maka faktor daya generator dapat diatur. Bila arus eksitasi cukup untuk membangkitkan fluks yang diperlukan untuk generator sinkron, maka disebut generator sinkron yang bekerja pada faktor daya satu (unit power faktor). Bila arus eksitasi kurang dari nilai yang diperlukan, maka generator sinkron bekerja dengan daya terbelakang (lagging  power factor). Jika arus eksitasi lebih besar dari harga faktor daya satu, dinamakan faktor daya mendahului (leading  power factor).

h.      Perlengkapan eksitasi

Perlengkapan eksitasi terdiri  atas:

1.      Transformator tegangan, transformator arus yang berfungsi sebagai umpan balik.

2.      Transformator eksitasi/penguat berfungsi sebagai catu daya/tegangan penyearah.

Baterai yang sebelumnya melalui proses rangkaian dari AC ke DC membantu sebagai pengasut pada saat akan beroperasi.

Bagian–bagian rangkaian eksitasi:

1.      Blok transformer penurun tegangan AC untuk disesuaikan dengan tegangan kerja komponen elektrik yang digunakan.

2.      Blok catu daya daerah yang mengatur besaran catu tegangan DC agar sesuai dengan tegangan kerja komponen listrik.

3.      Blok pengaturan tegangan/arus yang dikendalikan secara otomatis/manual.

4.      Blok transformer perantara (penyesuai) besarnya tegangan, arus generator dan arus medan sesuai dengan tegangan kerja rangkaian kendali.

5.      Blok limiter yang berfungsi sebagai penyesuai keluaran dari transformator perantara menjadi sinyal rangkaian.

2.3.7        Transformator

Transformator/trafo  adalah  peralatan  listrik  untuk  memindahkan  atau mengubah tegangan dan arus listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik kerangkaian listrik yang lain melalui prinsip-prinsip induksi elektromagnetik  trafo yang digunakan untuk distribusi/trafo utama dan pemakaian sendiri di PLTA PBS adalah trafo daya yang berjumlah 5 buah, dimana 3 buah trafo digunakan untuk trafo utama yang terhubung dari generator masing-masing unit pembangkit dan 2 buah tranformator untuk pemakaian sendiri yang terhubung dari generator unit 1 dan unit 3. Untuk trafo distribusi menggunakan trafo step up yang merubah tegangan 13,8 kV menjadi 150 kV sedangkan trafo pemakaian sendiri menggunakan trafo step down yang merubah tegangan dari 13,8 kV menjadi 0,4 kV.

Sistim pendingin yang digunakan oleh trafo utama adalah system OFAF (Oil  Force  Air  Force) dimana  aliran  oli  pendingin  generator terdistribusi menggunakan  tekanan  dari  pompa  dan  udara  pendingin  oli  menggunakan hembusan dari fan.  Sedangkan untuk trafo pemakaian sendiri menggunakan system ONAN  (Oil Natural Air Natural) dimana distribusi oli pendingin generator dan udara pendingin oli terdistribusi alami. Minyak pendingin didinginkan oleh udara melalui pendingin elemen. Pendingin ini tersusun dari lembaran-lembaran logam.

Gambar 2.10. Transformator

2.3.8        Pemeliharaan di PLTA PBS

Tujuan dari pemeliharaan adalah agar peralatan yang dipelihara:

a.       Mempunyai umur/life time lebih panjang.

b.      Mempunyai keandalan yang tinggi.

c.       Mempunyai daya mampu yang tinggi.

d.      Mempunyai effisiensi mampu yang tinggi.

e.       Selalu menunjukkan penampilan/ performance yang optimal.

f.       Mampu beroperasi dalam jangka panjang dan mengurangi waktu tidak siap pakai.

g.      Terhindar dari pemborosan biaya, material, suku cadang dan alat-alat kerja.

h.      Tetap dalam keadaan baik dan selalu dalam keadaan siap pakai.

i.        Teratur  rapi dan  memberikan  waktu  yang  tepat  dan  memberikan keuntungan.

j.        Aman terhadap petugas dan lingkungannnya.

Prosedur pemeliharaan sesuai dengan standard ISO 9001: 2000

a.       Pemeliharaan rutin

Pemeliharaan rutin adalah kegiatan pemeliharaan yang dilakukan secara berulang-ulang dalam periode kurang dari 1 tahun berdasarkan buku O & M serta jadwal yang telah ditentukan, dilakukan pada saat pembangkit dalan kondisi operasi maupun tidak operasi. Maksud dan tujuan dari pemeliharaan rutin adalah menjamin kondisi peralatan menjadi siap operasi, aman dan handal. Pemeliharaan  rutin  yang  perlu  dibuat  instruksi  kerja  karena berpengaruh langsung terhadap operasi unit yaitu pada peralatan-peralatan sebagai berikut:

1.      Turbin dan generator serta alat bantunya

2.      Trafo utama dan pemakaian sendiri

3.      Baterey dan  charger 

4.      Diesel emergency

5.      Main inlet valve Spillway

6.      Radial gate

7.      Komputer ASEA master 

8.      Sistem pengaman kebakaran

9.      Switchgear 380 V dan 13,8 KV

10.  Rele proteksi

b.      Pemeliharaan korektif

Pemeliharaan korektif adalah suatu kegiatan pemeliharaan yang dilakukan dengan  berencana  pada  waktu-waktu  tidak  tertentu  ketika  unit  pembangkit mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan maksud untuk mengendalikan pada kondisi semula. Maksud dan tujuan dari pemeliharaan korektif  adalah  agar kelainan dan ketidaknormalan peralatan akan dapat ditanggulangi atau diperbaiki dengan cepat, tepat dan akurat.

c.       Pemeliharaan emergency

Pemeliharaan emergency adalah kegiatan pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan yang mendadak yang waktunya tidak tertentu dan pelaksanaannya tidak direncanakan terlebih dahulu. Maksud dan tujuan dari pemeliharaan emergency adalah agar gangguan emergency dapat segera teratasi dan terjaminnya kerusakan yang lebih besar. Gangguan emergency adalah gangguan yang bersifat mendadak dan menimbulkan alarm/trip, terjadi pada saat unit beroperasi maupun stand by yang mengakibatkan PLTA PBS tidak dapat beroperasi.

d.      Pemeliharaan periodik 

Pemeliharaan  periodik  adalah  suatu  kegiatan  yang  dilakukan secara berulang-ulang dalam periode 1 tahun atau lebih dan berdasarkan buku O & M serta jadwal yang telah ditentukan, dilakukan dalam kondisi tidak beroperasi. Maksud dan tujuan dari pemeliharaan periodik adalah menjamin kondisi peralatan menjadi siap operasi, aman dan handal. Pemeliharaan  periodik  yang  perlu  dibuat  instruksi  kerja  karena berpengaruh langsung terhadap operasi unit yaitu pada peralatan-peralatan sebagai berikut:

1.      Turbin dan generator serta alat bantunya

2.      Trafo utama dan pemakaian sendiri

3.      Baterey dan  charger 

4.      Diesel emergency

5.      Main inlet valve

6.      Spillway

7.      Radial gate

8.      Komputer ASEA master 

9.      Sistem pengaman kebakaran

10.  Switchgear 380 V dan 13,8 KV

11.  Rele proteksi

e.       Predictive maintenance

Selain pemeliharaan tersebut diatas yang sesuai dengan ISO 9001-2000 PLTA PBS juga melakukan predictive maintenance atau juga disebut condition base maintenance, yang berguna untuk memprediksi kapan suatu system atau peralatan mengalami penurunan unjuk kerja sehingga pemeliharaan corrective dapat direncanakan  untuk  menanggulanginya.  Pelaksanaan  predictive maintenance adalah dengan melihat tren data yang terkumpul dari operator. Data-data tersebut antara lain suhu bantalan dan suhu stator generator, dari data-data yang sudah didapat dapat dianalisa mengenai kondisi peralatannya.

2.4              Tata Letak Fasilitas

Tata letak fasilitas di PT IP UBP Mrica Sub PLTA PBS  berada dalam satu lahan yang luas dan telah tertata dengan baik. Kantor utama terpisah dengan waduk dan Power House dengan tujuan agar kegiatan pembangkitan tidak mengganggu kegiatan kantor.  Dalam gedung pembangkitan (Power House) ini terdapat instalasi turbin air, generator, peralatan bantu, ruang kontrol, ruang bengkel dan lain-lain. Tata letak bangunan pada PLTA PB Soedirman dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Tata letak bangunan PLTA PB Soedirman

Keterangan Gambar 2.11:

a.       Bendungan utama

b.      Tanggul sisi utara

c.       Tanggul sisi selatan

d.      Bangunan pelimpah utama

e.       Draw Dawn Culvert  (DDC)

f.       Bangunan penyadap/Intake

g.      Bangunan pelimpah darurat

h.      Rumah pembangkit

i.        Gardu induk

j.        Terowongan pengelak

2.5              Utilitas

2.5.1        Penyediaan air

Air  di PT. Indonesia Power UBP Mrica digunakan untuk keperluan proses pembangkitan energi listrik dan kebutuhan domestik dalam perusahaan. Air yang digunakan untuk proses pembangkitan berasal dari waduk Panglima Besar Soedirman. Air  waduk selain digunakan  sebagai bahan utama pada PLTA juga digunakan sebagai cadangan air pemadam kebakaran.

Air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik perusahaan berasal dari air resapan waduk yang ditampung  dan telah mengalami proses penjernihan. Air untuk kebutuhan domestik digunakan untuk suplai pada rumah pembangkit dan  gedung kantor, mess, tempat ibadah, kantin. Selain untuk kebutuhan internal perusahaan air resapan juga diolah sebagai air mineral dan dipasarkan dengan merk “MRICA”.

2.5.2        Penyediaan tenaga listrik

Energi listrik merupakan kebutuhan yang vital dalam suatu industri, karena dengan energi listriklah kegiatan produksi dapat berjalan. Pengoperasian mesin-mesin produksi, lampu penerangan, sistem komputer dan lain-lain membutuhkan suplai energi listrik secara kontinu. Penyediaan energi listrik di PT. Indonesia Power UBP Mrica digunakan terutama untuk proses pembangkitan energi listrik. Diesel generator darurat juga disediakan dan disiapkan  untuk berjaga-jaga jika suatu saat dibutuhkan karena adanya gangguan mendadak.