IV.2. Operasi paralel PLTD dengan jaringan PLN
Operasi PLTD dengan jaringan PLN merupakan operasi parallel yang sudah terjadwal. Generator dioperasikan mulai pukul 18:25 WIB sd 21:57 WIB
sesuai perjanjian yang telah disepakati antara PT. Manunggal Wiratama dengan PT. PLN Wilayah Sumatera Utara. Beban yang merupakan SUN PLAZA
merupakan konsumen pada rating tegangan 20 kV, daya 8660 KVA dengan faktor daya 0,9 lag.
Pada proses sinkronisasi kelima generator dengan sistem PLN, kelima generator langsung dioperasikan parallel terlebih dahulu, karena beban yang
dipikul oleh generator pada saat proses parallel dilakukan sangat besar, yaitu beban pada waktu beban puncak. Proses parallel ini dilakukan hanya untuk
mengambil alih beban yang sebelumnya dipikul oleh sistem PLN. Setelah kelima generator diparallelkan dengan sistem, sumber PLN langsung diputus sehingga
generator langsung mengambil alih seluruh beban pada SUN PLAZA. Untuk dapat mensinkronkan generator pada sistem maka perlu dipenuhi syarat
sebagai berikut : 1. Tegangan terminal dari generator yang akan dihubungkan dengan sistem
harus sama dengan tegangan sistem busbar. Hal ini dapat diamati pada penunjukan voltmeter ganda. Tegangan generator ini diatur melalui sistem
eksitasi dalam kecepatan konstan. 2. Frekuensi generator hsrus sama dengan frekuensi sistem busbar.
Frekuensi generator diatur melalui governor, untuk mengetahui bahwa frekuensi keduanya sama maka dapat diamati lewat synchronoscope.
Universitas Sumatera Utara
3. Fasa dari generator dan fasa dari sistem harus sama pada saat generator di hubungkan. Jelasnya urutan fasa dari generator harus sama dengan urutan
fasa dari sistem busbar.
Dalam proses sinkronisasi antara PLTD PLTD berfungsi sebagai standby plant atau sumber cadangan dengan sumber PLN, sinkronisasi bertujuan hanya
agar beban tetap terlayani sehingga tidak ada pemutusan beban pada saat proses sinkronisasi. Sinkronisasi ini dilakukan dalam waktu yang singkat ± 20 detik
dan tidak bersifat kontinu.
Gambar.4.3. Proses paralel generator dengan jaringan PLN
Prosedur sinkronisasi generator bekerja paralel dengan jaringan dapat dilihat pada gambar diagram blok dibawah adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Setelah generator diparalelkan, tegangan arus diukur dan hasilnya dikirim ke GPC untuk diproses dengan program tertentu
untuk mendapatkan parameter sinkronisasi. 2. Dengan mengukur dan mendeteksi tegangan dan arus pada busbar
sistem, maka set point untuk parameter sinkronisasi ditentukan. 3. Setelah mendeteksi dan mengukur tegangan dari keluaran
generator, hasil tersebut dibandingkan dengan set point yang berasal dari sistem.
4. Apabila sinyal tegangan dan frekuensi generator tdak sesuai dengan set point yang telah ditentukan dimana sinyal diterima dari
sinkronoskop dan rele sinkron, maka GPC akan memerintahkan AVR untuk mensuplai daya pada governor dan exciter untuk
mengatur putaran dan tegangan keluaran generator sehingga didapat tegangan dan frekuensi yang diinginkan.
5. Bila tegangan generator V dan frekuensi Hz sama dengan tegangan jala-jala V dan frekuensi Hz maka harus diperhitungkan lagi adalah
membuat tegangan generator sefasa dengan tegangan bus jala-jala. 6. Dan untuk membuat tegangan generator sefasa dengan tegangan
jala-jala maka putaran generator harus diubah sehingga tercapai beda fasa yang sama. Indikator dalam melihat kesamaan fasa
tersebut digunakan sinkronoskop dan rele sinkron pada saklar penghubung sinkron.
7. Setelah paralel dilakukan dengan jala-jala sistem PLN, maka GPC akan memerintahkan rele untuk membuka CB.
Universitas Sumatera Utara
8. Bila indicator lampu dari PLN mati, generator sudah mengambil alih beban.
Governor
Exciter AVR
GPC = Generator Paralelling Control Sumber Busbar
sistem PLN
- Gen Volt Check - Gen Freq check
Tegangan, Frekuensi,
dan Fasa
Set Point -Tegangan = 400V
- Frekuensi = 50Hz - Fasa = R, Y, B
Frekuensi sama
Fasa sama
Gen dan Sistem PLN telah paralel
Y T
Y CB
Rele Mesin Diesel sebagai
prime mover
Tegangan, frekuensi,
dan fasa Start
Generator berputar
- Gen Volt Check - Gen Freq check
Analog IOs +- 5Vdc, +- 20mA ac
Nilai parameter sebenarnya Synchronouscope
rele sinkron Frekuensi
sama Speed Control area
Gambar.4.4. Flowchart pengontrolan paralel generator dan PLN
Universitas Sumatera Utara
IV.2.1. Pengoperasian secara manual
Pengoperasian secara manual ada dua bagian : A. Pengoperasian Manual Untuk Menjalankan secara Paralel Parallel Start
Operation Diagram blok di bawah ini memperlihatkan urutan kerja dari
pengoperasian manual untuk menjalankan secara paralel.
FLOW CHART PENGOPERASIAN MANUAL START PARALEL
SELECTOR SWITCH POSISI KE MANUAL
MONITORING ENERGI MULTIMETER
SYNCHRONIZING SWITCH POSISI ON
ACB CLOSE
PARALEL
ENGINE START ENGINE START
SELECTOR SWITCH POSISI KE MANUAL
LEADER SLACK BUS FOLLOWER
PERIKSA FREKUENSI, TEGANGAN, SUDUT PHASA ANTARA LEADER
FOLLOWER
ACB CLOSE
SYNCHRONIZING SWITCH POSISI OFF
MONITORING ENERGI MULTIMETER
SETTING FREKUENSI TEGANGAN BILA DIPERLUKAN
Gambar.4.5. Flowchart pengoperasian manual untuk menjalankan secara paralel
Universitas Sumatera Utara
A.1 Panel Leader Panel leader disebut juga sebagai panel referensi generator atau slack bus.
Karena sistem ini yang digunakan untuk pertama kali dioperasikan. Adapun petunjuk untuk pengoperasiannya adalah sebagai berikut :
- Tentukan posisi selector switch S3 ke posisi manual - Tekan switch engine start S8
- Perhatiakan monitor pada alat meter Energi Multimeter apakah tegangan, frekuensi, dan sudut fasa sudah sesuai.
- Settinglah frekuensi S9 dan tegangan S10 apabila diperlukan untuk mendapatkan nilai yang kita kehendaki.
- Tentukan posisi selector switch S4 ke posisi CLOSE untuk menstart CB.
A. 2 Panel Follower Panel follower adalah pengoperasian yang diikuti oleh satu atau lebih
panel generator terhadap slack bus untuk menjadikan proses sinkronisasi. Adapun petunjuk untuk pengoperasiannya adalah sebagai berikut :
- Tentukan posisi selector switch S3 ke posisi manual. - Tekan tombol engine start S8
- Perhatiakan monitor pada alat meter Energi Multimeter apakah tegangan, frekuensi, dan sudut fasa sudah sesuai.
- Tentukan posisi synchronizing switch S1 ke ON untuk memproses terjadinya sinkronisasi.
Universitas Sumatera Utara
- Perhatikan metering pada bus, apakah tegangan, frekuensi, dan sudut fasa sudah sama antara sisi leader dan follower.
- Tentukan posisi selector switch S4 ke posisi CLOSE untuk menstart CB.
- Tentukan posisi Sychronizing Swich S1 ke OFF setelah proses sinkronisasi terpenuhi.
B. Pengoperasian Manual untuk Mematikan Secara Paralel Parallel Stop Operation
Diagaram blok di bawah ini memperlihatkan urutan kerja dari pengoperasian manual untuk mematikan secara paralel.
FLOW CHART PENGOPERASIAN MANUAL STOP PARALEL
SELECTOR SWITCH POSISI KE MANUAL
ENGINE STOP
ACB TRIP ACB CLOSE
PARALEL
MANUAL UNLOADING
ENGINE START SELECTOR SWITCH
POSISI KE MANUAL
LEADER SLACK BUS FOLLOWER
Gambar.4.6. Flowchart pengoperasian manual untuk menghentikan paralel
Universitas Sumatera Utara
B.1. Panel Follower. - Tentukan posisi selector switch S3 ke posisi manual.
- Tekan tombol Unloading S7 sampai CB trip. CB trip jika kondisi tanpa beban atau sesuai setting minimal beban yang dikehendaki .
- Generator OFF
B.2. Panel Leader - tentukan posisi selector switch S3 ke posisi manual.
- Tentukan posisi selector switch S4 ke posisi OPEN untuk menstop CB. - Geneator OFF.
IV.2.2. Pengoperasian secara otomatis
Pengoperasian sistem secara otomatis yang dimaksud disini adalah pengoperasian yang dikendalikan PLC.
A. Suplai Power dari PLN ON PLC akan menerima status PLN ON dari voltage relay.
- Breaker PLN kondisi service ON - Beaker generator feeder kondisi tak bekerja OFF
- Breaker ke beban kondisi service ON - Breaker incoming genset 1 sampai 6 kondisi tak bekerja OFF
Universitas Sumatera Utara
B. Kondisi PLN Failure Ada gangguan B.1. Jika suplai power dari PLN OFF maka PLC akan menerima status
PLN OFF dari voltage relay. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut :
- Tegangan PLN OFF Contact Under Voltage posisi Open - Remote Local Switch Selection di outgoing panel.
- Auto manual switch selection di GCP - Breaker PLN kondisi tak bekerja OFF .
- Breaker ke beban kondisi tak bekerja OFF .
B.2. Jika Suplai Power dari PLN OFF maka PLC akan menerima status PLN OFF dari voltage relay. Adapun prosesnya adalah sebagai berikut :
- Starting genset satu sampai dengan enam kira – kira 5 second melalui PLC. Selain itu PLC akan menerima status starting failure dari genset satu
sampai dengan enam. Kondisi ini teridnikasi juga pada masing – masing anunciatornya.
- Jika starting genset sukses maka engine run, berlaku untuk genset satu sampai enam kondisi ini terindikasi juga pada masing – masing
anunciatornya. - Setelah engine run terjadi proses pengontrolan terahadap voltage dan
frekuensi. - Setelah kondisi steady maka status akan diterima oleh PLC.
Universitas Sumatera Utara
- Kemudian PLC elah siap proses untuk sinkronisasi antara genset 1 sampai 6 yang dikoordinasi penyeleksiannya oleh PLC dengan inputan dari genset
lead selector switch. - PLC akan mengeluarkan status generator 1 sebagai leader, geneator 2
sampai 6 sebagai follower. - PLC akan mengirimkan status CB lead Command, akan memberikan
status ON command ke incoming genset 1 supaya CB ON. - Kemudian PLC akan mengirimkan status synch command ke auto synch,
di samping itu juga menerima signal tegangan dan frekuensi juga sudut fasanya dari bus dan generator 2.
- kemudian auto synch akan menerima perintah ON ke CB di incoming genset 2 sampai 6.
- Kondisi 2.8 dan 2.9 terjadi juga pada PLC 3 – 6. - Setelah masing – masing breaker CB 1 – 6 ON maka pada PLC akan
menerima status ON tersebut. - Kemudian incoming genset 2 dan incoming genset 6 akan memerintahkan
auto synch untuk OFF. - incoming genset 1 – 6 akan memerintahkan masing 0- masing load sheder
untuk kondisi ON dari Load shedernya akan memerintahkan generator paralel yang diinformasikannya ke PLC.
- Dari PLC akan memeberikan status ON pada CB OUTGOING TRANSFORMATOR 1,2,3
- OUTGOING TRANSFORMATOR 1,2,3 akan memberika status CB ON pada PLC
Universitas Sumatera Utara
- PLC akan memberikan CB LOAD untuk ON pada masing – masing OUTGOING dengan perbedaan waktu ON nya yaitu 5 second dari masing
– masing CB Load tersebut. - Dari kondisi CB di atas maka statusnya akan diterima PLC sebagai LOAD
CONTROL ON. - Dari PLC akan memerintahkan LOAD CONTROL ON.
C. PLN Recovery - Suplai Power PLN recovery maka saat tegangan normal kontak akan
CLOSE pada voltage relaynya. - Status Voltage PLN tersebut diterima oleh PLC dan kemudian PLC akan
mengaktifkan auto synchro GPC PLN. - Setelah PLN dan Genset no. 1 – 5, maka PLC akan mengaktifkan
unloading pada masing- masing generator. - GPC menerima perintah unloading dari PLC, kemudian GPC akan
memerintahkan beban generator ke PLN. - GPC merasakan beban sudah kosong, kemudian GPC meng-OFFkan CB
generator tersebut. - PLC menerima signal dari CB OFF, dan kemudian PLC akan mematikan
engine setelah melalui proses cooling down. - Setelah engine mati, maka PLC akan selalu standby auto untuk monitoring
keadaan CB PLN di beban – beban.
Universitas Sumatera Utara
D.Saat beban puncak. - Pada saat beban pucak yang diterima PLC, dari masukan waktu atau jam,
PLC akan memulai proses menghidupkan engine nomor 1 – 5. - PLC menghidupkan engine nomor 1 – 5, engine yang sebagai leader CB
nya akan di CLOSE terlebih dahulu oleh PLC setelah mendapat input dari Voltage.
- Engine yang lain akan diperintahkan sinkron oleh PLC dengan reference geneator
leader yang sudah distop di bus. - Setelah kelima generator paralel, PLC akan memerintahkan CB
OUTGOING untuk CLOSE. - PLC menerima inputan dari sensing tegangan dari GPC generator di sisi
20 kV, dan PLC langsung memerintahkan GPC tersebut untuk proses sinkron dengan bus atau PLN
- Setelah PLC menerima inputan dari status breaker bahwa PLN dengan generator sudah paralel, maka PLC akan memerintahkan GPC PN untuk
proses, unloadingpemidahan beban dari PLN ke generator, setelah beban nomor 1 GPC PLN akan meng-OFF kan CB PLN dan PLC akan menerima
status tersebut sebagai PLN standby.
E. Lewat waktu beban Puncak. - Pada saat lewat waktu beban puncak PLC menerima input dari waktu atau
jam, maka PLC akan mengecek status dari GPC PLN, apakah kondisi tegangan PLN standby normal atau tidak.
Universitas Sumatera Utara
- Bila PLC menerima signal bahawa tegangan PLN masuk, PLC akan memerintahkan GPC PLN untuk proses unloading.
- Setelah proses sinkron berhasil dengan signal CB PLN CLOSE yang diterima PLC, maka PLC akan memerintahkan GPC generator untuk
proses unloading pemindahan beban dari generator ke PLN. - Setelah unloading berhasil dan beban sudah pindah ke PLN, GPC akan
meng-OFF kan CB nya. - Dengan OFF nya CB genset tersebut, PLC akan mengaktifkan waktu
cooling downgenset dan selanjutnya PLC akan mematikan genset. Dengan matinya genset PLC akan bekerja sebagai standby genset.
Berikut merupakan contoh perhitungan beban yang dipikul oleh setiap generator dari data pemakaian generator pada tanggal 9 Desember 2008, pukul
19:30WIB :
GEN PUTARAN
rpm FREQ
Hz TEGANGAN L-N
TEGANGAN L-L ARUS
L
1
-N L
2
-N L
3
-N L
1
-L
2
L
2
-L
3
L
3
-L
1
L
1
L
2
L
3
G1 1500 50
222 222
221 382
384 386
1940 2000 2100
G2 221
221 222
384 382
382 2060
2040 2000 G3
221 221
220 382
380 384
2060 2020 2120
G4 220
221 222
384 384
386 2080
2040 2060 G5
222 222
222 381
380 378
2047 2158 2022
ϕ
Cos I
V P
Beban N
. .
. 3
=
• ϕ
Cos I
V P
L L
L G
. .
. 3
−
= 93
. 2000
384 3
1
× ×
× =
G
P
kW P
G
1 ,
1237
1
=
Universitas Sumatera Utara
•
93 .
2040 382
3
2
× ×
× =
G
P
kW P
G
2 ,
1255
1
= •
93 .
2060 382
3
3
× ×
× =
G
P
kW P
G
6 ,
1267
1
= •
93 .
2060 386
3
4
× ×
× =
G
P
kW P
G
8 ,
1280
4
= •
93 .
2158 380
3
5
× ×
× =
G
P
kW P
G
9 ,
1320
5
= Maka beban aktif yang dipikul generator adalah :
5 4
3 2
1 G
G G
G G
Beban Total
P P
P P
P P
P +
+ +
+ =
= 9
, 1320
8 ,
1280 6
, 1267
2 ,
1255 1
, 1237
+ +
+ +
= =
Beban Total
P P
kW P
P
Beban Total
6 ,
6361 =
= Sedangkan beban total yang dipikul oleh generator adalah :
3 2
1 T
T T
Beban Total
P P
P P
P +
+ =
= 1934
2049 2117
+ +
= =
Beban Total
P P
kW P
P
Beban Total
6100 =
=
IV.3. Prinsip pembagian daya pada generator