BAB III GENERATOR PARALELLING CONTROL GPC
III.1. Prinsip kerja
Gambar.3.1. Piranti GPC generator paralleling control
GPC merupakan alat pengontrol yang dikemas dalam satu unit yang dirancang khusus menggunakan PLC programmable logic control dalam aplikasi
kerjanya. GPC merupakan suatu unit kendali yang berdasarkan mikroprosesor. GPC memiliki banyak fungsi penting dalam hal proteksi dan pengontrolan
generator sinkron maupun asinkron. GPC akan mengeluarkan semua kebutuhan serta tugas untuk mengontrol dan memproteksi terhadap sebuah generator, tanpa
memperhatikan pada penggunaan generator tersebut. Hal ini berarti bahwa GPC dapat digunakan untuk berbagai tipe aplikasi seperti :
1. Satu generator generator tunggal 2. Kontrol beragam beban generator
Universitas Sumatera Utara
3. Beban utama yang tetap dasar beban Selain untuk aplikasi diatas, GPC dirancang untuk dapat diaplikasikan dalam
kondisi sistem sebagai berikut dapat dikombinasikan : 1. Sistem yang berdiri sendiri
2. Paralel dengan generator yang lain 3. Paralel dengan suatu sistem
GPC dapat memparalelkan generator dan setelah memparalelkan generator, GPC langsung mengambil alih semua fungsi penting dalam hal proteksi
dan pengontrolan generator. Hal tersebut disesuaikan dengan sistem kontrol PLC dan proses tersebut dapat dilakukan antara GPC dan PLC dengan pengkodean
biner dan analog IOs input output sistem atau dengan komunikasi serial. Dalam melakukan kerjanya, GPC secara otomatis dapat melakukan
pemeriksaan sendiri dan memberitahukan apabila terjadi kesalahan. Pemberitahuan kesalahan tersebut dilakukan melalui pesan tertulis pada layar
monitor panel kontrol dan mengindikasikan kesalahan-kesalahan tersebut dengan memberikan keluaran kepada rele apabila kesalahan tersebut perlu untuk
diperiksa. Tampilan pada layar tersebut terdapat pada bagian depan panel yang dipasang bersamaan dengan GPC dan dihubungkan melalui kabel. Pesan tersebut
dapat ditampilkan dalam dua bahasa yaitu bahasa Inggris English dan Jerman German.
GPC dapat mengukur parameter sirkuit tiga fasa, menunjukkan semua nilai tersebut dan menyampaikan dalam bentuk logic control. Sistem pengukuran
Universitas Sumatera Utara
GPC adalah melalui tegangan 3 tiga fasa yang diukur pada tegangan generator, arus generator serta bus utama.
Nilai-nilai yang merupakan hasil pengukuran yang dilakukan oleh GPC adalah : 1. Generator :
- Tegangan 4 kawat ; 3 fasa + netral - Arus 3 fasa
- Daya Aktif kW - Daya Reaktif kVAR
- Faktor Daya cos φ
- Frekuensi f - Daya yang dihasilkan kVA
2. Busbar : - Tegangan 3 fasa
- Frekuensi f
III.2. Instalasi Teknis
Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti berikut : transformator arus, transformator tegangan
sebagai pencatu daya, electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan saklar-saklar Bantu.
1. Transformator arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi beban
Universitas Sumatera Utara
generator biasanya maksimum 5 A atau = 100 kemampuan maksimum generator.
2. Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat pambagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di governor
sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang diharapkan. 3. Potensiometer pegatur kecepatan adalah alat utama untuk mengatur
frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur oleh AVR, sehingga naik
turunnya tegangan hanya dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator dioperasikan paralel atau sudah sinkron
dengan yang telah beroperasi kemudian menutup CB generator, fungsi potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat pembagi beban
generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasaya terdapat potensiometer pengatur halus
dan pengatur kasar.
Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat dilakukan oleh SPM modul pemaralelan generator dengan mengatur tegangan dan
frekuensi keluaran dari generator, kemudian mencocokkan dengan tegangan sistem yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok
memberikan sinyal penutupan ke CB generator sehingga bergabung dalam operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat dilihat
dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk beberapa
Universitas Sumatera Utara
generator dimana masing-masing panel generator mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.
4. Saklar-saklar Bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses pembagian pelepasan dan pengambilan beban oleh
suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan alat pembagi
bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing generator menanggung
beban dengan persentase yang sama dari kemampuan masing-masing.
Dalam pembangkit yang digunakan pada sistem ini menggunakan alat pemaralel, pengontrol, dan memiliki multi fungsi lainnya yang disebut GPC
Generator Paralelling Controller.
III.3. Kontrol Fungsi
Fungsi kontrol generator paralelling control GPC terdiri dari : 1. Dynamic Syncronisasi
- Kontrol perubahan frekuensi - Periksa tegangan
- Kompensasi delay waktu breaker - Periksa urutan fasa
2. Beban tetap dasar beban jalannya generator.
Universitas Sumatera Utara
3. Berjalannya frekuensi yang tetap pada generator yang berdiri sendiri 4. Pembagian beban antar generator dengan beban beragam serta sekaligus
mengontrol frekuensi 5. Output rele untuk speed governor
6. Output rele untuk menutup dan membuka breaker generator 7. Mengatur Ramp up dan Ramp down dari beban generator
8. Output rele untuk start stop untuk generator berikutnya berdasarkan tinggi rendahnya beban
III.4. Kondisi perancangan panel sinkronisasi Generator
1. Standar
Dalam mendesain panel sinkronisasi generator harus memperhatikan beberapa persyaratan dalam standar yang telah dibakukan. Dalam hal ini PT. Guna Era
Manufaktura menggunakan standar berikiut ini: - PUIL
: Peraturan Umum Instalasi Listrik Indonesia. - IEC 185
: Current Transformer - IEC 186
: Voltage Transformer - IEC 337
: Control Switch - IEC 255
: Noise and radio interference immunity - IEC 298
: AC Metal-Enclosed Switchgear and Controlgear for rated Voltage Above 1 kV and up to and including 52 kV
- IEC 439 : factory-built assemblies of low Voltage Switchgear and
controlgear
Universitas Sumatera Utara
2. Kabinet
- Kabinet disesuaikan dengan tipe dalam ruangan atau luar ruangan sesuai dengan kebutuhan
- Kabinet berdiri diatas lantai “ freestanding metal enclosures” - Kabinet teriri dari beberapa seksi yang berisi bus da pengawatan wiring ,
CB, rangkaian kendali, dan lain – lain. - Kabinet dilengkapi dengan pintu berengsel dan kunci.
- Setiap kabinet dilengkapi dengan space heater untuk mencegah kondensasi air dalam kabinet tersebut.
- Kabinet didesain dengan memiliki persyaratan untuk jalan masuk kabel baik dari atas atau bawah.
- Kabinet harus didesain sehingga unit yang akan dating dapat ditambah pada kedua sisinya.
3. Circuit Breaker Outgoing
CB harus tertutub secara sempurna dalam sebuah kotak Case - Penggunaan
: Sebagai pemutus dan penghubung tenaga yang dilengkapi dengan proteksi terhadap gangguan
arus lebih dan arus hubung singkat - jumlah fasa
: 4 - tegangan sistem
: 380 Volt - frekuensi pengenal
: 50 Hz - arus normal pengenal : 6000 A
- arus hubung singkat : 100 kA
Universitas Sumatera Utara
- pentanahan sistem : solid
- tegangan kontrol : 220 VAC
4. Cicuit Breaker Incoming
CB harus tertutup secara sempurna dalam kotak case - Penggunaan
: Sebagai pemutus dan penghubung tenaga yang dilengkapi dengan proteksi terhadap gangguan arus lebih dan arus hubung
singkat - jumlah fasa
: 3 - tegangan sistem
: 380 Volt - frekuensi pengenal
: 50 Hz - arus normal pengenal : 3200 A
- arus hubung singkat : 100 kA - pentanahan sistem
: solid - tegangan kontrol
: 220 VAC
5. Synchro-Check Paralleling
- penggunaan : merubah kondisi tingkat tegangan, sudut fasa,
urutan fasa dan frekuensi untuk mencapai sinkronisasi.
- merk : DEIF
- model : CSQ – 2
- tegangan nominal : 120, 230, 380, 415 V
- tegangan toleransi : -25 - +30 dari tegangan nominal.
Universitas Sumatera Utara
- frekuensi : 45 sd 65 Hz.
- Konsumsi daya : 2VA untuk bus dan 4VA untuk generator
- setpoint sinkronisasi : 10 sd 30
- Kontak relai : 1NO dan 1NC
6. Generator Differential Relay
Generator differensial relay bekerja atas dasar perbandingan arus antara sisi bus dan generator
- penggunaan : mencegah terjadinya gangguan terhadap circuit breaker
dan mencegah gangguan generator terhadap gulungan stator,
pentanahan, keluaran fasa. - merk
: DEIF - model
: RMC – 131- D - tegangan kontak
: 250 V – 8A – 2000VA AC dan 24 V – 8A- 200W DC - frekuensi
: 40, 45, 65, 70 Hz - arus sekunder
: 5 A atau 1 A - konsumsi daya
: 4 VA dimana Is = 5A, 0,1 VA dimana Is = 1 A - waktu kerja kontak : 50 ms
7. Auto Synchronizer
- Penggunaan : menyediakan proses sinkonisasi secara otomatis
dari sebuah generator yang akan masuk parallel
Universitas Sumatera Utara
dengan singkat dengan cara mengontrol frekuensi melalui servo motor elektrik pada speed governor
atau motorized potensiometer. - Merk
: DEIF - Model
: GPC - Tegangan
: maks 660 VAC - Frekuensi
: 35 – 70 Hz - Konsumsi daya
: 4 VA - Waktu operasi
: 20 – 200 ms - Perbedaan frekuensi : 0.1 – 1.0 Hz
- Beda tegangan : 10
8. Load Shader Pembagi Beban
- Penggunaan : membagi beban dan mengatur frekuensi sistem
secara otomatis untuk parallel generator
- Prinsip kerja : beban pada setiap generator akan dibandingkan
dengan beban dari generator lainnya dan akan dikoreksi
sampai keseimbangan tercapai. Pembangian beban diperlukan setelah proses sinkronisasi untuk
mengembalikan keseimbangan beban dan mendapatkan stabilitas beban dan frekuensi.
- merk : DEIF
Universitas Sumatera Utara
- model : GPC
- tegangan : maks 660 VAC
- frekuensi : 35 – 75 Hz
- konsumsi daya : 4VA
- proportional band : +- 50 sd 250 dari beban, +- 5 sd 25 dari
frekuensi - dead zone
: +- 2 sd 10 dari beban , +- 0,2 sd 1.0 dari frekuensi
- temperature kerja : -20 sd 70
o
C
9. Dual Current Relay Pembanding Arus Load monitor
- penggunaan : sebagai perbandingan antara kedua arus rele, dimana arus rele yang pertama berfungsi untuk
menjalankan generator dengan arus yang dikehendaki. Sedangkan arus rele yang kedua berfungsi untuk
menghentikan generator dengan arus minimum tertentu. Sebagai contoh : suatu generator mempunyai tegangan
380 VAC dan arus tertulis 795 A. CT yang tepasang adalah 10005 Amp. Arus yang dikendaki pada waktu
starting adalah 90 dan waktu stop 40 .
Solusi : Penyetelan Arus rele – 1 starting
= 90 x 795 A = 715 A
Universitas Sumatera Utara
=
1000 715
= 0.715 Penyetelan Arus rele - 2 stoping
= 40 x 795 = 318 A =
1000 318
= 0.318 A
- merek : DEIF
- model : GPC
- tegangan kontak : 380 VAC , 35 VDC
- tegangan toleransi : 10 sd 40
- frequensi : 45 – 65 Hz
- arus kontiniu : 2 x In
- konsumsi daya : 5 VA
10. Annunciator
- Penggunaan : sebagai indikasi dan alarm dan kondisi
kerja sistem
- Merk : DEEP SEA
- Model : 8 sd 35 VDC Continous
- Arus operasi maksimum : 340 mA pada 12 V, 15 mA pada 24 V
- Rating tegangan alarm DC : trip tegangan rendah minimum : 0 V
Trip tegangan tinggi maksimun: 40 V Waktu tunda : 0 sec – 60 menit.
Universitas Sumatera Utara
11. Busbar Penghantar
- Arus kontinyu : 6000 Amp - Bus utama, pentanahan dan koneksi utama antar peralatan dalam satu
panel harus terbuat dari tembaga berkonduktifitas tinggi sesuai dengan IEC 28.
- kenaikan temperature pada arus kontinyu diatas temperature ambient 40
o
C - busbar dilapisi dengan cairan silver dan diatas temperature 65
o
C - kenaikan temperature antara koneksi busbar ke kabel berisolasi diatas
temperature 45
o
C - Bus pentanahan dari tembaga harus dipasang pada setiap struktur dan
semua bagian dari struktur tersebut harus terhubung pada pentanahan. - Bus utama dan sambungan – sambungan harus diberi tanda untuk
mengindikasikan fasa - fasanya, dan harus tersusun dalam urutan R, S, T dari depan ke belakang, atas ke bawah atau kiri ke kanan, jika dilihat dari
sisi mekanisme operasi peralatan “switching”
12. Pentanahan
- semua bagian yang terbuat dari metal selain daripada yang membentuk sirkit listrik harus tehubung pada “ copper ground bars “ dalam panel
utama, panel kontrol dan sebagainya - copper ground bars ini harus tidak lebih kecil dari 7 x 50 mm
2
untuk panel distribusi dan 7.x 25 mm
2
untuk panel kontrol.
Universitas Sumatera Utara
13. Peralatan Kontrol dan Pengawatan
- Rele kontrol, rele bantu dan peralatan kecil lainnya harus tertutup, terlindungi dan mudah dicapai untuk pemeliharaannya, fuse control harus
ditempatkan di daerah tidak akan berbahaya untuk menggantinya. - Mengguanakan “ flexible connection “ diantara bagian stasioner dan yang
bisa bergerak seperti kucing “ dan harus dibuat sedemikian rupa agar memiliki flexibilitas tanpa merusak kawat – kawat.
- Semua “ internal wiring “ harus terhubung pada satu fisi dari blok terminal. Di sisi lainnya harus digunakan untuk external wiring.
14. Pengecatan
- kabinet harus dicat dengan bahan yang anti korosi karat dan anti gores - warna cat disesuaikan dengan permintaan dari pembeli
- prosedur cat adalah “ Powder Coating”.
15. Pengetesan
- Tes harus dilakukan secara keseluruhan sesuai dengan test yang dispesifikasi dalam standar IEC terkait untuk menentukan kinerja desain
dan karakteristik operasinya. - Sesudah instalasi di “ site “ semua perlatan harus mengalami test dielektrik
dan harus dioperasikan untuk membuktikan bahwa “ operating gears “, “stater “, “ protective gear “ dan interlock bekerja dengan baik dan tes
injeksi primer serta sekunder harus dilaksanakan pada semua perlatan proteksi.
Universitas Sumatera Utara
16. Kontrol Mutu
- Setelah dilakukan pengetesan di pabrik maka persyaratan kontrol mutu harus dilaksanakan.
- Adapun prosedur kontrol mutu sebagai berikut : a. sertifikat dari masing – masing komponen
b. test urutan wiring c. test isolasi dan “ HiPot” High Potential
d. test mekanik e. test fungsi
f. pengepakan dan pengiriman g. test sambungan antar busbar dan kabinet
h. test pengecatan dan pembersihan kabinet
17. Dokumentasi
Pembuatan dokumentasi kontrol mutu dan yang meliputi sebagai berikut - cara pengoperasian instruksi manual
- cara pemeliharaan instruction maintenance
Universitas Sumatera Utara
BAB IV PERANAN GENERATOR PARALELLING CONTROL GPC
Kategori