Pembangkit Listrik di Industri

PEMBANGKIT LISTRIK DI INDUSTRI/PABRIK (GENSET)

1. Keberadaan Genset di Industri/Pabrik

         Pusat pembangkit tenaga listrik industri adalah merupakan pusat disediakannya tenaga listrik untuk kebutuhan industri. Tenaga listrik yang dibutuhkan harus tersedia secara terus menerus yang umumnya berasal dari PLN atau generator set (Gen Set). Pada umumnya karena beberapa pertimbangan akhirnya dipilih unit PLN untuk dioperasikan secara terus menerus sebagai sumber tenaga listrik. Pertimbangan itu diantaranya:

a. Biaya yang dikeluarkan untuk menghasilkan tenaga per KWH dari unit generator lebih tinggi dibanding dengan pembiayaan untuk memperoleh per KWH dari PLN.

b. Suku cadang dari diesel maupun generator semakin sulit didapatkan, sedang suku cadang unit PLN diperolehnya lebih mudah.

c. Diesel memerlukan perawatan yang terus menerus, misalnya diadakan revisi kecil setiap 600 jam, revisi medium setiap 1700 jam, serta revisi besar setiap 5300 jam, yang berarti kurang efisien bila dibandingkan dengan unit PLN.

d. Adanya harga bahan bakar minyak yang semakin mahal.

          Untuk selanjutnya generator set disiapkan sebagai cadangan bila unit PLN mengalami kerusakan. Penyambungan unit generator set maupun unit PLN dengan jaringan distribusi dilayani oleh Omsakelar (saklar pemilih). Dengan demikian tenaga listrik yang dibutuhkannya hanya akan disuplai oleh satu unit saja, unit PLN atau unit generator set dengan pelayanan Omsakelar.

2. Peralatan yang ada pada Unit GenSet di Industri/Pabrik

          Seperti terlihat pada Gambar 1 unit generator II terdiri dari generator tiga phase, generator DC serta generator exciter. Antara saklar utama generator tiga phase dengan saklar utama generator DC merupakan “Interlock”. Bila saklar utama generator tiga phase terhubung maka saklar utama generator DC akan terlepas, demikian pula sebaliknya. 

          Disamping itu keduanya dapat pula berkedudukan “off”. Pada generator exciter disamping terdapat saklar pemutus juga dilengkapi dengan saklar pemilih. Dengan adanya saklar pemilih tersebut generator exciter dapat digunakan untuk mensuplai tegangan kepada kumparan penguat generator tiga phase atau lilitan penguat generator DC. Dengan demikian antara generator tiga phase dengan generator DC pada unit generator II, tidak dapat mensuplai tenaga listrik kepada beban dalam waktu yang bersamaan. Generator DC digunakan untuk suatu keperluan misalnya elektrolisa seperti haknya unit generator I.

          Sedangkan generator tiga phase pada unit generator II akan bekerja paralel dengan generator tiga phase dari unit generator III atau generator tiga phase dari unit generator lain untuk bersama-sama memikul beban. Adapun unit generator III mempunyai sebuah generator tiga phase serta usaha generator exciter. Generator exciter digunakan untuk mensuplai tegangan kepada lilitan penguat generator tiga phase tersebut.

          Kondisi yang harus dipenuhi dalam pemaralelan generator-generator tersebut dapat ditunjukkan oleh peralatan yang terdapat pada kotak sinkronisasi. Adapun alat-alat yang terdapat pada kotak sinkronisasi adalah volt meter ganda, sinkronoskop dan frekuensi meter ganda. Voltmeter ganda terdiri dari dua buah voltmeter yang digunakan untuk mengukur tegangan jaring-jaring yakni tegangan dari generator yang telah bekerja memikul beban, serta tegangan rel sinkronisasi yakni tegangan dari generator yang akan diparalelkan. Frekuensi meter ganda juga merupakan dua buah frekuensi meter yang digunakan untuk mengukur frekuensi jaring-jaring serta frekuensi rel sinkronisasi. Sedangkan jenis sinkronoskop yang digunakan adalah sinkronoskop pengukur volt nol yang terdiri dari satu buah volt meter yang dipasang antara jaring-jaring dengan rel sinkronisasi pada urutan phase yang sama.

Gambar 1. Rangkaian Kerja Paralel 2 Unit Genset

          Untuk menghubungkan generator kepada jaring-jaring maupun melepaskannya dilakukan oleh saklar utama. Saklar utama itu sendiri merupakan saklar magnit yang pengoperasiannya dikerjakan arus searah dari akumulator.

          Pada masing-masing generator tiga phase dipasang beberapa alat ukur diantaranya volt meter, ampere meter, watt meter dan watt jam meter. Untuk keperluan pengukuran tersebut serta pengoperasian relay-relay serta peralatan lainnya maka dilengkapi pula dengan beberapa transformator arus dan transformator tegangan, selain itu generator tiga phase mempunyai titik bintang yang dikeluarkan, dimana titik bintang tersebut selanjutnya dihubungkan dengan tanah dengan sistem pentanahan dengan tahanan.

          Agar tegangan yang dihasilkan generator tiga phase stabil maka generator tiga phase dari unit generator  II maupun unit generator III dipasang stabilisator tegangan. Adapun type stabilisator tegangan  yang digunakan adalah Direct Acting Rheostatic, yang rangkaiannya seperti terlihat pada gambar 2, serta prinsip kerjanya seperti diuraikan di bawah ini.

Gambar 2.Rangkaian Stabilisator Tegangan Type Direct Acting Rheostatic

          Auto Voltage Regulator (AVR) mempunyai sepasang kutub magnit listrik sebagai stator yang dipakai untuk menggerakkan rotor. Pada rotor dipasang segmen dari logam yang berfungsi sebagai kontak geser yang dapat bergerak sesuai dengan gerakan rotor. Agar rotor tidak berputar 360º maka dipasang pegas yang berfungsi sebagai penahan putaran rotor. Untuk membangkitkan flux magnit maka pada stator tersebut dipasang kumparan. Selanjutnya kumparan dihubungkan dengan trafo tegangan, untuk mendeteksi keadaan yang dihasilkan oleh generator tiga phase tersebut. Dalam keadaan normal atau tegangan generator sesuai dengan tegangan nominalnya, maka flux magnit yang ditimbulkan oleh kumparan stator yang akan digunakan untuk menggerakkan rotor masih dapat diimbangi oleh kekuatan pegas. Tetapi bila terjadi tegangan lebih maka tegangan yang dihasilkan oleh trafo tegangan akan naik pula, yang berarti tegangan pada kumparan magnit akan ikut naik. Keadaan ini menyebabkan flux magnit yang ditimbulkan menjadi lebih kuat, sehingga rotor bergerak sedikit ke kiri. Dengan demikian segmen logam W1 ke bawah dan segmen logam W2 ke atas. Keadaan ini berarti memperbesar harga tahanan geser (g) yang disambung seri dengan kumparan shunt dan berakibat semakin kecilnya arus shunt (Ish).

          Dengan semakin kecilnya Ish maka flux magnit yang dihasilkan kumparan shunt akan menjadi lemah yang berarti tegangan generator exciter akan menurun. Selanjutnya tegangan yang diterima penguat magnit generator tiga phase  turun kembali. Dengan turunnya tegangan generator tiga phase maka tegangan yang diterima kumparan magnit dari stabilisator tegangan akan turun sehingga rotor kembali bergerak ke arah normal.

          Demikian pula bila terjadi penurunan tegangan pada generator tiga phase, maka prosesnya merupakan kebalikan dari proses yang telah dijelaskan di atas.

          Seperti telah disebutkan di depan bahwa generator tiga phase dilengkapi dengan beberapa relay. Pemasangan relay-relay dimaksudkan untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan serta kerusakan-kerusakan yang disebabkan oleh gangguan-gangguan yang terjadi dalam generator. Relay-relay itu diantaranya relay tegangan maksimum, relay arus maksimum, relay masa stator dan relay differensial. Relay tegangan maksimum akan bekerja bila tegangan yang dihasilkan generator melebihi batas nominalnya. Misalnya disebabkan ke-tidak-beresan penguat magnit atau pengaturan penguat magnit terlalu besar sehingga mengakibatkan tegangan yang dihasilkan generator melebihi batas nominalnya. Relay arus maksimum digunakan untuk melindungi kerusakan akibat terjadinya hubungan singkat antar hantaran yang menuju jaring-jaring atau antar phase. Dalam keadaan normal relay arus maksimum tidak bekerja. Tetapi bila terjadi hubung singkat antar hantaran yang menuju  jaring-jaring atau antar phase maka arus yang mengalir pada phase yang mengalami hubung singkat tersebut melebihi batas nominalnya. Dengan demikian relay arus maksimum bekerja.

          Relay massa  stator dipasang pada kawat pentanahan. Dalam keadaan normal kawat pentanahan tidak dialiri arus sehingga relay massa stator tidak bekerja. Relay massa stator segera bekerja bila kawat pentanahan dialiri arus, misalnya disebabkan karena terjadi hubung singkat antara lilitan phase dengan tanah. Sedangkan relay differensial bekerjanya atas dasar perbandingan sat macam satuan listrik, bisa perbandingan tegangan atau perbandingan arus. Dalam hal ini yang diperbandingkan besarnya arus sebelum lilitan stator dengan arus yang mengalir pada hantaran yang menuju jaring-jaring. Dalam keadaan normal antara keduanya mempunyai arus sama besar. Bila suatu sebab misalnya terjadi  hubung singkat antara lilitan stator dengan rangka yang mengakibatkan besarnya arus antara keduanya tidak sama maka relay differensial akan bekerja. Bekerjanya relay-relay tersebut digunakan untuk membuka saklar, misalnya saklar utama, saklar penguat magnit secara tidak langsung dengan pertolongan saklar magnit. Dengan demikian generator akan aman serta dapat segera diadakan perbaikan seperlunya.