7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
1/80
Prajitno 1
TEKNOLOGI MEKANIKAL DAN
ELEKTRIKAL DALAM PLTMH
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
2/80
Prajitno 2
DAFTAR ISI
Pemilihan Jenis Turbin Air Ukuran Utama Turbin
Kavitasi dan Penempatan Turbin
Layout Turbin
Pemilihan Generator
Pengaturan
Estimasi Biaya Pekerjaan Mekanikal dan Elektrikal
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
3/80
Prajitno 3
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
4/80
Prajitno 4
Variations of Cross-Flow Turbines
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
5/80
Prajitno 5
Pemilihan Jenis Turbin Air
Pemilihan jenis turbin ditentukan ditentukan oleh : Net Head (Head efektif), m
Debit aliran per unit, m3/s
Efisiensi turbin
Putaran turbin, rpm Kecepatan spesifik
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
6/80
Prajitno 6
Head Turbin Air
Gross Head adalah selisih elevasi muka air antara forebay
dan tail race (untuk turbin reaksi), atau selisih elevasi antaramuka air antara forebay dengan sumbu nosel (untuk turbinimpuls).
Net Head adalah Gross Head dikurangi dengan kerugianhead dari intake sampai dengan inlet turbin. Kerugian head
ditentukan oleh kecepatan aliran pada penstock (3 4) m/s. Rated Head adalah Net Head pada pembukaan valve penuh
untuk menghasilkan Rated Output. Minimum Head adalah Net Head ketika elevasi muka air
forebay minimum dengan semua turbin beroperasi pada
bukaan valve penuh. Maximum Head adalah Net Head ketika elevasi muka air
pada forebay maksimum tanpa terjadi limpasan padaspillway dan satu unit turbin beroperasi tanpa beban.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
7/80
Prajitno 7
Skema PLTMH
Ho,
Gross
Head
hf
1
z1
Hn,
NetHead
p1/
V2
/2g
V
Generator
Turbin
Draft tubeTail race
Forebay
f
2
eon h
g2VHH
Net Head
Prediksi
Hn = (Ho - 0,5)x0,95 m
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
8/80
Prajitno 8
Debit aliran
Debit aliran untuk tiap unit turbin ditentukan oleh debitandalan dan jumlah unit turbin
Debit andalan ditentukan berdasarkan Kurva Durasi Aliranatau Flow Duration Curve (FDC) yang dihasilkan dari surveidan analisis hidrologi dengan mempertimbangkan aliran
kompensasi lingkungan
Aliran kompensasi lingkungan dapat ditentukan sebesar 0,5x Q95%, atau 0,5 debit minimum pada musim kemarau.
Debit andalan dan jumlah turbin ditentukan berdasarkan
fluktuasi aliran atau kelandaian FDC untuk menghasilkanfaktor kapasitas (40 70)%.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
9/80
Prajitno 9
Efisiensi Turbin
Efisiensi turbin ditentukan oleh jenis turbin danprosentase debit terhadap debit normalnya.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
10/80
Prajitno 10
Part-flow efficiency of small hydraulic turbines
Cross-flow
Pelton
Kaplan
Francis Propeller
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Efficiency
t
Flow rate as proportion of design flow rate
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
11/80
Prajitno 11
Effisiensi Generator
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
12/80
Prajitno 12
Efisiensi Turbin dan Genarator
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
13/80
Prajitno 13
Daya yang Dihasilkan Turbin
tngQHP
dengan : = densitas air (1000 kg/m3)
g = percepatan gravitasi, m/s2
Q = debit per unit turbin, m3/sHn = Net Head, mt = efisiensi turbin
Watt
Konversi satuan :1 HP = 746 Watt1 PK = 736 Watt
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
14/80
Prajitno 14
Putaran Turbin
Putaran turbin ditentukan berdasarkan pertimbangan apakahturbin akan dikopel langsung dengan generator atau melaluitransmisi (roda gigi atau belt).
Jika turbin dihubungkan dengan generator melalui peralatantransmisi, putaran turbin dapat ditentukan bedasarkan
kecepatan spesifik turbin.
Jika turbin dikopel langsung dengan generator, putaranturbin dipilih berdasarkan putaran sinkron generator.
Putaran turbin reaksi mempengaruhi posisi penempatan
turbin agar tidak terjadi kavitasi.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
15/80
Prajitno 15
Putaran sinkron Generator
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
16/80
Prajitno 16
KECEP T N SPESIFIK
Kecepatan spesifik adalah kecepatan putar turbin yang sejenissecara geometris untuk menghasilkan satu satuan dayadengan satu satuan head pada efisiensi maksimum
Secara matematis kecepatan spesifik dinyatakan dengan
persamaan
4
5
21
H
NPNsT
N = rpmP = HP, kW
H = m,ft
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
17/80
Prajitno 17
KECEP T N SPESIFIK Dietzel(1988) menggunakan definisi kecepatan spesifik
dimensional seperti pada pompa sentrifugal, yaitukecepatan turbin yang bekerja pada head 1 m dankapasitas 1 m3/s
43
21
H
NQNqT
dengan :N = kecepatan putar (rpm)Q = kapasitas aliran (m3/s)H = head atau tinggi jatuh (m)
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
18/80
Prajitno 18
KECEP T N SPESIFIK Kecepatan spesifik dapat juga dinyatakan dalam bentuk
non-dimensional yaitu
43
21
gH
Q
s
= kecepatan sudut (rad/s)g = percepatan gravitasi (m/s2)
Q = kapasitas aliran (m3
/s)H = Head (m)
atau dalam bentuk lain
45
21
21
gH
NPKsT
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
19/80
Prajitno 19
Kecepatan Spesifik
nQE
gH
Qnn
Kecepatan spesifik nondimensi juga dapat dinyatakan dengan
persamaan :
dengan :n = kecepatan putar (putaran/s)g = percepatan gravitasi (m/s2)Q = kapasitas aliran (m3/s)H = Head (m)
Korelasi :
NS = 995 nQE dan NQT = 333 nQE
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
20/80
Prajitno 20
Pemilihan Jenis Turbin Berdasarkan
Head dan Kecepatan Spesifik
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
21/80
Prajitno 21
Turbin pelton (1 jet) Ns = 85.49/H0.243 (Siervo & Lugaresi, 1978)
Turbin Francis Ns = 3763/H0.854 (Schweiger & Gregory, 1989)
Turbin Kaplan Ns = 2283/H0.486 (Schweiger & Gregory, 1989)
Turbin Crossfiow Ns = 513.25/H0.505 (Kpordze & Wamick, 1983)
Turbin Propeller Ns = 2702/H0.5 (USBR, 1976)
45
21
H
NPNsT (rpm,m,kW)
Pemilihan Jenis Turbin Berdasarkan
Head dan Kecepatan Spesifik
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
22/80
Prajitno 22
Pemilihan Jenis Turbin Berdasarkan
Head dan Kecepatan Spesifik
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
23/80
Prajitno 23
Pemilihan Jenis Turbin Berdasarkan
Head dan Debit Aliran
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
24/80
Prajitno 24
Average Turbine Performance Characteristics
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
25/80
Prajitno 25
Ukuran Utama Runner
Turbin
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
26/80
Prajitno 26
Kecepatan Spesifik dan Geometri
Turbin Pelton
45
2
1
H
NPNsT P = gQHH
1
2
V4
dQ
214
5
21
21
23
21
21
2v
v
H1sT
V
gC2
C8
Vd
D
UN
21
21
23
41
21
45
H1
vsTD
d
V
UC
2
gN
Untuk U/V1
= 0,46, Cv
= 0,97, dan h
= 0,85,
NsT 105 d/D
NsT= 4 16, maka D/d = 6 26
gH2CV v1
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
27/80
Prajitno 27
Efisiensi ditentukan oleh NsT
dan U/V1
Kecepatan spesifik meningkat jika D/d kecil, tetapi efisiensiberkurang karena jumlah sudu maik banyak dan jarak makinrapat
Sebaiknya D/d = 14 16
nb = 15 + 53/NsT
Ukuran bucket :
Panjang = 2,3 kali diameter jet
Lebar = 4 kali diameter jet Kedalaman = 0,8 kali diameter jet.
Jumlah nozel dibatasi = 4 6
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
28/80
Prajitno 28
dengan : n = putaran turbin (rps)
njet = jumlah nozelDe = diameter nozel (m)D1 = diameter rotor (m)B2 = lebar mangkuk (m)
D1
Ukuran Utama Turbin Pelton
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
29/80
Prajitno 29
Ukuran Utama Turbin PeltonAlternatif:
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
30/80
Prajitno 30
Ukuran Utama Turbin PeltonAlternatif:
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
31/80
Prajitno 31
Ukuran Utama Turbin Cross Flow
nHn
819,39D
Diameter runner :
Panjang runner ditentukan oleh debit dan lebar bukaan nosel
360
singH2DBQ 1n
dengan :Hn = net Head, mn = putaran turbin, rpm = sudut bukaan nosel1 = sudut serang kecepatan pancarang, 16
o
m
m3/s
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
32/80
Prajitno 32
nHBD2787,1Q
Jika sudut bukaan nosel diambil 120o, maka debit dapatdinyatakan dengan persamaan
Panjang runner dapat juga dihitung dengan persamaan
nH
Q623,3B
dengan :
Q = Debit, liter/sHn = Net Head, m
Ukuran Utama Turbin Cross Flow
Kecepatan Spesifik Turbin
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
33/80
Prajitno 33
Kecepatan Spesifik Turbin
Reaksi
45
2
1
H
NPNsT
P = gQHH
NsT = N (gQHH)1/2 H-5/4
N = Vm1 (cotg 1+ cotg 1)/(D1)
H = (Vm2)2[1 + 2 ctg 1 (ctg 1+ ctg 1)]
432
1
21
45
43
111111
HsT ctgctgctg21ctgctgD
Bg2N
Q = Vm1 D1B
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
34/80
Prajitno 34
Kecepatan Spesifik dan Geometri
Tipe rotor NsT(rpm,HP,m)
1 1 B/D1
Kec. rendah 60 120 15 - 25 90- 120 1/25 1/30
Kec. normal 120 180 25 - 32,5 90 1/8 1/4
Kec. tinggi 180 300 32,5 - 37,5 60 90 1/4 - 1/2
Rotor DUBS 280
525 37,5 - 40 45- 60 1/2Rotor Kaplan 300 - 1000 < 90 < 90
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
35/80
Prajitno 35
Dimensi runner Turbin Francis
m
m
nQE > 0.164m;
D1 = D2 nQE < 0.164,
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
36/80
Prajitno 36
Dimensi runner Turbin Kaplan
m
m
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
37/80
Prajitno 37
lternatif Diameter runner turbin
Francis
Diameter runner turbin
Propeller
32
s3 n0211,0
n
H47,84D21
n33
32
s3 n0233,0
n
H47,84D
21
n33
dengan :D3 = Diameter runner pada sisi keluar, m
Hn = Net Head, mn = Kecepatan putar turbin, rpmns = Kecepatan spesifik turbin (rpm, m, PK)3 = Perbandingan kecepatan pada D3
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
38/80
Prajitno 38
Runaway speeds of turbines
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
39/80
Prajitno 39
Penempatan turbin
Penempatan turbin reaksi harus memperhatikan kemungkinanterjadinya kavitasi jika tekanan pada sisi keluar turbin mencapaitekanan uapnya.Kavitasi dikarakterisasi dengan bilangan Thoma yang didefinisikan dengan persamaan :
ngH
NPSE
dengan :
Patm
= tekanan atmosfer, PaPv = tekanan uap, Pa = massa jenis air, kg/m3
V = kecepatan air keluar m/sg = percepatan gravitasi, m/s2
Hs = Suction Head, m
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
40/80
Prajitno 40
Agar tidak terjadi kavitasi, maka penempatan turbin paling tinggidi atas muka tailrace adalah
Jika Hs positif, artinya penempatan turbin di atas tailrace, danjika Hs negatif, artinya penempatan turbin di bawah tailrace
Batas kavitasi :
Turbin Francis :
Turbin Kaplan :
Powerhouse Turbin Pelton atau
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
41/80
Prajitno 41
Powerhouse Turbin Pelton atau
Turgo poros horizontal
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
42/80
Prajitno 42
Powerhouse Turbin Crossflow
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
43/80
Prajitno 43
Layout Turbin Crossflow
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
44/80
Prajitno 44
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
45/80
Prajitno 45
Instalasi Turbin Openplum
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
46/80
Prajitno 46
Powerhouse Turbing Tabung
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
47/80
Prajitno 47
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
48/80
Prajitno 48
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
49/80
Prajitno 49
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
50/80
Prajitno 50
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
51/80
Prajitno 51
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
Powerhouse Turbin Francis
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
52/80
Prajitno 52
Powerhouse Turbin Francis
Horizontal
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
53/80
Prajitno 53
Turbin Archimedean Screw
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
54/80
Prajitno 54
Turbin Archimedean Screw
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
55/80
Prajitno 55
Turbin Submersible
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
56/80
Prajitno 56
Aplikasi Turbin Submersible
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
57/80
Prajitno 57
Contoh Kinerja Turbin Submersible
M T G
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
58/80
Prajitno 58
Model Turbin Gorlov
M T A
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
59/80
Prajitno 59
Model Turbin Archad
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
60/80
Prajitno 60
Model Turbin :- Diamater : 27 cm- Tinggi : 36 cm
- Jumlah Sudu : 3 buah- Sudut Helical : 60 derajad- Profil sudu : NACA 0020
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
61/80
Prajitno 61
Hasil Penelitian
y = 401.26x - 35.944y = 401.26x - 35.944
0
50
100
150
200
250
0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000
PutaranTurbin(rpm)
Kecepatan Aliran (m/s)
Kecepatan Putaran versus Kecepatan Aliran
y = 376.13x - 76.944
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 0.2 0.4 0.6 0.8
PutaranTurbin(RPM)
Kecepatan Aliran (m/s)
Putaran Turbin vs Kecepatan Aliran
A. Turbin Gorlov B. Turbin Achard
61
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
62/80
Prajitno 62
y = -0.0793x2 + 0.3745x + 0.0117
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 2 4 6
EfisiensiTurbin
Tip Speed Ratio (TSR)
Efisiensi Turbin vs TSR
Series1
Poly. (Series1)
A. Turbin Gorlov B. Turbin Achard
y = -0.1557x2 + 0.4994x + 0.0008
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0 1 2 3 4
Efisiensi(x100%)
Tip Speed Ratio (TSR)
Efisiensi vs TSR
62
Hasil Penelitian
S te Ke t PLTMH
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
63/80
Prajitno 63
Sistem Kelistrikan PLTMH
Sistem kelistrikan pada umumnya menggunakan
sistem kelistrikan AC : Satu fasa untuk daya < 5 kW :
Instalasi sederhana
Sistem pengaturan beban lebih murah
Ukuran generator ditentukan berdasarkan kebutuhandaya maksimum
Tiga fasa untuk daya > 5 kW
Ukuran generator dan motor induksi lebih kecil untuk
kapasitas yang sama Harga generator dan motor induksi lebih murah
Pemakaian penghantar lebih hemat
Ef s e s Ge e to
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
64/80
Prajitno 64
Efisiensi Generator
Aplikasi < 10 kVA, efisiensi 0,70 0,80
Aplikasi 10 - 20 kVA, efisiensi 0,80 0,85 Aplikasi 20 - 50 kVA, efisiensi 0,85
Aplikasi 50 - 100 kVA, efisiensi 0,85 0,90
Aplikasi > 100 kVA, efisiensi 0,90 0,95
Jenis generator yang digunakan pada perencanaan PLTMH
ini adalah : Generator sinkron sistem eksitasi tanpa sikat
Generator asinkron berupa Induction Motor As Generator(IMAG)
Pemilihan Generator
Generator Sinkron
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
65/80
Prajitno 65
Kecepatan putar generator sinkron :
rpmp
f120Ns
dengan :
f = frekuensi jaringan listrik, Hzp = jumlah kutub
Kecepatan putar generator asinkron :
Nr= Ns (1-s)
dengan s adalah slip
Generator Sinkron
Kapasitas dipilih dengan tambahan angka keamanan (25
90) %Kecepatan untuk generator sinkron ditentukan jumlah kutubdan frekuensi. Semakin tinggi kecepatannya ukuran menjadisemakin kecil dan harganya juga lebih murah.
Generator Asinkron
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
66/80
Prajitno 66
Generator Asinkron
Keunggulan generator asinkron terhadap generator sinkron
antara lain : Harga lebih murah dibandingkan generator sinkron Produk memenuhi standar industri sehingga daya tahan
lebih terjamin Tersedia dalam beberapa ukuran mulai dari 1kW -
100kW Tersedia dengan 3 ukuran putaran 1000, 1500, dan 3000
rpm sehingga lebih mudah untuk disesuaikan denganputaran turbin
Pada generator induksi IMAG , tegangan akan turun dengan
cepat pada saat beban bertambah sehingga perlu adanyapengaturan tegangan dan putaran.
Saat ini untuk instalasi mikrohidro dengan menggunakanmotor induksi sebagai generator tersedia sistem pengaturanIGC(induction generator controller)
Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
67/80
Prajitno 67
Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron
Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
68/80
Prajitno 68
Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
69/80
Prajitno 69
Perbandingan Generator Sinkron dan Asinkron
Sistem off grid dan on grid
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
70/80
Prajitno 70
Sistem off-grid dan on-grid
Sistem off-grid atau stand alone dapat mengguna- kan
generator asinkron atau generator sinkron denganmempertimbangkan aspek ekonomis, pemeliharaan, danketersediaan generator dan sistem kontrolnya.
Penggunaan generator sinkron dengan mengguna- kan
electronic load controller (ELC) dengan dummy loaddipilihuntuk mempertahankan sistem beroperasi pada frekuensiyang konstan sehingga tidak memerlukan turbin dengangovernor yang cukup mahal untuk mengontrol kecepatan.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
71/80
Prajitno 71
Apabila motor asinkron dengan tambahan kapasitor yang
sesuai dengan kebutuhan operasional sebagai generatorasinkron yang dipilih untuk stand alone generation dilengkapidengan induction generator control (IGC) tegangan padasistem konstan dan frekuensi juga konstan selama faktordaya beban diatas 0,8.
Sistem on grid digunakan jika energi yang dibangkitkandisalurkan melalui sistem jaringan transmisi yang tersediadengan tujuan komersiali- sasi
Komersialisasi ini sebaiknya menggunakan gene- rator
sinkron sistem 3 fasa 4 kawat.
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
72/80
Prajitno 72
Sistem Kontrol Sistem kontrol berfungsi untuk menyeimbangkan energi
input dan energi output dengan cara mengatur input(flow)atau mengatur output listrik sehingga sistem akan seimbang.
Berdasarkan media yang dikontrol sistem kontrol dalamPLTMH dibagi menjadi 2 yaitu :
flow control, yaitu mengatur debit air yang masuk turbinmenggunakan guide vane
load control, yaitu mengatur beban generator agar tidak
terjadi runaway speed jika terjadi pengurangan atau
pelepasan beban.
Typical sistem flow control
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
73/80
Prajitno 73
mikrohidro (cross flow turbine)
flow control
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
74/80
Prajitno 74
flow control
Konstruksi rumit dan mahal
Reaksi lambat, sehinggatidak sesuai untukperubahan beban yangbesar.
Pipa penstock tahanterhadap waterhammer jikaterjadi penutupan katupsecara cepat akibat terjadi
pelepasan beban. Generator tahan terhadap
overspeedakibat bebansudah lepas tetapi guide
vane belum menutup.
UNIT
PEMBANGKIT
GOV.
RUGI-
RUGI
INPUT OUTPUTBEBAN
Pengendalian menggunakangovernor
Kontrol Daya Listrik
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
75/80
Prajitno 75
Kontrol Daya Listrik
Bagian utama dari sistem kontrol ini terdari dari panel kontrol
dan ballast load Prinsip pengaturannya adalah menyeimbangkan antara daya
yang dihasilkan generator dengan beban daya konsumen
Saat beban konsumen berkurang kelebihan daya yang
dihasilkan generator akan dipindahkan ke ballast load Sistem pengaturan beban yang digunakan pada
perencanaan ini adalah
Electronic Load Controller (ELC) untuk penggunaangenerator sinkron
Induction Generator Controller (IGC) untuk penggunaanIMAG
Sistem kontrol ini terintegrasi pada panel kontrol (switch gear)
Pengendalian menggunakan
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
76/80
Prajitno 76
ELC/IGC
UNIT
PEMBANGKIT
RUGI-
RUGI
INPUT OUTPUTBEBAN
ELC/
IGC
BEBAN
PENYEIMBANG
switch gear
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
77/80
Prajitno 77
switch gear
Fasillitas panel kontrol minimum terdiri atas :
Kontrol start/stop, baik otomatis, semi otomatis, maupunmanual
Stop/berhenti secara otomatis
Trip stop, berhenti pada keadaan gangguan: over-undervoltage, over-under frekuensi.
Emergency shut down, bila terjadi gangguan listrik (misalarus lebih)
Estimasi Biaya Pekerjaan M&E
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
78/80
Prajitno 78
Estimasi Biaya Pekerjaan M&E
Komponen-komponen biaya M & E,
antara lain : Pengadaan Peralatan, misalnya :
Turbin
Generator
Governor
Inlet Valve
Excitation System
Switchgears
Power & Control cables
AC and DC System Control monitoring and
Protection
Outdoor elecrical
equipment Drawing Water System
Pressure Air System
Transformer
Spare Part
Accessories
Jaringan transmisi dandistribusi
Biaya pengiriman dan
pemasangan Pajak bea-masuk (jika import)
Commissioning dan uji coba
Capital Cost for Small High Head
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
79/80
Prajitno 79
Hydro Plants (1980)
Capital Expenditure Approximate Cost ($/kW)
Turbine- generator 400 - 800
Civil work, canal, sand trap,headwork, penstock
300 - 500
Powerhouse 200 - 300
Electrical eqpt. 100
Engineering 100 - 200
Contingency 100 - 200
Referensi
7/22/2019 Teknologi Mekanikal Dan Elektrikal Dalam Pltmh c
80/80
Referensi
Fritz J.J., 1984, Small an Mini Hydropower System,
McGrawHill Book Co., N-Y. Warnic C.C., dkk.,1984, Hydropower Engineering,
Prentice Hall, Inc., New Jersey.
IMIDAP, 2009, Buku 2C PEDOMAN STUDI KELAYAKAN
MEKANIKAL ELEKTRIKAL,Cetakan 1, DirektoratJenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi DepartemenEnergi dan Sumber Daya Mineral.
ESHA, 2004, Guide on How to Develop a Small Hydropower
Plant , Part-1 and Part-2.