Sistem kelistrikan

SISTEM PEMBANGKIT & SISTEM PEMBANGKIT & DISTRIBUSI TENAGA LISTRIKDISTRIBUSI TENAGA LISTRIK

bybyManajemen Teknik & Proses FasilitasManajemen Teknik & Proses Fasilitas

Karakteristik UtamaKarakteristik Utama

1. Listrik tidak dapat disimpan.2. Permintaan daya listrik yang terus

meningkat.3. Distribusi & jenis bahan bakar yang

tersedia.

Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan

Sistem Pembangkit Tenaga ListrikSistem Pembangkit Tenaga Listrik

Prinsip Dasar :• Sebuah mesin penggerak (prime mover)

menggerakkan generator arus bolak-balik.• Putaran rotor generator dalam medan magnet

akan menghasilkan Gaya Gerak Listrik kumpa-ran medan dan menginduksi kumparan utama.

• Adanya induksi pada kumparan utama akan menghasilkan tegangan listrik pada stator generator.

Jenis-jenis Pembangkit ListrikJenis-jenis Pembangkit Listrik

• PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap)• PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)• PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel)• PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas)• PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir)

Jenis-jenis Pembangkit ListrikJenis-jenis Pembangkit Listrik

Sumber Energi AlternatifSumber Energi Alternatif

• Solar Sel• Kincir Angin• Energi Gelombang Laut• Energi Panas Laut• Energi Panas Bumi (Geothermal)

Tegangan Arus Bolak BalikTegangan Arus Bolak Balik

• Sistem 3 phasa– Tegangan phasa – phasa– Tegangan phasa - netral

• Sistem 1 phasa– Tegangan phasa - netral

Sistem Transmisi Tenaga ListrikSistem Transmisi Tenaga Listrik

Definisi : Sistem penyaluran (transmisi) tenaga listrik

adalah sistem pengiriman daya listrik ke pusat-pusat beban utama melalui jaringan tegangan tinggi atau tegangan menengah.

Sistem tegangan transmisi yang digunakan dilapangan-lapangan Pertamina EP adalahTegangan Menengah (TM) 6,3 KV & 6 KV.

Transmisi Listrik Teg MenengahTransmisi Listrik Teg Menengah

• Keuntungan :– Arus listrik yg mengalir menjadi kecil– Diameter kabel yg digunakan menjadi kecil.– Voltage drop menjadi kecil.

• Kerugian :– Kabel yg digunakan harus mempunyai tahanan

isolasi yg tahan terhadap TM.– Memerlukan step up transformer & step down

transformer.

Struktur Jaringan Transmisi ListrikStruktur Jaringan Transmisi Listrik

1. Jaringan Radial2. Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)3. Jaringan Lingkaran (Loop)4. Sistem Gugus atau Sistem Cluster

Jaringan Transmisi Tenaga ListrikJaringan Transmisi Tenaga Listrik

• Jaringan Udara (Overhead)– Menara– Kabel Udara (Aluminium Conductor Steel

Reinforced / ACSR)– Isolator

• Jaringan Bawah Tanah (Underground)– Kabel Teg Menengah (N2XSEFGbY)– Batu Bata Penutup– Penanda (Marker)

Sistem Distribusi Tenaga ListrikSistem Distribusi Tenaga Listrik

Definisi : Sistem distribusi tenaga listrik adalah

sistem pengiriman daya listrik kepada konsumen melalui jaringan tegangan rendah.

Sistem tegangan distribusi yang digunakandi lapangan-lapangan Pertamina EP adalah Tegangan Rendah (TR) 380V & 220V.

Struktur Jaringan Distribusi ListrikStruktur Jaringan Distribusi Listrik

• Jaringan Radial• Jaringan Hantaran Penghubung (Tie Line)• Jaringan Lingkaran (Loop)• Sistem Gugus atau Sistem Cluster


• Sistem 3 phasaMenggunakan tegangan rendah 380V

• Sistem 1 phasaMenggunakan tegangan rendah 220V

Kehandalan Sistem Distribusi ListrikKehandalan Sistem Distribusi Listrik

• Tergantung kepada :– Struktur Jaringan Distribusi– Pengaturan Operasi & Pemeliharaan– Koordinasi Peralatan Pengaman

• Kehandalan dari suatu sistem distribusi tenaga listrik merupakan kebalikan dari besaran jam pemutusan pelayanan.


h (jam) x b (KW)Jam pemutusan = pelayanan m (KW) x 1 tahun = (h x b) / m jam / tahun

dimana, m = Σ b

Gangguan Jaringan DistribusiGangguan Jaringan Distribusi

Macam-macam Gangguan :1. Gangguan beban lebih.2. Gangguan hubung singkat.3. Gangguan tegangan lebih.4. Gangguan hilangnya pembangkit.5. Gangguan instability.

Gangguan Jaringan DistribusiGangguan Jaringan Distribusi

Cara mengatasi gangguan :1. Mengurangi terjadinya gangguan.2. Mengurangi akibat gangguan.

Sistem Pengaman Jaringan ListrikSistem Pengaman Jaringan Listrik

1. Pemutus Tenaga.Normal : Membuka / menutup rangkaian listrik.Tidak Normal : Dengan bantuan relay, membuka rangkaian listrik agar gangguan dapat dihilangkan.

2. Relay Arus Lebih (Over Current Relay – OCR)Relay yang bekerja bila arus listrik yang mengalir melebihinilai settingnya.

3. Relay Tegangan Lebih (Over Voltage Relay - OVR)Relay yang bekerja bila tegangan pada rangkaian listrik melebihinilai settingnya.

Sistem Pengaman Jaringan ListrikSistem Pengaman Jaringan Listrik

4. Relay Tegangan Kurang (Under Voltage Relay )Relay yang bekerja bila arus listrik yang mengalir melebihinilai settingnya.

5. Ground Fault Relay (GFR)Relay yang bekerja bila terdapat arus yang mengalir ke / dari tanah dengan nilai yang melebihi nilai settingnya.

Koordinasi Peralatan PengamanKoordinasi Peralatan Pengaman

Prinsip dasar :1. Peralatan pengaman pada sisi beban harus

dapat menghilangkan gangguan menetap ataupun sementara yang terjadi pada jaringan sebelum peralatan pengaman pada sisi sumber memutuskan aliran listrik jaringan.

2. Pemadaman yang terjadi akibat adanya gangguan menetap harus dibatasi sampai pada bagian jaringan yang sekecil mungkin.

Sistem PembebananSistem Pembebanan

Untuk Pertamina EP sistem pembebanan listrik terdiri dari:

1. Beban untuk fasilitas produksi.2. Beban untuk perkantoran & perumahan karyawan.


Beban fasilitas produksi, terdiri dari :1. Electrical Submersible Pump (ESP).2. Pompa Angguk.3. Pompa Transfer.4. Kompresor untuk Instrument Udara.5. Pompa Air di WTP dan WIP.


Beban perkantoran & perumahan, terdiri dari :1. Sistem penerangan.2. Air Conditioner.3. Refrigerator.4. Water Heater.5. Pompa air.

PT PERTAMINA EPTEKNIK REGION KTIPERENCANAAN & REKAYASADATE : MEI 2006REDRAWED :

ONE LINE DIAGRAMKLAMONO FIELD

Aldo Pardede

D3412 D3412 D343

300A

50A100A300A 100A200A300A

300A

300A 200A

200A 250A 250A

Step Up

400/6600 V

Step Up

400/6600 V

Step Dow n

6600/400 V

Step Dow n

6600/400 V63A

63A

63A

63A

63A

63A

63A

63A

63A

Group 38 : 155A

300A

400A

Group 15 : A

Group 46 : 58A

Group 27 : 68A

Group 93 : 55A

:

Group 48 : 63A

Group 53 : 6A

Group 37 : 38A

Group 20 : 69A

Interconnect

Interconnect

400V

Lampu Jalan Baw ah : 25A

GROUP A

Bengkel Listrik : 15ATmp Ibadah (Gereja, Mesjid): 25ABangsal C,D,E,F,G,HSD YPKGedung Ria Kasuari

: 30A: 6A: 20A

60A

100A

Gudang 02, Kali Miny akWPS, Pos Sekuriti, HSD PumpLampu jalan atas

Wisma KlagaGdg HandakBungalow

Perumahan Karpim 1,2,3,4Sanggar PramukaPerum Karpim Kantor KomlekBangsal L

: 30A: 40A: 20A

: 15A: 20A: 25A

: 6A: A: 6A: 25A: 15A: 15A

Jembatan Merah, KP9, BangsalBangsal A, B, KP-04, KP-05Rumah sakit, PWP, KP-10PPP, Tangki-tangkiKantor Teknik, LK3, TKBangsal H, IBengkel Mekanik, PES, PAT

: 6A: 20A: 15A: 35A: 25A: 20A: 15A

Bengkel Konstruksi : 45A

D343262 KVA 262 KVA500 KVA 468 KVA

Sistem Monitor dan PengukuranSistem Monitor dan Pengukuran

Sistem Pengukuran pada sistem kelistrikan pada umumnya menggunakan:1.Trafo arus2.Trafo teganganSedangkan pengukuran variabel lainnya memakai sensor yang biasa dipakai di Field Instrument seperti sensor temperatur, kelembaban, dll.

Sistem Monitor dan PengukuranSistem Monitor dan Pengukuran

Sistem Monitor pada dasarnya sama antara sistem kelistrikan maupun untuk peralatan produksi lainnya. Beberapa sistem yang sering dipergunakan baik di industri maupun lapangan perminyakan adalah:

1. SCADA.2. DCS.

Dengan kemajuan dunia IT dan Telekomunikasi, maka sistem monitor bisa dilakukan jarak jauh melalui internet (web based).

Sistem PemeliharaanSistem Pemeliharaan

Secara umum sistem pemeliharaan pada peralatan listrik dapat dibagi menjadi:1. Pemeliharaan Berkala (Inspeksi dan Preventif)2. Conditioning Monitoring

Pemeliharaan Berkala (Inspeksi dan Preventif) dilakukan secara rutin dengan jadual waktu tertentu yang mengacu pada buku manual.

Sistem PemeliharaanSistem Pemeliharaan

Conditioning Monitoring meliputi:1. Analisa Temperatur Dengan Foto Infrared2. Analisa Temperatur Winding3. Analisa Suara Dengan Detektor Ultrasonic4. Analisa Oli Dan Kandungan Gas Terlarut5. Analisa Partial Discharge6. Analisa Vibrasi

Evaluasi Jaringan ListrikEvaluasi Jaringan Listrik

Pada dasarnya evaluasi jaringan listrik ditujukan untuk :1.Mendapatkan jaringan listrik yang handal.2.Mendapatkan suplai listrik yang berkualitas.3.Troubleshooting.

Evaluasi sistem kelistrikan meliputi:1.Studi Short Circuit2.Studi Aliran Daya3.Studi Analisa Stabilitas dan Transient

Perencanaan Pembangkit Perencanaan Pembangkit Tenaga ListrikTenaga Listrik

Perencanaan Pembangkit Tenaga Perencanaan Pembangkit Tenaga Listrik Listrik

Dalam pembuatan lokasi-lokasi baru seperti:– Pengeboran sumur baru– Pembangunan Stasiun Pengumpul dan Stasiun

Pengumpul Utama Minyak / Gas– Pembangunan Pusat Pengumpul Produksi– Perumahan Karyawan

Diperlukan adanya sumber pembangkit tenaga listrik, sistem transmisi dan distribusi.


Hal-hal yang harus diperhatikan dalam perencanaan Pembangkit Tenaga Listrik adalah:– Kebutuhan daya listrik– Ketersediaan sumber energi yang dipergunakan

untuk memutar penggerak utama / prime mover– Kebutuhan sistem transmisi– Kebutuhan sistem distribusi– Perencanaan pembangkit tenaga


Kebutuhan Daya Listrik• Pada dasarnya perhitungan kebutuhan daya

listrik berdasarkan perkiraan kebutuhan aktual • Jenis-jenis beban • Rugi-rugi daya yang timbul saat transmisi dan

distribusi


Ketersediaan Sumber Energi• Gas, Solar, Uap, Panas Bumi, Nuklir,

Angin• Mempengaruhi pemilihan tipe-tipe

penggerak utama (diesel engine, gas engine, turbin gas, turbin uap)

• Mempengaruhi pola operasi normal dan kondisi emergency.


Kebutuhan Sistem Transmisi• Dipengaruhi oleh pola sebar beban• Dipengaruhi oleh perkiraan lokasi

pembangkit tenaga listrik• Dipengaruhi oleh kondisi medan yang

dilalui• Dipengaruhi oleh “tingkat kehandalan”

yang diinginkan


Kebutuhan Sistem Distribusi• Dipengaruhi oleh tingkat kritikal dari beban• Dipengaruhi oleh pola operasi normal,

start up maupun kondisi emergency


Pembangkit Tenaga Listrik• Jumlah pembangkit dipengaruhi oleh pola sebar beban,

jarak antar pusat beban dan tingkat kehandalan yang diinginkan

• Jumlah dan besar kapasitas genset dipengaruhi oleh pola operasi dan pemeliharaan, tingkat kehandalan mandiri serta ketersediaan genset di pasar

• Diperlukan adanya sistem penunjang seperti protection system, switchgear, sistem kontrol, manajemen beban, sistem paralel, dll.

• Diperlukan optimasi antara tingkat kehandalan vs. anggaran

TestTest

Perencanaan Pembangkit:• Terdapat 4 pusat beban yang terpisah jarak.• Pusat beban A sebesar 200 KW. Terpisah 6

– 7 Km dari B dan C, 2 Km dari D.• Pusat beban B sebesar 300 KW. Terpisah

jarak 1 Km dari C dan 8 Km dari D.• Pusat beban C sebesar 600 KW.• Pusat beban D sebesar 400 KW.

TestTest

Perencanaan Pembangkit• Ketersediaan Genset di pasar:

– 160 KW harga $ 300K– 200 KW harga $ 325K– 250 KW harga $ 350K– 350 KW harga $ 400K– 500 KW harga $ 600K

A

D

B

C

7 KM

2 KM1 KM

8 KM

Sungai

Studi KasusStudi Kasus

• Beberapa studi kasus yang terjadi di lapangan:– UBEP Jambi– Prabumulih (Power Plant Talang Jimar)– UBEP Tanjung– UBEP Sangasanga– Power Plant Pangkalan Susu

Mengembangkan Mengembangkan Manajemen Pemeliharaan Manajemen Pemeliharaan

Sistem KelistrikanSistem Kelistrikan

BenchmarkBenchmarkdengandengan

UNOCALUNOCAL

BenchmarkBenchmarkdengandenganChevronChevron

GAP ANALYSISArea :

No Classification Description Available Not Available Plan to do PICEstimate Completion

Time Estimate Budget Remarks

1

People

Training Need Analysis (TNA)

2 Job Performance Standard (JPS)

3 Career Path for HiPo employee

4

Plant

Major Equipment Design

5 Maintainability

6 Age (Upgrade equipment?)

7 Redundancy

8 Maintenance Tools

9 Calibrator

10 Hand set

11 Megger

12 Oil dielectric tester

13 Harmonic analysis

14 Equipment Criticallity Analysis

15 Fault Method and Effect Analysis

16 Personel Protection Equipment (PPE)

17 Monitor, Control and Data Acquisition for troubleshooting

18 Spare part management

19 Computer Maintenance Mangement System (CMMS)

20

Procedure

Installation Procedure

21 Inspection Procedure & Form

22 Preventive Maintenance Procedure & Forms

23 Conditioning Monitoring & Forms

24 As built drawing

25 Umbrella Contract for repair, test & overhaul

26 Manuals

27 Key Performance Indicator (KPI)

28 Testing Analysis

29 Load Flow

30 Short Circuit

31 Stability & Transient Analysis

32 Protection Relay Coordination

Gap AnalysisGap Analysis

Training Need Analysis (TNA)• Tujuan: Memetakan kebutuhan keahlian teknis

yang harus dimiliki oleh Electrical Engineer di lapangan.

• KPI: Daftar yang berisikan keahlian teknis untuk Electrical Engineer.

• Metoda: Kuesioner ke semua Region, diskusi dan studi banding dengan perusahaan oil and gas lain.


Job Performance Standard (JPS)Tujuan: Membuat standar kompetensi keahlian.KPI: Standar Kompetensi Keahlian untuk level:1. Ka. Pemeliharaan2. Ka. Seksi3. Pengawas Utama4. Pengawas5. Asisten.Metoda: Diskusi dengan Region


Major Equipment Design• Tujuan: Menganalisa Peralatan Listrik Utama

berdasarkan:– 1. Ketersediaan untuk dilakukan Perawatan.– 2. Usia peralatan dan kebutuhan untuk pembaharuan.– 3. Kebutuhan opearsi untuk standby, redundancy.

• KPI: List Peralatan Utama yang memerlukan perbaikan.• Metoda:Diskusi dengan Region dan mengacu kepada

standar.


Maintenance Tools• Tujuan: Membuat daftar kebutuhan peralatan kerja

standar dan spesifik untuk setiap region atau mempelajari kemungkinan pemakaian bersama tool spesifik untuk seluruh EP Indonesia.

• KPI: Daftar peralatan kerja standar dan spesifik, juga daftar peralatan spesifik yang bisa dipakai bersama seluruh EP.

• Metoda: Diskusi dengan Region dan mengacu kepada standar.


Equipment Criticallity Analysis• Tujuan: Membagi peralatan listrik yang ada di lokasi

berdasarkan tingkat kritikalitinya dengan menggunakan parameter:

• 1. Dampak tidak beroperasinya perlatan terhadap kerugian produksi.

• 2. Dampak tidak beroperasinya peralatan terhadap HES.• KPI: Daftar yang membagi seluruh peralatan di lokasi

berdasarkan kritikalitinya.• Metoda: Diskusi per Region dan studi banding antar

Region.


Fault Method and Effect Analysis• Tujuan: Membuat daftar tipe-tipe gangguan / kerusakan yang

mungkin terjadi pada suatu peralatan listrik tertentu dan probabilitas terjadinya hal tsb. Data ini kemudian digabungkan dengan data kritikaliti peralatan diatas. Hasil penggabungannya akan dipergunakan untuk menentukan jenis-jenis Pemeliharaan apa saja yang harus diterapkan kepada peralatan tertentu.

• KPI: Daftar peralatan listrik yang dilengkapi dengan tipe gangguan, dampak dan jenis-jenis Pemeliharaan yang harus diterapkan.

• Metoda: Diskusi per Region dan studi banding antar Region.


Personel Protection Equipment (PPE)

• Tujuan: Membuat daftar kebutuhan peralatan pelindung umum dan spesifik untuk pekerja listrik.

• KPI: Daftar peralatan pelindung umum dan spesifik.

• Metoda: Mengacu standar.


Monitor, Control and Data Acquisition for Troubleshooting

• Tujuan: mengevaluasi kebutuhan SCADA untuk memonitor kondisi operasi, pengumpulan data untuk keperluan pemeliharaan jangka panjang maupun troubleshooting.

• KPI: Daftar lokasi yang memerlukan SCADA dan perencanaan proyek.

• Metoda: Diskusi per Region


Spare part management• Tujuan: Membuat daftar kebutuhan

minimum dan maksimum Spare Parts berdasarkan tipe-tipe Pemeliharaan dan tingkat kritikaliti peralatan.

• KPI: Daftar minimum dan maksimum spare part

• Metoda: Kuesioner dan diskusi per region.


Computer Maintenance Mangement System (CMMS)

• Tujuan: Mengevaluasi kebutuhan CMMS.• KPI: Daftar Region yang memerlukan

CMMS.• Metoda: Diskusi per region


Installation Procedure• Tujuan: Membuat Standar prosedur dan

gambar untuk instalasi perlatan listrik• KPI: Standar Prosedur Instalasi• Metoda: Diskusi dan mengacu standar.


Inspection Procedure & Form• Tujuan: Membuat Prosedur Inspeksi rutin untuk

peralatan listrik.• KPI: Prosedur Inspeksi lengkap dengan standar

pekerjaan dan frekuensi.• Metoda:Diskusi per Region dan studi banding antar

Region• Beberapa pekerjaan inspeksi sederhana dan rutin bisa

dikembangkan untuk dilakukan oleh Operator Produksi


Preventive Maintenance Procedure & Forms• Tujuan: Membuat Prosedur Preventive

Maintenance untuk peralatan listrik.• KPI: Prosedur Preventive Maintenance lengkap

dengan standar pekerjaan dan frekuensi.• Metoda: Diskusi per Region dan studi banding

antar Region


Conditioning Monitoring & Forms• Tujuan: Membuat Prosedur Conditioning

Monitoring untuk peralatan listrik.• KPI: Prosedur Conditioning Monitoring lengkap

dengan standar pekerjaan dan frekuensi.• Metoda:Diskusi per Region dan studi banding

antar Region


As built drawing• Tujuan: Mengevaluasi kelengkapan as-built

drawing.• KPI: List ketidaklengkapan as-built drawing dan

target waktu untuk melengkapinya.• Metoda: Diskusi per region.


Umbrella Contract for repair, test & overhaul

• Tujuan: Mengevaluasi kebutuhan perbaikan besar / overhaul untuk peralatan listrik yang harus dilakukan workshop diluar Pertamina.

• KPI: Daftar kebutuhan overhaul dan recommended workshop.

• Metoda: Diskusi per Region dan studi banding antar Region.


Manuals and Standards• Tujuan: Mengumpulkan manual dan standards

peralatan listrik.• KPI: Daftar ketidaklengkapan manual dan

standards serta target untuk melengkapi/mengganti dengan manual yang sejenis.

• Metoda: diskusi per Region dan studi banding antar Region


Key Performance Indicator (KPI)• Tujuan: Membuat KPI untuk tipe Pemeliharaan

berkaitan dengan kualitas dan kuantitas pemeliharaan.

• KPI: KPI untuk Inspeksi rutin, Preventive Maintenance dan Conditioning Maintenance. Pemeliharaan terencana vs. breakdown.

• Metoda: Diskusi antar Region dan best parctice perusahaan oil & gas lain.


Testing Analysis – Load Flow – Short Circuit – Stability & Transient Analysis – Protection Relay Coordination

• Tujuan: menganalisa kebutuhan evaluasi kinerja peralatan listrik, koordinasi rele.

• KPI: daftar tes yang diperlukan, justifikasi dan target waktu pelaksanaannya.

• Metoda: Diskusi antar Region dan mengacu standar.

Engineering

Sistem kelistrikan