Plta (pak).pptx

PEMBANKGIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA) ANGGOTA KELOMPOK 3 : ARIF RAHMAN (2014-12-111) NOVIT DWI KRISTIANTO (2014-12-113) BAHTIAR ARIF RAMADHAN (2015-12-005) DELLA KUMALANINGRUM (2015-12-017) VEBRI ALKHAWARIZMI (2015-12-034) RANDY (2015-12-042) M FALIH RIANDY (2015-12-043)

A. Pengertian PLTA Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator).

KOMPONEN UTAMA DARI PLTA Bendungan. Penstock Turbin Generator Trafo Transmisi

A. Bendungan Pada PLTA bendungan digunakan untuk menampung air dalam jumlah yang banyak yang berfungsi untuk memutar turbin sehingga dapat menghasilkan listrik. Komponen bendungan : 1. Badan bendungan (body of dams) Adalah tubuh bendungan yang berfungsi sebagai penghalang air. Bendungan umumnya memiliki tujuan untuk menahan air, sedangkan struktur lain seperti pintu air atau tanggul digunakan untuk mengelola atau mencegah aliran air ke dalam daerah tanah yang spesifik. Kekuatan air memberikan listrik yang disimpan dalam pompa air dan ini dimanfaatkan untuk menyediakan listrik bagi jutaan konsumen.

2. Pondasi (foundation) Adalah bagian dari bendungan yang berfungsi untuk menjaga kokohnya bendungan.

3. Pintu air (gates) Digunakan untuk mengatur, membuka dan menutup aliran air di saluran baik yang terbuka maupun tertutup. Bagian yang penting dari pintu air adalah : a. Daun pintu (gate leaf) Adalah bagian dari pintu air yang menahan tekanan air dan dapat digerakkan untuk membuka , mengatur dan menutup aliran air. .

b. Rangka pengatur arah gerakan (guide frame) Adalah alur dari baja atau besi yang dipasang masuk ke dalam beton yang digunakan untuk menjaga agar gerakan dari daun pintu sesuai dengan yang direncanakan. c. Angker (anchorage) Adalah baja atau besi yang ditanam di dalam beton dan digunakan untuk menahan rangka pengatur arah gerakan agar dapat memindahkan muatan dari pintu air ke dalam konstruksi beton. d. Hoist Adalah alat untuk menggerakkan daun pintu air agar dapat dibuka dan ditutup dengan mudah.

4. Bangunan pelimpah (spill way) Adalah bangunan beserta intalasinya untuk mengalirkan air banjir yang masuk ke dalam waduk agar tidak membahayakan keamanan bendungan. Bagian-bagian penting daribangunan pelimpah : a. Saluran pengarah dan pengatur aliran (controle structures) Digunakan untuk mengarahkan dan mengatur aliran air agar kecepatan alirannya kecil tetapi debit airnya besar. b. Saluran pengangkut debit air (saluran peluncur, chute, discharge carrier, flood way) Makin tinggi bendungan, makin besar perbedaan antara permukaan air tertinggi di dalam waduk dengan permukaan air sungai di sebelah hilir bendungan. Apabila kemiringan saluran pengangkut debit air dibuat kecil, maka ukurannya akan sangat panjang dan berakibat bangunan menjadi mahal. Oleh karena itu, kemiringannya terpaksa dibuat besar, dengan sendirinya disesuaikan dengan keadaan topografi setempat c.  Bangunan peredam energy (energy dissipator) Digunakan untuk menghilangkan atau setidak-tidaknya mengurangi energi air agar tidak merusak tebing, jembatan, jalan, bangunan dan instalasi lain di sebelah hilir bangunan pelimpah.

5. Kanal (canal) Digunakan untuk menampung limpahan air ketika curah hujan tinggi.

6. Resevoir Digunakan untuk menampung/menerima limpahan air dari bendungan. 7. Stilling basin Memiliki fungsi yang sama dengan energy dissipater

8. Katup (kelep, valves) Fungsinya sama dengan pintu air biasa, hanya dapat menahan tekanan yang lebih tinggi (pipa air, pipa pesat dan terowongan tekan). Merupakan alat untuk membuka, mengatur dan menutup aliran air dengan cara memutar, menggerakkan kea rah melintang atau memenjang di dalam saluran airnya. 9. Drainage gallery Digunakan sebagai alat pembangkit listrik pada bendungan.

B. Penstock Berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal PLTMH mulai dioperasikan. Bentuk-bentuk penstock yaitu bulat(tapal kuda ) atau segi empat (berkaki)

C. Turbin Turbin air adalah alat untuk mengubah energi potensial air menjadi menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini kemudian d Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator.iubah menjadi energi listrik oleh generator.

Komponen turbin air : a.       Rotor, yaitu bagian yang berputar pada sisitem yang terdiri dari : -          Sudu-sudu, berfungsi untuk menerima beban pancaran yang disemprotkan oleh nozzle. -          Poros, berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa gerak putar yang dihasilkan oleh sudu. -          Bantalan, berfungsi sebagai perapat-perapat komponen-komponen dengan tujuan agar tidak mengalami kebocoran pada sistem. b.      Stator, yaitu bagian yang diam pada sistem yang terdiri dari : -          Pipa pengarah / nozzle yang berfungi untuk meneruskan aliran fluida sehingga tekanan dan kecepatan fluida yang digunakan didalam sistem besar. -          Rumah turbin, berfungsi sebagai rumah kedudukan komponen-komponen turbin.

Prinsip kerja turbin air : Turbin air mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis. Energi mekanis diubah dengan generator listrik menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis. Aliran air yang mempunyai energi potensial akan disemprotkan ke sudu-sudu turbin oleh nozzle. Putaran dari sudu-sudu tersebut akan mengakibatkan poros turbin ikut bergerak dan kemudian putaran poros turbin akan diteruskan ke generator listrik untuk diubah menjadi energi listrik.

D. Generator Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika balingbaling turbin berputar, generator pun akan ikut berputar. Generator memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan timbulnya arus listrik AC. Generator disambungkan dengan trasformator Step Up untuk menaikkan tegangan listrik sebelum listrik ditransmisikan.

Bagian-bagian utama generator : a. Bagian yang diam (Stator) Bagian yang diam (stator) terdiri dari beberapa bagian, yaitu: 1. Inti stator. Bentuk dari inti stator ini berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat mungkin untuk menghindari rugi-rugi arus eddy (eddy current losses). Pada inti ini terdapat slotslot untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur arah medan magnetnya. 2. Belitan stator. Bagian stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di dalam slotslot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk mendapatkan tegangan induksi. 3. Alur stator. Merupakan bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator ditempatkan. 4. Rumah stator. Bagian dari stator yang umumnya terbuat dari besi tuang yang berbentuk silinder. Bagian belakang dari rumah stator ini biasanya memiliki sirip-sirip sebagai alat bantu dalam proses pendinginan. b. Bagian yang bergerak (Rotor) Rotor adalah bagian generator yang bergerak atau berputar. Antara rotor dan stator dipisahkan oleh celah udara (air gap).

Rotor terdiri dari dua bagian umum, yaitu: 1. Inti kutub 2. Kumparan medan Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki fungsi sebagai jalan atau jalur fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan medan. Pada kumparan medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian penghantar sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada bagian ini harus benar-benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya akan suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar. Prinsip Kerja Generator : Prinsip generator ini secara sederhana dapat dijelaskan bahwa tegangan akan diinduksikan pada konduktor apabila konduktor tersebut bergerak pada medan magnet sehingga memotong garis-garis gaya. Hukum tangan kanan berlaku pada generator dimana menyebutkan bahwa terdapat hubungan antara penghantar bergerak, arah medan magnet, dan arah resultan dari aliran arus yang terinduksi. Apabila ibu jari menunjukkan arah gerakan penghantar, telunjuk menunjukkan arah fluks, jari tengah menunjukkan arah aliran elektron yang terinduksi. Hukum ini juga berlaku apabila magnet sebagai pengganti penghantar yang digerakkan.

E. Trafo Trafo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat di transmisikan. Trafo yang digunakan adalah trafo step up. Trafo step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh. Trafo step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. Bagian-bagian Trafo : 1. Inti Besi : Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. 2. Kumparan Trafo : Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut

3. Kumparan tertier : Fungsi kumparan tertier diperlukan adalah untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta atau segitiga. Kumparan tertier sering digunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikian tidak semua transformator daya mempunyai kumparan tertier. 4. Minyak Trafo : minyak transformator mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi pula sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. 5. Bushing : Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. 6. Tangki dan konservator : Pada umumnya bagian-bagian dari transformator yang terendam minyak transformator berada atau (ditempatkan) di dalam tangki. Untuk menampung pemuaian pada minyak transformator, pada tangki dilengkapi dengan sebuah konservator.

F. Transmisi Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah-rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan trafo step down. Komponen transmisi listrik : 1. Konduktor • Kawat konduktor ini digunakan untuk menghantarkan listrik yang ditransmisikan. • Kawat konduktor untuk saluran transmisi tegangan tinggi ini selalu tanpa pelindung/isolasi, hanya menggunakan isolasi udara. • Jenis Konduktor yang dipakai : tembaga,alumunium,baja • Jenis yang sering dipakai adalah jenis alumunium dengan campuran baja. •  Jenis-jenis penghantar Aluminium – AAC (All-Alumunium Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari alumunium. – AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. – ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced) Conductor, Steel-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium berinti kawat baja. – ACAR (Alumunium Conductor, Alloy-Reinforced), yaitu kawat penghantar alumunium yang di perkuat dengan logam campuran. – Jenis yang sering digunakan adalah ACSR.

2. Isolator

Isolator pada sistem transmisi tenaga listrik disni berfungsi untuk penahan bagian konduktor terhadap ground. Isolator disini bisanya terbuat dari bahan porseline, tetapi bahan gelas dan bahan isolasi sintetik juga sering digunakan disini. Bahan isolator harus memiiki resistansi yang tinggi untuk melindungi kebocoran arus dan memiliki ketebalan yang secukupnya (sesuai standar) untuk mencegah breakdown pada tekanan listrik tegangan tinggi sebagai pertahanan fungsi isolasi tersebut. Kondisi nya harus kuat terhadap goncangan apapun dan beban konduktor. Jenis isolator yang sering digunakan pada saluran transmisi adalah jenis porselin atau gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya, isolator diklasifikasikan menjadi: – isolator jenis pasak – isolator jenis pos-saluran – isolator jenis gantung 3. Tiang penyangga / Tower Menurut bentuk konstruksinya jenis-jenis tower dibagi atas macam 4yaitu: a. Lattice tower b. Tubular steel pole c.

Concrete pole

d.

Wooden pole

B. PRINSIP KERJA 1. Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjan dalam betuk bangunan bendungan. 2. Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake. 3. Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock). 4. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa dipasang katup utama (Main Inlet Valve). 5. Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup secara otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip – sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin. 6.  Pada turbin , gaya jatuh air yng mendorong baling – baling menyebabkan turbin berputar . turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling – baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kinetic yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik. 7. Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik. listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air keluar melalui tail race. 8. Selanjutnya kembali ke sungai. 9.  Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama 10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard 11. Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran tegangan inggi . lisrtrik kemudian dapat disalurkan

Siklus PLTA

C. ASET PLTA 1. Dam/Waduk/Bendungan

Berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.

2. Turbin

Berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul susu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll. 3. Generator

Dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox. Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC.

4. Trafo

Digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Travo yang digunakan adalah travo step up. 5. Transmisi

Berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan trafo step-down.