## ANALISIS SISTEM PROTEKSI BEBAN LEBIH PADA
GENERATOR CAT.SR.4. 1000 KVA  PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK POWER PLANT B KAJI  STATION PT.MEDCO E&P RIMAU MUSI BANYU ASIN

## SURYA DARMA
Dosen Tetap Yayasan Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang e-mail : Suryadarma.stmt @ gmai.com

## ABSTRAK
Sering terjadinya gangguan atau pemadaman aliran listrik dari sumber daya lisrik utama pada  suatu  industri  mengakibatkan  terganggunya  proses  industri  dalam  suatu  pabrik. Untuk  itu  agar  lancarnya  proses  produksi  sangat  diperlukan  adanya  penyediaan  daya listrik  emergensi  pada  suatu  pabrik  untuk  mengantisipasi  apabila  sumber  daya  listrik utama mengalami gangguan atau terputus.
Penyediaan  daya  listrik  di  POWER  PLANT  B  KAJI  STATION  PT.MEDCO  E&P RIMAU MUSI  BANYU  ASIN  .menggunakan  generator  diesel  (Genset).Generator  Diesel adalah sebuah mesin yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik dimana diesel digunakan  sebagai    penggerak  utama  generator.  Dalam  menyalurkan  energi  listrik terdapat  banyak gangguan yang dapat terjadi seperti terjadinya beban lebih (overload). Terjadinya  beban  lebih  karena  jumlah  daya  beban  yang  dilayan  oleh  generator  lebih besar  dari  kapasitas  generator  itu  sendiri.  Relay  yang  digunakan  untuk  mengatasi gangguan beban lebih yaitu  OCR (over  current relay). Relay arus lebih adalah sebuah jenis relay proteksi yang bekerja berdasarkan prinsip besarnya arus input yang masuk ke dalam peralatan  sensing relay. Apabila besaran arus yang masuk melebihi harga arus yang  telah  disetting  sebagai  standar  kerja  relay  tersebut,  maka  relay  arus  ini  akan bekerja dan memberikan perintah pada circuit breaker (CB) untuk memutuskan sistem.
Kata kunci :  Generator Diesel,Overload, Over Current Relay (OCR).

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Energi merupakan suatubagian yang sangat penting dan sangat dibutuhkan dalam menunjang  kehidupan  masyarakat  sekarang  ini.  PT.MEDCO  E&P  MUBA  adalah  salah satu perusahaan yang memproduksi mjnyak Bumi dan Gas yang merupakan bahan bakar penting  dalam  dunia  industri  maupun  rumah  tangga.  Oleh  karena  itu  perlu  diperhatikan kelancaran proses produksi dari perusahaan penghasil Minyak dan Gas tersebut.
Dalam  pelaksanaan  produksinya  sekarang  ini  ,suplai  listrik  utama    POWER PLANT B KAJI STATION PT.MEDCO E&P  RIMAU MUBA   Jika suatu waktu terjadi gangguan  atau  pemadaman,  maka  proses  produksi  akan  ikut  terhenti,sehingga menyebabkan kerugian yang besar bagi perusahaan. Oleh karena itu, agar proses produksi tersebut  dapat  terus  berjalan,perusahaan  menyediakan  pembangkit  listrik    yang  handal yaitu pembangkit listrik tenaga diesel (Genset) . Proteksi pembangkit listrik tenaga diesel sangat penting dalam proses penyaluran daya kesemua peralatan produksi.Dengan sistem proteksi yang baik, maka peralatan yang diproteksi akan semakin baik kinerjanya dalam berlangsungnya proses produksi.

## 1.2. Tujuan Penelitian
Penelitian  yang  dilakukan  di  POWER  PLANT  B  KAJI  STATION  PT.MEDCO  E&P RIMAU  MUBA  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  sistem  proteksi Genarator CAT.SR.4. terhadap gangguan beban lebih yang sering  terjadi.

## 1.3. Perumusan Masalah
Dalam  melayani  kebutuhan  daya  listrik  perusahaan  memperoleh  listrik  dari  suplai pembangkit  listrik  POWER  PLANT  B  KAJI  STATION  PT.MEDCO  E&P  RIMAU MUBA,  apabila    terjadi  gangguan  atau  pemadaman  penyaluran  tenaga  listrik  dari pembangkit  maka  pembangkit  tenaga  listrik  Tenaga  diesel  generator  yang  dimiliki perusahaan akan beroperasi, sehingga proses produksi akan terus berjalan

## 1.4. Pembatasan Masalah
Dalam  penelitian  yang  dilakukan    sistem  proteksi  pembangkit  listrik  Tenaga Diesel ini meliputi :
 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
 Sistem Proteksi pada Genearator CAT.SR.4,.
 Perhitungan proteksi generator terhadap beban lebih.

## 1.5. Metodologi Penelitian
Penenelitian dilakukan dengan studi literatur,observasi dilapangan,pengumpulan data data yang  ada  di  perusahaan,wawancara  langsung  dengan  karyawan  yang  berkaitan  dengan objek penelitian dan menganalisa langsung pada Generator CAT.SR 4 yang dioperasikan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Pusat Pembangkit Listrik TenagaDiesel (PLTD)
Terminologi  pembangkit  listrik  berbahan  bakar  minyak  pada  umumnya diidentikkan  dengan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Diesel  (PLTD).  Prinsip  kerja  PLTD adalah  dengan  menggunakan  mesin  diesel  yang  berbahan  bakar  High  Speed  Diesel  Oil (HSDO).  Mesin  diesel  bekerja  berdasarkan  siklus  diesel.  Mulanya  udara  dikompresi  ke dalam piston, yang  kemudian diinjeksi dengan bahan bakar kedalam tempat yang sama. Kemudian pada tekanan tertentu campuran bahan bakar dan udara akan terbakar dengan sendirinya.
Keuntungan  utama  penggunaan  pembangkit  listrik  berbahan  bakar  minyak  atau yang  sering  disebut  dengan  PLTD  ini  adalah  dapat  beroperasi  sepanjang  waktu  selama masih  tersediannya  bahan  bakar.  Mengingat  waktu  start-nya  yang  cepat  namun  ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang  cenderung  meningkat  dari  tahun  ke  tahun,  PLTD  disarankan  hanya  dipakai  untuk melayani konsumen pada saat beban puncak ( Zuhal, “Ketenagalistrikan Indonesia”)

## 2.2. Komponen  PLTD
Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime over). Prime over merupakan peralatan yang mempunyai  fungsi  menghasilkan  energi  mekanis  yang  diperlukan  untuk  memutar  rotor generator.  Mesin  diesel  sangat  popular  untuk  pembangkit  tenaga  listrik  yang  kecil,  dan juga  dapat  digunakan  pada  pembangkit  dengan  kapasitas  menengah,  atau  Mesin Pembangkit ini juga dapat digunakan sebagai suplai tenaga untuk peralatan bantu.

## Gambar  Komponen PLTD
Dari  gambar  di  atas  dapat  kita  lihat  bagian-bagian  dari  sistem  Pusat  Listrik  Tenaga Diesel, yaitu :
1. Tangki penyimpanan bahan bakar.
2. Penyaring bahan bakar.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring).
4. Pengabut.
5. Mesin diesel.
6. Turbo charger.
7. Penyaring gas pembuangan.
8. Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
9. Generator.
10. Trafo.
11. Saluran transmisi.
Pada mesin diesel, jenis penyalaannya dengan kompresi dimana tenaga panas yang digunakan untuk menyalakan bahan bakar diperoleh dari kompresi udara sebelum bahan bakar  disemprotkan  ke  dalam  silinder  melalui  sebuah  injector.  Perbedaan  utama  antara mesin  diesel  dengan  turbin  uap  adalah  pada  mesin  diesel energi  kimia  dari  pembakaran dilepaskan  dalam  silinder,  sedangkan  dalam  turbin  uap  energi  yang  dihasilkan  selama pembakaran dipindahkan untuk menghasilkan energi mekanik ke turbin.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## Diagram Alir Metodologi Penelitian
4. Pembahasan
a. Analisa Generator Terhadap Beban Lebih
 Proteksi terhadap beban lebih adalah untuk menghindari terjadinya beban lebih yang disuplai  oleh  generator.Untuk  menghindari  terjadinya  beban  lebih,  yang  pertama dilakukan adalah menghitung kapasitas genset dengan jumlah total daya beban yang akan  disuplai .(  Petro  China  Module,  “Protection  Function”,  Schneider  Electric, 2008)
b. Kapasitas Diesel Engine Generator CAT.SR.4
Dalam instalasi pembangkit dengan diesel engine genarator bisanya sudah diketahui data kapasitas  genset  dari  pabrik  pembuat.    Berikut  adalah  data  kapasitas diesel  engine generator CAT. SR. 4.
Mulai Penelitian Pendahuluan Observasi Tidak Langsung Identifikasi dan
Perumusan Masalah
Studi Pustaka
Studi Literatur
Pengumpulan Data :
1. Observasi : - Data Pembangkit sebagai sumber tenaga listrik
- Data Analisis Generator
a. Analisa Proteksi Generator
b. Analisa Kebutuhan Daya
c. Analisa Sistem Distribusi Listrik
2.a.Pengolahan data sesuai objek  penelitian
Kesimpulan dan Saran Selesai
Tabel.D.1 Kapasitas Diesel Engine Generator CAT.SR.4. No. Nama/Besaran Keterangan 1 Genset Type CAT.SR.4. - 2 S/N Genset 65863 - 3 Generator Type STAMFORD HC. l 634J1 - 4 S/N Generator X 14 F2423701 - 5 Kapasitas 1.000 kVA 6 Tegangan 220/380 Volt 7 Arus 1.519 Ampere 8 Frekuensi 50 HZ 9 Power Factor 0.8 - Sumber Name Plate  Genset CAT.SR.4 c. Perhitungan  Jumlah  Daya  Beban  Pada  PT.Medco  E&P  Power  Plant  B  Kaji

## Station Rimau Musi Banyu Asin.
Dalam  penelitian  ini  terdapat  beberapa  bagian    atau  kelompok  yang menggunakan daya listrik diantaranya:
1) Kilang Produksi Minyak dan LPG (LPG Fractionation Plant)
2) Utilitas Perkantoran Pabrik
3) Spare Feeder
 Untuk lebih jelas rincian-rincianya sehingga dihasilkan jumlah daya total (beban puncak)  yang  dapat  dilihat  pada  tabel-tabel  berikut .(Pandjaitan  Bonar,  “Praktik- PraktikSistemTenagaListrik”, PenerbitAndi, 2012)
Tabel.D.2. Peralatan Proses Pengolahan NGL
No. POMPA KODE DAYA (KW) NGL Surge Drum - Column Propane 1 NGL Surge Drum Pump PM-4001 30 2 De Propanenizer Condenser EM-4102-11 18,5 3 De Propanenizer Condenser EM-4102-12 18,5 4 De Propanenizer Condenser EM-4102-21 18,5 5 De Propanenizer Condenser EM-4102-22 18,5 De Propanizer Accumulator - LPG Storage 6 De Propanizer Storage Pump PM-4101 15 Column Butanizer - De Butanizer Accumulator 7 De Butanenizer Condenser EM-4202-11 15 8 De Butanenizer Condenser EM-4202-12 15 9 De Butanenizer Condenser EM-4202-21 15 10 De Butanenizer Condenser EM-4202-22 15 De Butanizer Accumulator - LPG Storage 11 De Butanizer Reflux Pump PM-4201 7,5 12 De Butanizer Storage Pump PM-4202 15 LPG Product Re-Run
13 LPG Product Re-Run Pump PM 4502 11 Loading Product 14 LPG Loading Pump to Ship PM-4501 90 15 LPG Dome Gas PM-4504 30 16 Condensate Loading Pump PM-4503 132 Hot Oil System 17 Hot Oil Make Up Pump PM-5701 18,5 18 Hot Oil Circulation Pump PM 5702 48 19 Combustion Air Blower KM 5701 30 Instrument Air Compressor 20 Compressor Motor KM-5501 A 37 21 Cooler Pan Motor KMC-5501 A 4 Opened Drain System 22 Api Separator Pump PM-6701 3.73 23 Water Sump Pump PM-6702 1,1 Closed Drain System 24 Close Drain Drum Pump PM-6601 3,7 25 Water Sump Pump PM-6602 1,3 Flaring 26 Flare KO Drum Pump PM-6401 5,5 Fire Hidrant 27 Fire Water Jockey Pump Motor PM-6002 18.5 28 Row Water (Well) Pump PM-5801 A 7,5 29 Row Water (Well) Pump PM-5801 B 7,5 TOTAL 650,83
Sumber data  dari hasil penelitian objek dilapangan Jumlah daya pada kilang produksi ( LPG fractionation plant ) = 650,83  kW
d. Beban pada Utilitas Perkantoran Kilang Tabel D.3.  Peralatan Listrik pada Perkantoran Kilang
No. NAMA PERALATAN KODE DAYA (KW) 1 MCC Room LP-5401 44 2 Control Room LP-5402 26,4 3 Batere Charger Feeder A BC-7101 A 2,5 4 Batere Charger Feeder B BC-7101 B 2,5 5 Main Office LP-5403 46 6 Work Shop LP-5404 26,4 7 VAC UPS Feeder A UPS-7101 A 48 8 VAC UPS Feeder B UPS-7101 B 48 9 VAC UPS Feeder C (By Pass) UPS-7101 C 48 10 Welding Outlet A WO-5402 37,1
11 Welding Outlet B WO-5401 33,6 TOTAL 362,5
Jumlah daya listrik yang digunakan pada utilitas perkantoran pabrik adalah sebesar = 362,5  kW
e. Pengolahan Data untuk Beban dan Arus Lebih
Dari  tabel  data  yang  ada,  dapat  diketahui  jumlah  keseluruhan  daya  beban  yang terpasang pada PT.Medco E&P Power Plant B Kaji Station Muba adalah sebesar :
Dari perhitungan daya yang terpasang didapat total daya keseluruhan sebesar 1013,33  kw  1.013.330  watt. Sehingga daya keseluruhan yang dibutuhkan pada PT.Medco  E & P Power Plant B  Kaji Station Muba dihitung dengan menggunakan persamaan (3.4) :
Diketahui : P total =  1.013.330  watt
Cos  =  0,8
Maka  :
Sedangkan untuk arus nominal beban dapat dihitung sebesar :

## √
√ Dan untuk arus nominal pada generator adalah :

## √
Dari data yang ada, jika semua bebandalam kondisi disuplai oleh generator  maka generator akan mengalami gangguan beban lebih dan arus lebih sehingga sistem proteksi pada over current relay (OCR) akan bekerja.
f. Kinerja Over Current Relay (OCR) SFT 2841
Karena  terjadi  gangguan  beban  lebih  dan  arus  lebih,  maka OCR akan bekerjamemerintahkan PMT untuk trip. Dari besar bebanlebih dan arus lebih yang telah diperoleh,  makadapat  diketahui  waktu  kerja OCR dalammelindungi  generator  dari gangguan  yangterjadi .(Hazairin  Samaulah.,  “Dasar-Dasar  Sistem  Proteksi  Tenaga  Listrik”, Cetakan kedua, Penerbit Universitas Sriwijaya, 2000)

## a. Arus Setting OCR SFT 2841
Perhitungan arus setting OCR adalah sebagaiberikut :
adalah arus nominal dari suatu peralatan listrikdalam hal ini generator, maka :

## b. Waktu Kerja OCR SFT 2841
Waktu  kerja OCR berbanding  terbalik  terhadap  besarnya  gangguan  beban  lebih yang dapat dihitung sebagai berikut :
( ) ( ) (       )
Dengan  suplai  beban  sebesar  1.013.330 Watt dan  arus1924,5 Ampere maka generator akan mengalami beban lebih yang menyebabkan over current relay( OCR) akan bekerja dalam waktu 16.5 detik memerintahkan PMT membuka ( open) untuk mengaman sistem dan melindungi peralatan .( Elektrical Network Protection Scheneider) Dari  hasil  perhitungan  yaitu  jumlah  keseluruhan  daya  beban  yang  terpasang pada  Power  Plant  B  Kaji  Station  PT.Medco  E&P  Rimau  Musi  Banyu  Asin    adalah sebesar 1266,66 KVA , sedangkan kapasitas genset yang terpasang adalah 1000 KVA . Ini berarti  ada  kelebihan  beban  yang  akan  disuplai  oleh  generator  sebesar 226,66  KVA . Untuk  itu  dalam  kondisi  emergensi  ada  beberapa  peralatan  yang  memang  tidak diopersikan atau statusnya stand by diantaranya yaitu :
Tabel D.4  Peralatan Listrik pada Status Stand by saat Kondisi Emergensi
No. NAMA PERALATAN KODE DAYA KVA
KW ( Cos  =0,8) 1 LPG Product Re-Run Pump PM 4502 13,75 11 2 Hot Oil Make Up Pump PM-5701 23,13 18,5 3 Api Separator Pump PM-6701 4,66 3.73 4 Water Sump Pump PM-6702 1,38 1,1 5 Close Drain Drum Pump PM-6601 4,63 3,7 6 Water Sump Pump PM-6602 1,63 1,3 7 Flare KO Drum Pump PM-6401 6.88 5,5
8 Main Office LP-5403 30 24 9 Work Shop LP-5404 33 26,4 10 VAC UPS Feeder B UPS-7101 B 60 48 11 VAC UPS Feeder C (By Pass) UPS-7101 C 60 48 12 Welding Outlet A dan B WO-5401-2 88,38 70,7 TOTAL 327,44 261,93

## Sumber Data dari hasil di opjek Penelitian Dilapangan

## 5. PENUTUP

## Kesimpulan
Dari  hasil  perhitungan  proteksi  generator  tehadap  beban  dan  arus  lebih  maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Jumlah  keseluruhan  daya  beban  yang  terpasang  pada  Power  Plant  B.Kaji  Station PT.Medco  E&P  Rimau  Muba  adalah  sebesar  1266,66  KVA,  sedangkan  kapasitas genset yang terpasang adalah 1000 KVA. Ini berarti ada kelebihan beban yang akan disuplai oleh generator sebesar 226,66 KVA . Untuk itu dalam kondisi emergensi ada beberapa  peralatan  yang  memang  tidak  diopersikan  atau  statusnya stand  by diantaranya  LPG  product  re-run  pump,  hot  oil  make  up  pump,api  separator  pump, water sump pump, flare KO drum pump, sebagian main office, work shop,VAC UPS feeder B,VAC UPS feeder C (by pass), welding outlet A dan B yang semua jumlah dayanya sebesar 327, 44 KVA.
2. Jika  dalam  kondisi  emergensi  semua  beban  dihidupkan,generator  akan  mengalami gangguan  beban  lebih  ( overload )  yang  menyebabkan  dalam  waktu  16,5  detik over current relay (OCR) bekerja memerintahkan PMT trip .

## Saran
Dari hasil uraian diatas maka penulis dapat memberikan saran sebagai berikut.
 Sebaiknya  kapasitas  generator  dipasang  lebih  dari  1  MVA  atau  lebih  dari  total daya  yang  terpasang,  sehingga  walaupun  dalam  kondisi  emergensi  semua peralatan dengan status stand by sewaktu-waktu bisa dioperasikan.
 Penyedian  daya  listrik    sangat  bermanfaat  bagi  Power  Plant  B  Kaji  Station PT.Medco  E&P  Rimau  Muba  guna  untuk  menjamin  kontinuitas  proses produksi.Sehingga perlu ditingkatkan lagi pemeliharaan & perawatan pada diesel engine generator.

## DAFTAR PUSTAKA
 Electrical Network Protection, “ Sepam Series 80 Configuration ”, Schneider Electric, 2013
 Hazairin Samaulah., “Dasar-Dasar Sistem Proteksi Tenaga Listrik” , Cetakan kedua, Penerbit Universitas Sriwijaya, 2000
 Petro China Module, “ Protection Function ”, Schneider Electric, 2008
 Pandjaitan Bonar, “ Praktik-PraktikSistemTenagaListrik ”, PenerbitAndi, 2012
 Zuhal, “Ketenagalistrikan Indonesia” , PT. Ganeca Prima, Jakarta, April 1995