Tuesday, December 1, 2009

DAYA DARURAT

1. PILOSOFI DAYA DARURAT
Sistem daya darurat (emergency power system) terdiri dari sistem daya pasokan khusus (essential) dan pasokan daya kritis (critical).
Pasokan daya normal merupakan pasokan daya yang digunakan pada saat kondisi operasi normal. Pasokan normal diperoleh dari pusat pembangkit daya utama melalui sistem distribusi nya. Pada operasi normal semua pengguna menerima daya baik secara langsung ataupun tidak langsung, misalnya melalui trafo penurun tegangan, UPS atau penyearah dan pasokan daya normal lainnya.
Pasokan daya khusus merupakan pasokan daya yang digunakan ketika pasokan daya normal tidak tersedia, dan diperoleh dari pembangkit darurat. Pengguna daya khusus pada fasilitas yang tidak mempunyai generator darurat dipasok dari pasokan daya khusus dari fasilitas yang berdekatan.
Pengguna daya khusus, biasanya diperlukan untuk sistem penunjang kegiatan kehidupan seperti keselamatan manusia dan peralatan, penghentian operasi (shutdown) peralatan secara aman dan terkontrol dan untuk operasi awal (black start-up) dari fasilitas. Pengguna khusus harus mempunyai ketahanan terhadap pemutusan pasokan yang singkat tanpa mempunyai pengaruh negatif terhadap sistem. Daftar lengkap pengguna khusus seperti diperlihatkan uraian berikutnya.
Proses pemulihan setelah pemadaman total (electrical black start) merupakan prosedur yang diterapkan untuk memulihkan daya normal secara aman dan terkontrol, ketika terjadi kehilangan daya AC ke seluruh fasilitas kilang.
Pasokan daya kritis diperoleh dari batere penyimpan yang didistribusikan ke beban kritis baik sebagai UPS AC maupun UPS DC dari sistem UPS. Fungsi pasokan daya kritis adalah menyediakan pasokan daya yang paling andal untuk pengguna kritis.
Beban pengguna kritis merupakan beban-beban yang diperlukan untuk pengoperasian sistem keselamatan dan membantu mengarahkan jalan penyelamatan diri dari anjungan (platform) atau kilang. Pengguna daya listrik kritis tidak dapat menerima adanya pemutusan pasokan daya, meskipun untuk waktu yang sangat singkat. Pengguna kritis biasanya terdiri dari sistem ESD (emergency shutdown) dan PCS, sistem telekomunikasi, sistem kontrol, sistem kontrol listrik, dan unit control panel (UCP). Perhatikan daftar pengguna kritis pada penjelasan pasokan daya khusus
Waktu autonomi (autonomy time) merupakan waktu perkiraan di mana daya kritis dirancang untuk tetap beroperasi secara bebas dari pasokan daya khusus. Waktu autnomi dapat diterapkan untuk suatu pasokan daya kritis secara keseluruhan, atau dapat diterapkan untuk pengguna kritis individu. Waktu autonomi akan menjadi minimum sesuai dengan persyaratan statutory dan persyaratan yang didefinisikan pada pilosofi instrumen dan telekomunikasi.

2. PASOKAN DAYA KHUSUS
Daya khusus didistribusikan pada frekwensi tertent misalnya 60 Hz atau 50 hz, 3 fasa dengan 4 kawat dengan tegangan tertentu pula, 208V 3-fasa 4-kawat. Pengguna khusus yang memerlukan tegangan lain, maka pemakai harus mempunyai sistem pengubah tegangan sendiri, sistem konversi untuk menghasilkan pasokan tersebut, mereka memerlukan pasokan dari daya khusus.
Setiap fasilitas agar dielngkapi dengan sebuah essential ( khusus), yang berfungsi memasok konsumen khusus tersebut. Untuk suatu fasilitas yang hanya mempunyai sebuah tegangan rendah tunggal, disarankan agar dielgkapi dengan bagian bus khusus yang terpisah yang dapat dihubungkan melalui pemutus tenaga penghubung (Tie-Breaker)..
Untuk LNG Tangguh, empat buah generator diesel darurat ditempatkan didaerah utility. Masing-masing keluaran generator darurat dihubungkan ke bus darurat 6.9 kV yang sesuai dengan keluaran generator darurat tersebut.
Pengguna daya khusus seperti:

Sistem Penunjang Kehidupan
1. Produksi dan distribusi air minum
2. Sistem buangan
3. Fasilitas pengobatan
4. Fasilitas dapur dan masak
5. Penyulang beban kritis
6. Penerangan khusus (essential lighting)

Keselamatan Pekerja dan Peralatan
7. Crane dan utilitasnya
8. Tali keselamatan dan pengisi battere
9. Sistem ventilasi dan tekanan
10.Penghentian yang aman dan terkontrol
11. Buangan pompa hazard.
12. Sistem penyalaan flare
13. Ventilasi enclosure turbin.
14. Kipas pendingin minyak pelumas

Black Start System
15. Utlitas untuk pengembalian ke Normal
16. Kompresor Udara Instrumen dan utility
17. Pengasutan pemanas bahan bakar gas

Lain-lain
18. Pompa Joki Pemadam Kebakaran
3. SISTEM DAYA KHUSUS
Untuk pengembangan proyek Kilang Minyak dan Gas biasanya dilengkapi dengan generator darurat (EDG) yang jumlahnya tergantung pada jumlah kebutuhan daya yang diperlukan untuk start-up sebuah Generator utama dan memenuhi kebutuhan sistem utilitas air dan udara.
Pembangkit khusus (essential ) biasanya dirancang menggunakan rel tunggal dengan dua pemutus tenaga pengisian (incomer breaker) dan sebuah pemutus tenaga penghubung (tie breaker). Salah satu pemutus tenaga (breaker) pengisian dihubung ke pasokan normal, pada saat operasi normal posisi pemutus tenaga ini dalam keadaan tertutup. Pemutus tenaga pengisian kedua dihubung ke rel (bus) darurat atau langsung ke generator darurat jika sistem tidak dilengkapi dengan rel darurat (emergency bus).
Sistem daya khusus lainnya jika ada merupakan bagian rel dari tegangan menengah atau tegangan rendah yang mempunyai sumber EDG yang dihubung ke bagian rel normal melalui pemutus tenaga penghubung (tie breaker) yang tertutup pada saat operasi normal. Dalam keadaan normal EDG tidak dioperasikan kecuali untuk tujuan pengujian berkala.
Untuk kondisi pasokan daya normal pada rel khusus (essential bus) terputus, pembangkit darurat secara otomatis akan beroperasi dan memasok rel khusus.
Persyaratan generator darurat beroperasi adalah
1). Pasokan normal sudah tidak ada
2). Pemutus tenaga pasokan normal sudah terbuka
3). Tidak ada gangguan pada rel (bus) yang kehilangan pasokan dayanya.
4). Pemutus tenaga penghubung dalam keadaan terbuka.
Jika keempat persyaratan tersebut sudah dipenuhi, pemutus daya darurat tertutup secara otomatis untuk mencatu rel khusus yang sudah tidak mempunyai pasokan listrik lagi.
Untuk fasilitas yang tidak dilengkapi pasokan daya darurat, kehilangan pasokan daya normal pada rel khusus, pemutus tenaga penghubung akan menutup dan memasok daya dari bus normal lainnya secara otomatis dengan persyaratan pemutus tenaga incomer sudah terbuka dan tidak ada gangguan pada bus normal yang kehilangan pasokan.
Pengendalian khusus dilakukan setelah operasi otomatis. Namun kembali ke operaqsi normal harus dilakukan secara manual yang dilengkapai dengan prosedur pengoperasian cermat agar menjamin kejadian sistem mesin darurat (generator) tidak dibebani berlebihan.
Sistem distribusi pasokan daya khusus agar dirancang mampu beroperasi yang tidak tergantung dari pasokan daya normal secara keseluruhan, dan untuk mengurangi mode kegagalan total dari pasokan daya normal ataupun pasokan daya darurat.

4. PASOKAN DAYA KRITIS
Batere cadangan pada sistem UPS AC maupun DC dimaksudkan untuk menanggulangi beban-beban kritis yang memerlukan pasokan tak terputus pada saat pembangkit darurat tidak beroperasi atau terjadi pemadaman total.
Untuk meningkatkan keandalan dan ketersediaan sistem pengisian (charger) ganda agar dipasok dari dua titik pengisian, sebuah pengisian menerima pasokan normal dan sebuah lagi dari pasokan daya pasokan khusus.
Pasokan daya kritis diharapkan tidak terputus akibat terjadinya kehilangan pasokan normal atau pasokan darurat.
Semua pengguna kritis yang dibutuhkan pada keadaan darurat untuk menjaga keamanan manusia dan peralatan, dan tidak menerima pemutusan pasokan walaupun singkat. Pengguna kritis juga termasuk sistem yang membutuhkan operasi setelah pasokan daya khusus padam.
Batere mengizinkan pengguna kritis berfungsi selama waktu yang telah ditentukan dalam rancangan tanpa pemutusan setelah pasokan daya khusus terputus.
Pasokan daya kritis menggunakan batere Valve regulated, sealed lead acid (VRLA). Batere dapat dipasang dalam kabinet yang memenuhi standar rancangan, atau dipasang pada rak-rak yang terbuka. Terminal batere dan sambungannya dilindungi terhadap kontak langsung.
Ruang batere berventilasi tidak diperlukan. Setiap batere bank akan dipasang pada daerah dengan rating isolator untuk melengkapi fasilitas untuk mentripkan batere dari sistem keamanan anjungan.
List di bawah ini merupakan batasan nilai dan informasi yang diterapkan pada kilang yang mempunyai anjungan lepas pantai. Sistem batere dirancang untuk waktu autonomi seperti pada daftar berikut ini.
Autonomi batere pengguna kritis
1. Fire & Gas safety systems, 45 minutes
2. Shutdown & Process Control Systems (ESD & PCS), 45 minutes
3. Electrical control systems, 45 minutes
4. Gas Turbine Compressor UCP, 45 minutes
5. Telecommunications systems, 45 minutes
6. Business Automation Systems (IT systems), 45 minutes
7. Switchgear tripping and closing supplies, 2 hours
8. Emergency Generator starting and control
9. Gas Turbine Lube oil pumps, 2 hrs (Note 3)
10. Fire Pump Starting and Control, (Notes 1 & 2)
11. Marine Navigation aids systems, 96 hrs (Note 4)
12. Helicopter landing area perimeter and obstacle lighting,
13. Escape Route Lighting (self contained with integral battery), 1.5 hours
14. Exit Lighting (self contained with integral battery), 3 hours
Note :
1. Generator yang digerakkan oleh mesin diesel dan pompa pemadam kebakaran akan mempunyai sistem batere yang mempunyai kemampuan pengasutan mesin, lamanya waktu pasokan tidak diperhitungkan.
2. Sistem batere yang disediakan biasanya merupakan bagian dari sistem paket pengadaan generator darurat. Batere tersebut ditempatkan pada skid yang dilengkapi dengan pengisi (charger) batere yang dipasok dari switchboard khusus.
3. Pada saat kejadian paparan gas yang terditeksi sistem ESD, semua batere UPS (kecuali navigation aids) akan berhenti memasok daya listrik.
4. Peralatan Marine Navigation Aids dirancang untuk beroperasi kontinyu pada Zone 1, meskipun adanya gas telah terdeteksi sistem ESD.
Item 1 sampai 4 pada daftar di atas merupakan contoh beban kritis yang dipasok dari sistem UPS yang merupakan bagian dari paket Generator Gas Turbin.
Item-item 5 dan 6 yang dipasok dari sistem UPS komunikasi.
Item 7 sampai 12 merupakan beban-beban kritis dari sistem UPS yang termasuk dalam satu paket pengadaan peralatan tertentu.
Penempatan pasokan daya kritis termasuk juga sistem distribusinya akan ditempatkan pada lokasi yang khusus yang tingkat sistem keamanannya cukup tinggi terhadap adanya bahaya kebakaran, resiko ledakan, dan bahaya dari lingkungannya.

5. DISTRIBUSI PASOKAN DAYA KRITIS
Sistem UPS AC utama di beberapa lokasi dapat dipisah menjadi dua kategori.
· Sistem UPS AC utama yang diperuntukan untuk menunjang proses produksi, utilitas, fire and gas dan sistem control lainnya.
· Sistem UPS Telekomunikasi seperti untuk VSAT, PA/GA dan lainnya.
Sistem UPS AC utama di bagian proses dan bagian lainnya digabungkan, .
Setiap sistem UPS agar mempunyai dua set UPS yang bebas termasuk juga peralatan distribusinya yaitu dan peralatan distribusi UPS A dan UPS B. Masing-masing sistem agar ditentukan ukurannya sekitar 110% dari total beban rata-rata semua beban kritis yang terhubung. Dua sistem UPS (A dan B) beroperasi secara normal dalam keadaan sinkron, namun demikian semua perlengkapan dirancang untuk beroperasi tanpa sinkron.
Umumnya, kebanyakan pengguna kritis mampu menerima dua pasokan daya terpisah, misalnya seperti: UPS A dan UPS-B untuk sistem UPS redundant dengan pasokan daya juga redundant. Dengan menerapkan sistem yang seperti ini kemungkinan kegagalan total dari salah satu UPS dan sistem distribusinya tidak akan menyebabkan terputusnya pasokan daya pada pengguna kritis.
Sistem distribusi untuk UPS AC utama terdiri dari sejumlah switchboard distribusi. Switchboard sistem distribusi menerima pasokan penyulang distribusi UPS utama yang merupakan bagian dari UPS.
Sistem ESD (Emergency Shutdown System) mempunyai hubungan dengan sistem pasokan daya kritis pada kondisi sebagai berikut :
· Untuk load shedding penyulang, di mana UPS memasok peralatan dengan autonomi yang berbeda.
· Untuk pemutusan batere pada final waktu autonomi terlama, atau pada penditeksi kebakaran/api atau gas yang mudah terbakar yang berdekatan dengan peralatan.
Pasokan daya kritis agar juga termasuk UPS AC dan DC dan bagian distribusi yang diperlukan.

6. SISTEM UPS AC.
Sistem UPS akan memberikan pemindahan daya tanpa pemutusan pada kejadian pemadaman pasokan daya normal.
Sistem UPS AC agar dirancang sesuai dengan spesifikasi untuk sistem daya tidak terputus (AC Uninterruptible Power System).
Sistem UPS AC beroperasi dengan menkonversikan pasokan arus bolak-balik (AC) ke arus searah (DC), dan mengembalikan arus searah (DC) menjadi kembali arus bolak-balik (AC) yang selanjutnya akan didistribusikan ke pemakai beban kritis. Batere-batere biasanya diisi secara pengisian mengambang (float charge) dari konversi arus searah dari komponen UPS. Jika pasokan AC terputus, maka daya yang tersimpan dalam batere akan digunakan untuk memasok beban kritis AC setelah diubah menjadi AC yang dilakukan tanpa terjadi pemutusan.
Pasokan daya kritis sistem UPS AC terdiri dari penyearah (rectifier), batere bank, inverter AC dan distribusi daya utama dan pasokan alternatif dari sumber AC normal yang dilengkapi dengan stabilizer. Fasilitas bypass menggunakan saklar statik, yang secara otomatis memindahkan beban ke pasokan alternatif ketika keluaran inverter melampaui batas tegangan dan frekwensi yang telah ditentukan. Bypass maintenance dilakukan secara manual ke pasokan AC yang dilengkapi dengan stabilizer. Pasokan AC bypass diambil dari suatu pasokan beban normal dari sumber yang berbeda dengan yang diperuntukan untuk pasokan battere charger UPS.
Margin 50% agar diterapkan untuk kedua UPS dan batere pada saat rancangan final.
Keluaran dari sistem UPS AC utama agar 230V, 1ph, AC 50 Hz, dan agar fasa tunggal atau tiga fasa tergantung pada beban total yang diperlukan dan rekomendasi pemasok.
Batere UPS agar tidak ditempatkan dalam enclosure yang sama dengan perlengkapan daya dan kontrol elektronik. Persyaratan penapis harmonik agar dipertimbangkan dan disarankan oleh pemasok perlengkapan UPS.

7. SISTEM UPS DC.
Sistem UPS arus searah (DC) beroperasi dengan menyearahkan pasokan arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) yang kemudian didistribusikan ke pengguna kritis. Pengisian batere adalah pengisian mengambang (float charge) yang bersumber dari keluaran penyearah. Ketika pasokan AC yang masuk ke Batere Charger UPS terputus, maka daya batere menjaga daya DC tanpa terjadi pemutusan untuk tetap memasok pengguna kritis.
Sistem UPS arus searah (DC) biasanya terdiri dari sebuah penyearah, batere bank dan panel distribusi. Beberapa sistem UPS DC mungkin memerlukan sejumlah tambahan seperti:
· Sistem distribusi terpadu.
· Pemantau batere, pengendali arus dan tegangan pengisian.
· Penyearah ganda atau redundant.
· Batere ganda atau redundant.
Perlu diperhatikan, bahwa batere tidak boleh ditempatkan di dalam enclosure bersama-sama dengan peralatan elektronik dan rangkaian kontrolnya.
Persyaratan untuk penapis harmonic agar dievaluasi dan dianjurkan oleh peralatan UPS.
Rancangan margin 50% agar diterapkan untuk kedua UPS pada saat dilakukan rancangan final.
Pasokan daya kritis yang memerlukan ikutan peralatan UPS DC termasuk :
· Motor pengasut generator diesel darurat dan Unit Control Panel (UCP).
· Motor pengasut pompa diesel pemadam kebakaran dan Unit Control Panel (UCP).
· Cadangan minyak pelumas dan kipas ventilasi gas turbin kompressor (tergantung pada persyaratan pemasok).
· Sistem bantuan navigasi laut (marine navigation aids).
· Lampu darurat dan lampu penunjuk penyelamatan/meloloskan diri.
Pasokan daya kritis untuk penerangan darurat agar diperoleh dengan menggunakan pencahayaan yang terintegrasi dengan batere yang ada.

8. REDUDANCY PERLENGKAPAN
Sistem Kelas A.
Sistem kelas A merupakan tingkat yang paling tinggi jika dilihat dari keamanan yang diperlukan. Sistem-sistem kelas A memerlukan dua batere bank, dua penyearah, dan dua inverter untuk sistem AC. Sistem distribusi kelas A biasanya terpisah secara listrik untuk sistem redundan.
Karena pentingnya memelihara dan menjaga sistem PCS, ESD, ESD, telekomunikasi, dan pengaman switchgear/fungsi control. Sistem-sistem ini pada kilang minyak dan gas dimasukan sebagai kelas A dengan dua batere bank, masing-masing mempunyai kemampuan kerja untuk beban kritis terpasang.
Sistem Kelas B.
Untuk sistem-sistem seperti alat bantu sistem navigasi dengan tingkat sekuriti lebih rendah dan keberadaan sistem bukan merupakan faktor yang kritis, maka sistem kelas B dengan sebuah penyearah (rectifier) dan sebuah batere bank dapat diterapkan.
Namun pada kondisi tertentu, sistem-sistem PCS, PSD dan ESD, telekomunikasi pada tempat tertentu dapat dimasukkan ke kelas B dengan pertimbangan bahwa sistem tersebut mampu memenuhi kapasitas sistem.

9. PEMISAH FISIK
Untuk menyediakan pasokan yang aman, sistem-sistem UPS jenis kelas A yang menunjang operasi sistem PCS (Process Control System), ESD (emergency shutdown system) dan sistem PSD/ESD, dan telekomunikasi agar dilakukan pemisahan lokasi penempatan antara rectifier/inverter dan batere bank yang cukup jauh. Demikian juga dengan penempatan kedua lokasi batere batere bank ersebut.
Pemisahan sistem distribusi dari pasokan daya juga dapat dilakukan antara sumber yang satu dengan yang lain, apabila salah satu pasokan terbakar tidak menyebabkan pasokan yang lainnya ikut terbakar.
10. BATERE.
Keluaran pemasok daya kritis agar disesuaikan dengan spesifikasi kebutuhan daya masukkan yang memenuhi persyaratan sistem konsumen. Kapasitas batere yang diperlukan dari setiap sistem UPS agar ditentukan berdasarkan:
· kVA beban total terhubung dari semua beban kritis.
· Waktu autonomi pengguna kritis atau profile beban sistem.
· Temperetur lingkungan untuk instalasi batere.
· Ditentukan oleh tegangan sel minimum pada final pelepasan (discharge).
· Dua puluh persen (20%) faktor penuaan (ageing factor) yang digunakan untuk perhitungan kapasitas umur batere.
Rangkaian listrik dari sistem batere agar dirancang tahan terhadap pengaruh panas dan mekanis dari arus hubung singkat di setiap bagian sistem batere sampai ke perlengkapan pengaman batere.
Pengisi batere (battery charger) dilengkapi dengan pengatur tegangan yang berfungsi untuk menjaga tegangan operasi/floating yang berfungsi dapat menghindari pengisian batere yang berlebihan, dan membatasi arus pengisian batere sebagaimana yang telah ditentukan pemasok.
Rancangan sistem ventilasi instalasi batere diharapkan mampu mencegah akumulasi hidrogen. Perhitungan dilakukan untuk menentukan perubahan hidrogen maksimum dan untuk menentukan kecukupan dari instalasi sistem ventilasi batere.
Pengisian dengan arus yang tinggi (high rate atau boost charging) tidak boleh dilakukan pada sistem batere VRLA.
Ruangan batere khusus tidak diberikan, batere dipasang pada switchroom atau ruang perlengkapan bersama-sama dengan penyearah, inverter dan peralatan distribusi.
Ruangan switchgear dan perlengkapan mengakomodasi sistem batere agar dijaga pada temperatur nominal sekitar 25 derajat C untuk mengoptimalkan umur dan unjuk kerja batere.
Semua sistem UPS dilengkapi dengan fasilitas untuk melakukan pengujian dalam keadaan on line dan pemantau keadaan (condition monitoring) tanpa memerlukan pemadaman pasokan ke pengguna kritis.
11. FIRE DAN GAS
a. Pasokan Daya Khusus
Generator darurat dan switchboard khusus (essential) agar dilindungi terhadap kejadian kebakaran dan pemaparan gas kejadian yang diakibatkan pelepasan gas kedaerah sekitarnya oleh sistem ESD anjungan (platform ESD Systems).
Generator darurat (emergency generator) dirancang agar tidak dapat dioperasikan jika gas detector mendeteksi adanya gas di sistem ventilasi atau pasokan udara pembakaran (combustion air supply). Generator dan enclosurenya agar dilengkapi dengan sistem pemadam pemadam kebakaran otomatis.
Sistem ESD agar dlengkapi dengan:
· Start inhibit dan penghentian darurat (emergency stop) terhadap generator darurat.
· Fasilitas untuk mengisolasi batere sehubungan terditeksinya api dan gas dalam ruangan.
Fasilitas yang berfungsi untuk menghentikan operasi dan mengisolasi generator secara remote perlu diberikan di main control room utama (MCR). Personal yang dapat melakukannya harus yang mempunyai otoritas khusus yang diizinkan untuk penghentian fasilitas secara total.
Pengasutan dan pengendalian batere dari generator darurat agar disolasikan oleh sistem ESD dalam skenario terditeksinya paparan gas didalam enclosure generator darurat.

b. Pasokan Daya Kritis
Semua sistem pasokan daya kritis (kecuali Marine Navigation Aids yang disertifikasikan sebagai operasi Zone 1) agar mempunyai fasilitas penghentian operasi dan pengisolasian secara listrik dengan menggunakan sinyal jarak jauh (remote) dari ruang kontrol utama (MCR). Tujuannya adalah untuk mengisolasi semua sumber-sumber potensial penyalaan (ignition) pada saat terjadinya penyebaran gas.
Pemutus tenaga (circuit breaker) yang berfungsi untuk mengisolasi pasokan batere agar dipasang di dalam enclosure jenis Exd, yang mampu memberikan pengisolasian yang aman dalam skenario kejadian adanya paparan gas yang diditeksi disekelilingnya.
Sistem kebakaran (fire) dan gas akan memberikan kondisi sebagai berikut:
· Menghentikan unit-unit UPS dan membuka (trip) pemutus tenaga batere dalam hal terditeksinya gas.
· Pemadaman beban pasokan tertentu ke pengguna kritis setelah waktu autonomi batere selama 45 menit terlampaui, maka beban kritis akan terputus pasokannya dan juga panel distribusi cadangan yang dipasok dari fasilitas UPS AC utama akan berhenti setelah 45 menit.
· Total penghentian operasi unit-unit UPS dan membuka pemutus tenaga batere setelah waktu operasi batere selesai.

3 comments: