PERENCANAAN BACK UP SISTEM MENGGUNAKAN AUTOMATIC MAIN FAILURE DI TAMAN WISATA MATAHARI

Transkripsi

1 PERENCANAAN BACK UP SISTEM MENGGUNAKAN AUTOMATIC MAIN FAILURE DI TAMAN WISATA MATAHARI Oleh : Rafly Dirgantara Putra 1) Didik Notosudjono 2) Hasto Soebagia 3) ABSTRAK Automatic Main Failure (AMF) merupakan sistem pengoperasian genset secara otomatis untuk memback up suplai daya utama yang berasal dari PLN apabila PLN mengalami gangguan atau pemadaman. Penggunaan AMF ini dapat meningkatkan sistem keandalan dalam penyuplaian daya secara berkelanjutan. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk kembali melayani beban dengan suplai daya cadangan, yaitu genset cukup singkat. Prinsip dasar teknologi ini adalah dengan mengontrol sistem pada pengalihan suplai daya dengan menggunakan Automatic Transfer Switch (ATS), untuk pengalihan suplai daya dari PLN ke genset untuk memback up beban darurat (emergency) dengan seting waktu 30 detik. Apabila suplai daya PLN mengalami gangguan / pemadaman, maka sistem AMF akan memonitor gangguan suplai daya utama dan memberikan perintah untuk starting genset dengan waktu 7 detik. Back up sistem yang digunakan, AMF menggunakan modul deep sea DSE6020 MKII dan memperbaiki faktor daya dari 0,8 menjadi 0,98 sehingga daya bisa dimaksimalkan menjadi 98 KW. Dan nilai jatuh tegangan pada kawat penghantar dengan rata rata dibawah 5% dengan nilai jatuh tegangan tertingi 4,25% sehingga masih memenuhi syarat berdasarkan standar PUIL Kata Kunci : Automatic Main Failure (AMF), Back up, PLN, Automatic Transfer Switch (ATS), Emergency. I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Listrik merupakan suatu peranan penting dalam kebutuhan suplai daya untuk rumah, industri, hotel, pertokoan dan sebagainya. Biasanya listrik dipasok dari PLN, tapi listrik dari PLN terkadang megalami gangguan sehingga menganggu operasional. Untuk itu kontinyuitas suplai daya listrik sangat dibutuhkan agar tidak mengganggu operasional, biasanya untuk menunjang kontinyuitas tersebut dibutuhkan daya cadangan yang mana umum digunakan dengan back-up generator set (genset). (Zamtinah dkk, 2013) Di Taman Wisata Matahari merupakan tempat rekreasi yang bergerak dalam bidang pariwisata. Suplai daya listrik di Taman Wisata Matahari berasal dari catu daya PT. PLN dan diback-up oleh generator set (genset) dengan kapasitas 100 KVA. Sistem back-up menggunakan genset dengan tujuan untuk mensuplai daya listrik apabila PLN mengalami pemadaman. Sistem suplai daya yang baik harus mempunyai kriteria andal dan berkelanjutan, untuk mendukung hal tersebut Taman Wisata Matahari harus diback-up dengan sistem yang otomatis. Sitem back-up otomatis akan sangat membantu suplai daya listrik di Taman Wisata Matahari. Sehubung dengan permasalahan tersebut di atas maka penulis ingin mengganti sistem back-up yang sebelumnya manual menjadi sistem back-up otomatis yakni dengan menggunakan sistem Automatic Main Failure (AMF). 1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah : 1. Merencanakan suatu sistem otomatis pada saat terjadi gangguan pada penyediaan sumber listrik untuk mengetahui bagaimana keandalan dari sistem AMF berkerja. 2. Menunjang kegiatan pariwisata dengan meminimalisir gangguan pada saat terjadi Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 1

2 pemadaman dari sumber listrik PLN dan dialihkan ke genset tanpa memakan waktu operasi yang cukup lama. 3. Menganalisa serta memperhitungkan perencanaan sistem AMF untuk diterapkan pada sistem power back up dan membandingkannya dengan sistem yang konvensional. catu daya cadangan (genset) dan sebaliknya. Sedangkan ATS merupakan bagian dari AMF. (Santosa dkk, 2012) Pada gambar 2 berikut menunjukkan rangkaian dari AMF dengan tipe MA 0321: (Robie, 2015) II TEORI DASAR 2.1 Umum Pada umumnya untuk suatu aktivitas yang seluruh kegiatannya tergantung kepada sumber listrik (dunia industri), penyediaan sumber daya listrik diklasifikasikan sebagai sumber pembangkit utama (main power) sekaligus sumber pembangkit listrik cadangan (standby power). Keduanya harus ada, guna mendukung kontinyuitas aliran listrik yang diperlukan. (Seeley, 2012) 2.2 Sistem Back Up Menggunakan Genset Sumber daya siaga yang paling umum adalah generator set (genset). Genset terdiri dari mesin berbahan bakar atau diesel. Dalam layanan standby, genset selalu digunakan dengan pengaturan saklar. Berikut gambar 1 menunjukan single line diagram pada sistem back-up dengan menggunakan genset : (Kusko, 2003) Gambar 2 Rangkaian AMF Tipe MA Panel AMF - ATS Panel AMF ATS adalah panel listrik dengan fungsinya mengontrol sistem on atau off pada mesin genset dengan otomatis. Bila listrik utama telah mengalami pemutusan pada sumber dayanya dengan begitu panel kontrol menyalakan mesin genset dengan otomatis. Selain itu bila sumber listrik yang utama menyala lagi dengan begitu panel kontrol pun langsung otomatis mematikan mesin tersebut pula. Pada gambar 3 menunjukan panel AMF ATS: Gambar 1 Single Line Sistem dengan Backup Genset 2.3 Automatic Main Failure (AMF) AMF merupakan alat yang berfungsi menurunkan down time dan meningkatkan keandalan sistem catu daya listrik. AMF dapat mengendalikan transfer Circuit Breaker (CB) atau alat sejenis, dari catu daya utama (PLN) ke Gambar 3 Panel AMF - ATS Selector Switch Selector switch merupakan alat yang di gunakan untuk memilih. Kerja dari selector switch yaitu menyambung rangkaian sesuai dengan yang ditunjuk oleh tangkai selektor. Pada gambar 4 di bawah menunjukan komponen selector switch : (Suryawan dan Sukmadi, 2013) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 2

3 Gambar 4 Bentuk Fisik dan Simbol Selector Switch Kontaktor Magnet Kontaktor magnet / Magnetic Contactor (MC) adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penghubung / kontak dengan kapasitas yang besar dengan menggunakan daya minimal. Sebuah kontaktor terdiri dari koil, beberapa kontak Normally Open (NO) dan beberapa Normally Close (NC). Berikut pada gambar 5 menunjukan konstruksi serta bentuk fisik dari kontaktor magnet : (Susanto, 2013) (a) (b) Gambar 5 (a) Kontruksi Kontaktor Magnet (b) Bentuk Fisik Kontaktor Magnet Pemutus Daya Setiap sistem tenaga listrik dilengkapi dengan sistem proteksi yang berfungsi untuk mencegah terjadinya kerusakan pada peralatan sistem dan untuk mempertahankan kestabilan sistem ketika terjadi gangguan. Dengan demikian kontinyuitas pelayanan sistem dapat dipertahankan. Untuk menentukan kapasitas pemutus daya (circuit breaker) dapat diketahui dengan menentukan arusnya, dan pada umumnya nilai arus pemutus daya ditentukan lebih besar dari pada beban. Berikut adalah persamaan 1 dan 2: (Harten dan Setiawan, 2002) Jika instalasi 1 fasa, maka : I = P V. cos φ P... (1) Jika instalasi 3 fasa, maka : I = V. 3. cos φ...(2) Keterangan : I = Arus listrik (A) P = Daya aktif (Watt) V = Tegangan listrik (V) Time Delay Relay (TDR) Time Delay Relay (TDR) adalah relay yang reaksi kontaknya tertunda. Ada dua jenis yaitu tipe relay yaitu on delay relay dan off delay relay. on delay relay yaitu relay yang reaksi kontaknya tertunda saat on. Sedangkan off delay relay adalah relay yang reaksi kontaknya tertunda saat off. Pada gambar 7 berikut menunjukan bentuk dan konstruksi dari relay: (Rasmini, 2013) Gambar 7 Time Delay Relay Alat Ukur Pada ATS-AMF digunakan tiga jenis alat ukur sebagai berikut : (Suryawan dan Sukmadi, 2013) 1. Ampere meter Ampere meter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Pada gambar 8 berikut menunjukan ampere meter pada panel : Gambar 8 Ampere Meter 2. Volt meter Volt meter merupakan alat untuk mengukur beda potensial dalam suatu rangkaian listrik. Pada gambar 9 berikut menunjukan volt meter pada panel : Gambar 9 Ampere Meter 3. Frekuensi meter Frekuensi meter merupakan alat pengukur dari frekuensi. Pada gambar 10 berikut menunjukan frekuensi meter pada panel : Gambar 10 Frekuensi Meter 2.5 Kawat Penghantar Pada penggunaan panel listrik supaya lebih memperlancar akan pengaturan panel dalam Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 3

4 daya listrik yang dihasilkan, maka sebelumnya harus mengetahui pula pada beberapa jenis kabel yang digunakan. Dan berikut ini diantara jenis kabel yang biasanya digunakan pada panel AMF ATS : (Daryanto, 2010) 1. Kabel NYM merupakan salah satu jenis kabel yang mempunyai inti lebih dari satu, digunakan untuk instalasi listrik gedung atau bangunan yang langsung tertanam pada dinding. Berikut gambar 11 merupakan kabel NYM sebagai berikut : Gambar 11 Kabel NYM 2. Kabel NYY Kabel NYY juga dirancang untuk penggunaan didalam tanah ataupun berbagai kondisi seperti outdoor, kering atau basah. Berikut gambar 12 merupakan kabel NYY sebagai berikut: Gambar 12 Kabel NYY 3. Kabel NYAF Kabel NYAF merupakan kabel fleksibel sehingga cocok untuk digunakan pada jalusjalur dengan banyak belokan. Berikut gambar 13 merupakan kabel NYAF sebagai berikut : Gambar 13 Kabel NYAF Berikut adalah persamaan 3 untuk menentukan tahanan kawat penghantar untuk instalasi listrik : (Ariska, 2011) R = ρ l...(3) A Keterangan : R = Tahanan penghantar (Ω) ρ = Tahanan jenis penghantar (Ωm), dimana ρ = 1 x 56, (0,0175 Ω m) l = Panjang penghantar (m) A = luas penampang (mm 2 ) 2.6 Sistem Instalasi Listrik Pada sistem instalasi listrik, instalasi penerangan tidak boleh dicampur dengan instalasi daya listrik, dengan tujuan menghindari terjadinya variasi tegangan yang cukup besar dan untuk memperpanjang umur pakai lampu lampu pada sistem instalasi penerangan. Sistem instalasi listrik harus direncanakan dengan baik untuk menghindari dari jatuh tegangan (drop voltage) yang memenuhi persyaratan secara teknis. Jatuh tegangan yang diizinkan adalah sebagai berikut: (Harten dan Setiawan, 2002) 1. 2% dari tegangan nominal pada instalasi penerangan 2. 5% dari tegangan noninal pada mesin mesin listrik Untuk mengetahui nilai jatuh tegangan pada suatu instalasi listrik maka digunakan persamaan 4 berikut : ΔV = I. R... (4) Keterangan : ΔV = Nilai turun tegangan (V) I = Arus (A) R = Tahanan (Ω) Dan untuk mengetahui persentase nilai jatuh tegangan pada suatu instalasi listrik maka digunakan persamaan 5 berikut : Persentase turun tegangan = ΔV. 100%...(5) V Keterangan : ΔV = Nilai turun tegangan (V) V = Tegangan pada instalasi (V) 2.7 Perbaikan Faktor Daya Faktor daya merupakan salah satu indikator baik buruknya kualitas daya listrik.. Faktor daya didefinisikan sebagai perbandingan antara daya aktif dan daya reaktif. Faktor daya disimbolkan sebagai cos φ. Daya aktif adalah daya yang digunakan sistem untuk bekerja. Daya aktif pada instalasi 3 fasa dapat dihitung dengan persamaan 6 di bawah ini : (Alland dan Arfah, 2013) P = V. 3. I. Cos φ, dimana S = V. 3. I Sehingga, P = S. Cos φ... (6) Keterangan : P = Daya aktif (Watt) S = Daya Semu (VA) V = Tegangan (V) I = Arus(A) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 4

5 Cos φ = Faktor daya Berikut adalah gambar 14 yang menunjukan hubungan segitiga daya dalam sistem instalasi listrik arus AC: Gambar 14 Segitiga Daya Sebuah kapasitor daya atau yang dikenal dengan nama kapasitor bank harus mempunyai daya Qc yang sama dengan daya reaktif dari sistem yang akan diperbaiki faktor dayanya. Besarnya daya reaktif yang diperlukan untuk mengubah faktor daya dari cos φ 1 (awal) menjadi cos φ 2 (yang ingin dicapai) dapat ditentukan dengan persamaan 7 berikut: (Anwar, 2013) Q C = P x (tan φ 1 tan φ 2 )...(7) Keterangan : Qc = Daya reaktif kapasitor bank (KVAR) P = Daya aktif (Watt) φ 1 = Nilai faktor daya sebelum perbaikan φ 2 = Nilai faktor daya sesudah Perbaikan III LOKASI DAN BACK UP SISTEM DI TAMAN WISATA MATAHARI 3.1 Informasi Umum Wilayah Penelitian Taman Wisata Matahari dibangun di atas lahan seluas 16,5 hektar. Secara geografis Taman Wisata Matahari Cisarua Puncak Bogor terletak diantara '84.7" BT dan 6 65'70.1" LS. Berikut ini adalah letak lokasi Taman Wisata Matahari dapat dilihat pada gambar 15 bawah ini : 3.2 Sumber Daya Listrik Pada Taman Wisata Matahari sumber daya listriknya menggunakan 2 sumber penyuplaian, yaitu: 1. Sumber daya listrik PLN sebagai sumber utama (mains) dengan kapasitas 149,692 KVA dan tegangan 380/220 V. Suplai daya listrik PLN berasal dari gardu distribusi yang terletak di Cilember dan tidak terlalu jauh dari Taman Wisata Matahari 2. Genset sebagai daya cadangan. Pada Taman Wisata Matahari, genset yang digunakan terdiri dari 3 tipe dengan kapasitas yang berbeda yaitu 50 KVA, 60 KVA dan 100 KVA. Namun genset yang digunakan untuk back up beban operasional hanya genset dengan kapasitas 100 KVA. Pada gambar 16 di bawah ini menunjukan single line diagram back up sistem di Taman Wisata Matahari : (Sumber: Taman Wisata Matahari) Gambar 16 Single Line Diagram Back Up Sistem 3.3 Spesifikasi Genset Yang Digunakan Dalam back up sistem operasional di Taman Wisata Matahari unit genset yang digunakan hanya 1 dengan kapasitas 100 KVA dengan merk KHD Deutz. Berikut adalah tabel 1 menunjukkan spesifikasi dari genset 100 KVA: Gambar 15 Lokasi Taman Wisata Matahari Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 5

6 Tabel 1 Data Genset 100 KVA Sumber : Taman Wisata Matahari Berikut ini adalah gambar 17 yang menunjukkan bentuk fisik dari genset: (Sumber: Taman Wisata Matahari) Gambar 17 Genset KHD Deutz 100 KVA 3.4 Beban Operasional Taman Wisata Matahari Pada Taman Wisata Matahari terdapat beban operasional di suplai daya dari PLN dan mendapat back up dari genset dengan kapasitas 100 KVA. Sistem pembebanan operasional pada Taman Wisata Matahari di bagi menjadi 2 prioritas, yaitu pembebanan emergency dan pembebanan non emergency. Pada tabel 2 berikut menunjukan pembebanan operasional di Taman Wisata Matahari: Tabel 2 Beban Operasional Taman Wisata Dari tabel 2 di atas maka total keseluruhan beban adalah 120,11 KW, tapi untuk beban yang back up oleh genset hanya beban emergency saja. Beban dari 120, 11 KW ini merupakan suplai dari PLN dengan daya terpasang 149,692 KVA dengan faktor daya nya 0,8. Total pembebanan emergency adalah 60,11 KW. Maka genset 100 KVA hanya digunakan untuk memback up beban operasional Taman Wisata Matahari dengan kapasitas beban 60,11 KW. IV ANALISA PERENCANAAN BACK UP SISTEM MENGGUNAKAN AUTOMATIC MAIN FAILURE 4.1 Perencanaan Sistem AMF Dalam perencanaan back up sistem di Taman Wisata Matahari merupakan suatu percontohan yang tidak menutup kemungkinan jika dikemudian hari akan dijadikan pedoman dalam pemasangan sistem back up daya untuk beban operasional secara otomatis dengan menggunakan sistem AMF Modul deep sea DSE6020 MKII Untuk mengontrol switch atau ATS pada sistem AMF di Taman Wisata Matahari, menggunakan modul deep sea dengan tipe DSE6020 MKII. Dengan menggunakan modul deep sea dengan tipe DSE6020 MKII ini selain dapat mengontrol switch pada ATS, modul ini dapat memonitoring tegangan pada PLN, genset, arus pada beban serta bahan bakar dari genset dan kecepatan putar mesin genset. Pada gambar 18 dan 19 berikut menunjukan bentuk fisik dari modul deep sea DSE6020 MKII dan juga partisinya: (Sumber: Katalog DSE6020) Sumber : Taman Wisata Matahari Gambar 18 DSE6020 MKII Berikut adalah gambar 19 yang menunjukan partisi dari modul deep sea DSE6020 MKII : (Sumber: Katalog DSE6020) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 6

7 suplai daya yang terjadi. Berikut adalah gambar 20 yang menunjukan flow chart / aliran diagram dari kinerja modul deep sea DSE6020 MKII: (Sumber: Hasil Analisis) Gambar 19 Partisi DSE6020 MKII Pada gambar 19 di atas dapat di jelaskan pada tabel 3 di bawah ini. Tabel 3 Partisi Modul Deep Sea DSE6020 MKII USB Port Partisi Configurable inputs DC outputs Analogue sensor / digital inputs Emergency stop DC power supply 8 35 V Mains (utility) sensing Generator / load current Generator sensing Charge alternator Fuel & start outputs Electronic engines & magnetic pick up Keterangan Untuk menghubungkan modul dengan PC, terkadang operator ingin memantau melalui PC tanpa harus ke ruang panel. Berbagai macam inputan yang dapat dikonfigurasi, seperti setting timer dsb. Partisi ini merupakan keluaran dari relay, dan relay relay ini terkoneksi terhadap perintah yang sudah terprogram oleh modul. Dan output dari partisi ini ke indikator lampu. Merupakan inputan dari masing masing sensor yang ingin dimonitoring pada modul. Sebagai tombol pemutus sirkuit apabila terjadi kesalahan kesalahan fatal pada pengoperasian. Suplai daya listrik dari baterai terhadap modul dengan taraf tegangan 8 35 VDC. Memonitoring inputan tegangan dari sumber daya utama (PLN) per masing masing fasa. Memonitoring arus beban, biasanya terkoneksi oleh alat ukur ampermeter. Memonitoring inputan tegangan dari sumber daya cadangan (genset) per masing masing fasa. Pemanasan / pre heating pada alternator. Relay yang berperan untuk starting awal genset. Sensor kecepatan putar pada mesin genset. Sumber : Katalog DSE Analisa kondisi suplai daya terhadap sistem AMF Untuk mengoptimalkan kinerja dari sistem AMF terhadap suplai daya ke beban maka perlu diperhatikan beberapa kondisi dari Gambar 20 Flow Chart / Skema Kerja DSE6020 MKII Pada gambar 20 di atas dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Start. Suplai daya PLN normal dan tidak mengalami gangguan. ATS PLN on sedangkan ATS genset off, dan beban disuplai dari PLN di tandai dengan indikator PLN on. Modul deep sea DSE6020 MKII dalam kondisi auto (standby). 2. Ketika PLN mengalami pemadaman atau hilang 1 fasa maka modul deep sea DSE6020 MKII akan mendeteksinya dan timer 1 dan 2 mulai menghitung dan genset memulai pemanasan (pre - heating). Bersamaan dengan ini lampu indikator PLN off. 3. Setelah genset melakukan pemanasan (pre heating) selama 7 detik maka genset akan starting. 4. Setelah genset on, maka modul deep sea DSE6020 MKII akan memindahkan suplai daya sehingga ATS PLN off dan ATS genset on dalam waktu 30 detik dan beban dilayani oleh suplai daya dari genset ditandai dengan indikator genset on. 5. Jika kurang dari 30 detik PLN kembali on maka modul DSE 6020 MKII akan mereset timer 3 sehingga menghentikan perhitungan Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 7

8 demi keamanan jaringan (safety). Dalam keadaan ini ATS PLN masih close (on) sehingga beban kembali di layani oleh suplai daya PLN. Selain itu timer 4 bekerja untuk mulai menghitung agar genset pendinginan (cooling down) dan kembali off. 6. Jika genset lebih dari 3x tidak on maka modul DSE 6020 MKII kembali mereset timer 2 untuk kembali starting genset hingga on demi keamanan jaringan (safety). 7. Jika PLN tidak on dalam waktu yang cukup lama maka beban emergency akan tetap dilayani oleh suplai daya dari genset. 8. Jika PLN on kembali maka modul DSE 6020 MKII akan mendeteksi tegangan PLN sehingga timer 3 menghitung selama 30 detik untuk memindahkan suplai daya sehingga ATS PLN on dan ATS genset off dan beban dilayani oleh suplai daya dari PLN ditandai dengan indikator PLN on dan indikator genset off. 9. Setelah itu genset akan pendinginan (cooling down) dan kembali off. 10. Setelah proses berakhir maka modul DSE 6020 MKII tetap dalam kondisi siaga (standby). 4.2 Perencanaan Panel AMF Dengan Genset 100 KVA Perencanaan sistem AMF di Taman Wisata Matahari dengan kapasitas genset 100 KVA maka memerlukan 1 panel khusus untuk sistem kontrol antara inputan dari suplai daya utama ataupun cadangan, modul AMF dan juga sistem interlock ATS Perbaikan faktor daya Demi memaksimalkan back up sistem pada Taman Wisata Matahari maka perlu dilakukan upaya untuk memberbaiki faktor daya / nilai cos φ. Nilai cos φ sebelumnya ialah 0,8 dan nilai cos φ yang diinginkan ialah 0,98. Untuk memperbaiki faktor daya maka dilakukan dengan cara kompensasi daya reaktif atau dengan memasang kapasitor bank pada panel AMF. Untuk mengetahui kebutuhan dari kapasitor bank tersebut maka dilakukan perhitungan berdasarkan pada persamaan 7 berikut: Q C = P x (tan φ 1 tan φ 2 ) = x (tan 36,86 tan 21,56) = x (0,749 0,202) = x (0,547) = VAR = 43,76 KVAR Berdasarkan perhitungan di atas maka kapasitas dari kapasitor bank yang dibutuhkan untuk memperbaiki faktor daya 0,8 menjadi 0,93 adalah 43,76 KVAR. Berdasarkan dengan nilai kapasitor bank yang tersedia dipasaran maka menggunakan 2 buah (2 step) kapasitor bank dengan kapasitas 20 dan 25 KVAR. Kapasitor bank disetting secara otomatis dengan menggunakan power factor controller. Dengan power factor controller ini maka nilai cos φ akan konstan pada 0, Suplai daya untuk beban operasional Dengan perbaikan faktor daya, maka daya yang dapat dimaksimalkan oleh genset dapat dihitung dengan perasamaan 4: P = V. 3. I. Cos φ = S. Cos φ = x 0,98 = Watt = 98 KW Maka daya yang dimaksimalkan dan dapat disuplai dari genset untuk melayani beban operasional Taman Wisata Matahari adalah 93 KW. Dengan ini perencaan back up sistem yang tadinya hanya melayani emergency sebesar 60,11 KW dapat dimaksimalkan. Berikut adalah tabel 4 yang menunjukan perubahan dengan menambahkan beban pada back up sistem dengan genset 100 KVA. Tabel 4 Perencanaan Beban Operasional Taman Wisata Matahari Sumber; Hasil Analisis Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 8

9 ` Maka pada perencanaan back up sistem untuk beban operasional Taman Wisata Matahari dengan suplai daya 98 KW hampir semua di back up kecuali beban di lokasi Javanis Penentuan kapasitas ATS Dalam perencanaan panel AMF perlu juga menentukan nilai arus pada ATS nya. Nilai arus ini dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2 sebagai berikut : I = P V. 3. cos φ = ,98 = 151, 93 A. Dengan demikian maka ATS dengan MCCB yang digunakan sesuai dengan yang di pasaran yaitu 160 A. Berikut adalah gambar 21 MCCB yang digunakan untuk perencanaan panel AMF: (Sumber: Schneider Katalog) Gambar 21 MCCB Motorized Berikut adalah gambar 22 yang menunjukan single line pada perencanaan panel AMF : (Sumber: Hasil Analisis) PLN 380/220 V Genset 100 KVA Diesel Sambungan Daya 149,692 KVA APP G` Panel AMF R R S S T T DSE60020 MKII V SS Hz Automatic Transfer Switch MCCB 160 A MCCB 160 A A A A 200 / 5 A ARPF C C MCCB 50 A Kapasitor Bank To Non - Emergency Load O O ON OFF O O O 25 KVAR 20 KVAR START STOP FAULT To Emergency Load Gambar 22 Single Line Panel AMF Pada gambar 22 di atas dapat dilihat panel AMF dengan menggunakan modul deep sea DSE6020 MKII. Pada panel AMF suplai daya cadangan hanya untuk melayani beban emergency (darurat) saja. Selain itu dengan merencanakan panel AMF ini maka penggunaan ohm saklar secara manual tidak lagi diperlukan. Sehingga penggunaan panel AMF ini jauh lebih efisien dari kondisi manual yang ada sekarang. Sistem interlock dengan menggunakan MCCB motorized dengan kapasitas 160 A menambahkan sistem keamanan dari panel AMF, yang mana kunciannya menjadi berlapis sehingga resiko tumbukan antara suplai daya PLN dan genset sangat kecil sekali. Dan ditambah dengan menggunakan kapasitor bank sehingga suplai daya beban operasional menjadi optimal. 4.3 Dana Investasi Untuk Perencanaan Back Up Sistem Menggunakan Modul Deep Sea DSE6020 MKII Di Taman Wisata Matahari Berdasarkan perencanan back up sistem yang membutuhkan panel beserta komponennya maka nilai investasi dapat diketahui dan dapat dilihat pada tabel 5 di bawah ini dimana disesuaikan dengan harga yang beredar di pasaran. Tabel 5 Spesifikasi Harga Di Pasaran Panel AMF ATS Panel AMF - ATS No. Nama Perangkat Qty 1. Box Panel 1200 x 700 x 600 (free standing) 1 unit 2. MCCB Motorized Schneider 160 A Electric 2 unit 3. MCCB Scneider 50 A 1 unit 4. MCB Schneider Electric 3 fasa 2 A 4 unit 5. Battery Charger 24 V / 7,5 A 1 unit 6. Module Deep Sea DSE6020 MKII 1 unit 7. Relai Omron MY2 7 unit 7. Metering (CT, Amperemeter, Voltmeter, Frekuensimeter) 1 set CIC 8. Terminal Block 4P 200 A 1 set 9. Pilot Lamp And Push Button 1 set Harga Rp ,- Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 9

10 Sumber: Hasil Analisis Berdasarkan tabel 4.3 di atas maka harga 1 set panel AMF ATS untuk back up sistem secara otomatis di Taman Wisata Matahari adalah Rp ,- 4.4 Analisa Jatuh Tegangan pada Masing Masing Beban Pada tabel 4.2 di atas dapat dilihat beban operasional Taman Wisata Matahari yang di back up menggunakan genset 100 KVA dengan total daya beban operasional 90,11 KW. Pada pendistribusian beban, suplai daya diallirkan melalui tiang tiang listrik dengan kawat penghantar NYY dengan ukuran 70 mm 2. Untuk mengetahui jatuh tegangan dan pemilihan diameter yang tepat pada saluran kawat penghantar pada masing masing beban maka dapat diperhitungkan dengan menggunakan persamaan (1) untuk mengetahui arus pada beban jika saluran 1 fasa, persamaan (2) untuk mengetahui arus beban jika saluran 3 fasa dan juga menggunakan persamaan (3), (4) dan (5). Berikut adalah perhitungan jatuh tegangan pada kawat penghantar masing masing beban : 1. Office Untuk sistem instalasi office panjang penghantarnya dari outgoing panel AMF ATS adalah 50 m dan luas penampang kawat penghantar 2 x 6 mm 2. Instalasi office merupakan saluran 1 fasa, maka arus yang dapat ditentukan ialah : I = = P V. cos φ ,93 menggunakan MCB 20 A Tahanan penghantarnya ialah : = 19,20 A, maka R = ρ l A = 0,0175 x x 10 6 = 0,14 Ω Jatuh tegangannya (ΔV) ialah : ΔV = I. R = 19,20 x 0,14 = 2,68 V Persentase turun tegangannya ialah : = ΔV V. 100% = 2, % = 1,21% Maka setelah diperhitungkan jatuh tegangan pada masing masing beban, hasil perencanaan back up sistem untuk beban operasional di Taman Wisata Matahari dapat dilihat pada tabel 6 di bawah ini: Tabel 6 Hasil Perhitungan Jatuh Tegangan Pada Beban Operasional Taman Wisata Matahari Sumber: Hasil Analisis V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Setelah melakukan analisis pada bab sebelumnya, perencanaan back up sistem dengan menggunakan sistem AMF didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Setingan timer untuk modul deep sea DSE6020 MKII dalam perpindahan suplai daya untuk melayani beban dibutuhkan waktu 30 detik. 2. Pada perbaikan faktor daya nilai cos φ dapat dimaksimalkan dari 0,8 menjadi 0,98 dengan menggunakan 2 buah kapasitor bank berkapasitas 20 dan 25 KVAR untuk kebutuhan 43,76 KVAR yang dipasang pada induk panel (global compesation). 3. Setelah dilakukan perbaikan faktor daya maka daya yang dapat dimaksimalkan adalah 98 KW, untuk back up beban dengan kapasitas 90,11 KW. Untuk beban yang tidak di back up hanya beban Javanis 1 karena beban tersebut terlampau besar dan kapasitas dari genset itu sendiri tidak mencukupi. Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 10

11 4. MCCB yang digunakan sebagai pemindah suplai daya untuk melayani beban adalah 160 A karena arus yang mengalir bernilai 151,93 A. 5. Jatuh tegangan pada masing masing beban di bawah 5% dengan menentukan luas penampang dari kawat penghantarnya berdasarkan standar PUIL Saran Setelah dilakukannya perencanaan dan analisa, adapun saran yaitu sebagai berikut: 1. Untuk perbaikan faktor daya, dapat digunakan 3 hingga 5 buah step kapasitor bank agar lebh efisien. 2. Jatuh tegangan pada beban kedai sunda masih bisa dikurangi dengan mengganti luas penampang kabel yang lebih besar, meskipun jatuh tegangan tersebut masih ditoleransi. DAFTAR PUSTAKA Allan, K dan E. Arfah Z Perancangan Kebutuhan Kapasitor Bank Untuk Perbaikan Faktor Daya Pada Line Mess 1 Di PT Bumi Lamongan Sejati. Jurnal Teknik Elektro (hlm ). Surabaya. Anwar, M. K Metode Perbaikan Faktor Daya Menggunakan Kapasitor Bank Untuk Mengurangi Daya Reaktif Untuk Peningkatan Kualitas Daya Listrik Pada Industri. Jurnal Teknik Elektro (hlm. 1 9). Bandung. Daryanto Teknik Pengerjaan Listrik. Jakarta: Bumi Aksara. Harten, P. V dan E. Setiawan Instalasi Listrik Arus Kuat Jilid 1, 2 dan 3. Bandung: Bina Cipta. Kusko, A Emergency / Standby Power System. New York: McGraw Hill Book Company. Rasmini, N. W Panel Automatic Transfer Switch (ATS) Automatic Main Failure (AMF) Di Perumahan Direksi BTDC. Jurnal Logic Volume 13 No 1 (hlm ). Bali. Robie, R Usulan Penerapan Reliability Centered Maintenance Pada Fasilitas Power PT. H3I Untuk Peningkatan Ketersediaan Jaringan. Jurnal PASTI Volume 8 no 2. (hlm ). Jawa Tengah. Santosa, R. E. dkk Pembuatan Sistem Catu Daya Dengan Automatic Main Failure Untuk Ruang Pertemuan Gedung 71. Jurnal PRIMA ISSN Volume 9 No. 2 (hlm ). Serpong. Seeley, N. C Advances in Generator Control and Automatic Synchronization Eliminating the Need for Standalone Synchronization Systems. London: 59th Annual Petroleum and Chemical Industry Technical Conference. Suryawan, Maman dan T. Sukmadi Perakitan Dan Pengujian Panel Automatic Transfer Switch (ATS) Automatic Main Failure (AMF) Produksi PT Berkat Manunggal Jaya. (hlm. 1 10). Semarang. Susanto, E Automatic Transfer Switch. Jurnal Teknik Elekro Volume 5 No 1 (hlm ). Semarang. Zamtinah, dkk Developing Unit Of Automatic Main Failure (AMF) Power System. (hlm. 1-8). Yogyakarta. PENULIS 1) Rafly Dirgantara Putra, S.T. Alumni (2018) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 2) Prof. Dr. Ir. H. Didik Notosudjono., M. Sc. Selaku Dosen dan Guru Besar Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. 3) Dr. Ir. Hasto Soebagia, M.Eng. Dosen Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan Bogor. Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan 11