TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH HILANGNYA SUPLAI SATU PHASA TERHADAP TEMPERATUR DAN KINERJA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISIS PENGARUH HILANGNYA SUPLAI SATU PHASA TERHADAP TEMPERATUR DAN KINERJA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub konsentrasi Teknik Energi Listrik Oleh Faisal Idris NIM : DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2

3 ABSTRAK Penggunaan motor induksi di dunia, banyak digunakan dibidang industri karena memiliki beberapa kelebihan seperti konstruksi yang sederhana dan kuat serta efisiensi yang baik dan putaran yang konstan untuk setiap perubahan beban. Salah satu permasalah kelistrikan yang sering terjadi pada motor induksi tiga phasa ialah hilangnya salah satu phasa yang menyebabkan kinerja motor induksi yang semakin berkurang. Ini ditandai dengan adanya kenaikan temperatur dan efisiensi kinerja motor induksi semakin kecil. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu kajian berupa analisis untuk mengetahui pengaruh lepas suplai salah satu phasa terhadap temperature dan kinerja motor induksi, kemudian temperature motor induksi dibandingkan dengan hasil pngukuran menggunakan thermometer infrared dan dengan metode pengukur resitansi. Motor induksi tiga phasa dalam keadaan lepas suplai satu phasa terjadi penurunan kinerja,ditandai dengan kecepatan putaran motor 1400 rpm yang lebih rendah dari kondisi tegangan seimbang yaitu dengan kecepatan 1450 rpm, dan terjadi kenaikan temperature lebih tinggi dibandingkan pada saat suplai tegangan seimbang pengukuran suhu menggunakan thermometer infraredyaitu sebesar C/m, untuk lepas suplai satu phasa sebesar C/m, untuk tegangan seimbang dengan beban linier sebesar C/m, dan untuk lepas suplai satu phasa dengan beban linier sebesar C/m. i

4 KATA PENGANTAR Alhamdulillah atas izin dan ridho Allah SWT, penulis dapat menyusun dan menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat beriring salam penulis haturkan kepada Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi teladan bagi penulis untuk selalu belajar dan mencari ilmu. Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus penulis penuhi untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro,. Adapun judul Tugas Akhir penulis adalah: ANALISIS PENGARUH HILANGNYA SUPLAI SATU PHASA TERHADAP TEMPERATUR DAN KINERJA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA Dalam pelaksanaan Kerja Praktek ini penulis tidak bias terlepas dari banyak pihak, maka pada kesempatan kali ini penulis mengucapkan terimakasihkepada: 1. Ayah dan Ibu tercinta yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan penulis dan banyak memberikan dukungan moril maupun spiritual kepada penulis dari kecil hingga saat ini. 2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT. USU. Serta selakudosen penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini. 3. Bapak Rachmad Fauzi S.T., M.T. selaku sekretaris Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan

5 Tugas Akhir ini dan senantiasa memberikan bimbingan selama perkuliahan. 4. Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya untuk memberikan bantuan, bimbingan, dan pengarahan kepada penulis selama perkuliahan hingga penyusunan Tugas Akhir ini. 5. Pak Drs. Ali Hanafiah Rambe, ST. MT selaku dosen wali penulis. 6. Bapak Ir. Raja Harahap, MT., selaku Dosen Penguji Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan demi perbaikan Tugas Akhir ini. 7. Seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah mendidik penulis menuju jenjang Sarjana. 8. Seluruh staf pegawai Departemen Teknik Elektro FT USU yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi. 9. Bapak Fandi A. Saragih selaku pembimbing lapangan selama Kerja Praktek. 10. Bapak Sandy Anugraha & Bapak Eko Bambang yang telah memberikan banyak ilmu kepada penulis, baik secara teori maupun praktek secara langsung ke lapangan. 11. Seluruh pegawai PT. PLN (Persero) UPK Kitsum 2 (Pak Leo, Pak Choy, Pak Jimy, Pak Syahrul, Buk Ira) dan seluruh pegawai Indonesia Power (Pak Heri, Pak Aji, Pak Rafi, Pak Reo, dan Pak Abu) yang telah bersedia memberikan ilmu pengetahuannya kepada penulis selama melaksanakan Kerja Praktek. iii

6 12. Zein, Sepri, Endrawan, Syahlan, Sakinah, Aspar, Fikry, Alisa, Hazijah Afni, Angga dan Rais yang selalu memberi semangat, bantuan, tangisan dan senyuman kepada saya, selama menjalani pendidikan di Departemen Teknik Elektro FT USU hingga jenjang Sarjana. 13. Seluruh teman-teman stambuk 2011 yang selalu saling memberi semangat, bantuan, dan cerita selama mengerjakan tugas akhir ini. 14. Seluruh abang dan kakak senior serta adik-adik junior yang telah memberi dukungan dan bantuan. 15. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Saya menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh Karena itu, saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun.akhirnya penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya mahasiswa yang ingin mendalami sistem pembangkitan energi listrik. Medan, Januari 2016 Penulis

7 DAFTAR ISI ABSTRAK...i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR TABEL...xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Motor Induksi Konstruksi Motor Induksi Medan Putar Slip Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Phasa... 9 v

8 2.6. Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Aliran Daya Motor Induksi Effisiensi Motor Induksi Tiga Phasa Penentuan Parameter Motor Induksi Pengujian Tanpa Beban ( No Load Test ) Pengujian Rotor Tertahan ( Block Rotor Test) Tegangan Tidak Seimbang Metode Pengukuran Temperatur Motor Induksi BAB III METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Bahan dan Peralatan Pelaksanaan Penelitian Variable yang Diamati Prosedur Penelitian Pelaksanaan Penelitian Proses Pengumpulan Data Melakukan Analisa Data BAB IV PENGUJIAN MOTOR INDUKSI TIGA PHASA DENGAN LEPAS SUPLAI SATU PHASA Umum Data Percobaan... 39

9 Motor Induksi Tiga Phasa Dengan Suplai Tegangan Seimbang Dan Lepas Suplai Satu Phasa Tanpa Beban Motor Induksi Tiga Phasa Dengan Suplai Tegangan Seimbang Dan Lepas Suplai Satu Phasa Dalam Kadaan Berbeban Analisa Data Motor Induksi Tiga Phasa Dengan Suplai Tegangan Seimbang Dan Lepas Suplai Satu Phasa Tanpa Beban Motor Induksi Tiga Phasa Dengan Suplai Tegangan Seimbang Dan Lepas Suplai Satu Phasa Dalam Kadaan Berbeban BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Motor induksi 3 phasa... 4 Gambar 2.2 Bentuk konstruksi motor induksi... 5 Gambar 2.3 Alur / Slot pada motor induksi... 6 Gambar 2.4 Bentuk sederhana motor induksi dengan satu kumparan stator dan satu kumparan rotor... 6 Gambar 2.5 (a) kumparan a-a; b-b; c-c; dihubungkan 3 phasa... 8 (b) Arus tiga phasa setimbang... 8 (c)medan putar pada motor induksi 3 phasa... 8 Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen stator motor induksi Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen pada rotor motor induksi Gambar 2.8 Rangkaian ekivalen motor induksi 3 phasa Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen dilihat dari sisi stator motor induksi Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen dilihat dari sisi stator motor induksi Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen dari motor induksi Gambar 2.12 Diagram alirandaya motor induksi Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen motor induksi percobaan beban nol Gambar 2.14 Rangkaian ekivalen motor induksi pada percobaan block rotor test... 22

11 Gambar 2.15 (i) Diagram vector tegangan seimbang (ii) Diagram vector tegangan tidak seimbang Gambar 2.16 (i) Diagram vector urutan positif (ii) Diagram vector urutan negative (iii) Diagram vector urutan nol Gambar 2.17 Kurva penurunan rating motor induksi (NEMA) Gambar 3.1 Rangkaian pengukuran suhu motor induksi dengan menggunakan thermometer infrared dengan salah satu suplai phasa terbuka Gambar 3.2 Rangkaian pengukuran suhu motor induksi dengan menggunakan thermometer infrared dengan phasa normal Gambar 3.3 Rangkaian control pengukuran resistansi dengan DC test Gambar 3.4 Diagram alir penelitian Gambar 4.1 Grafik suhu untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai phasa seimbang, pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared Gambar 4.2 Perbandingan pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared dan pengukuran resistansi untuk tegangan seimbang Gambar 4.3 Grafik suhu untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai hilang salah satu phasa, pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared Gambar 4.4 Perbandingan pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared dan pengukuran resistansi untuk tegangan lepas suplai satu phasa Gambar 4.5 Grafik suhu untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai phasa seimbang dihubungkan ke beban, pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared ix

12 Gambar 4.6 Grafik suhu untuk motor induksi tiga phasa dengan tegangan seimbang dihubungkan ke beban, pengukuran suhu menggunakan metode pengukuran resistansi Gambar 4.7 Grafik efisiensi untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai phasa seimbang dihubungkan ke beban Gambar 4.8 Grafik suhu untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai salah satu phasa terlepas dihubungkan ke beban, pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared Gambar 4.9 Perbandingan pengukuran suhu dengan menggunakan thermometer infrared dan pengukuran resistansi untuk tegangan lepas suplai satu phasa dengan beban linier Gambar 4.10 Grafik efisiensi untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai salah satu phasa terlepas dihubungkan ke beban Gambar 4.11 Perbandingan efisiensi untuk motor induksi tiga phasa dengan suplai tegangan seimbang dan lepas suplai satu phasa dihubungkan ke beban... 64

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Distribusi reaktansi X1 dan X2 pada berbagai dengan desain motor induksi Tabel 2.2 Temperature rise for large motors with 1.0 sevice factor Tabel 4.1 Data hasil pengukuran suhu dalam keadaan suplai tegangan seimbang dengan thermometer infrared Tabel 4.2 Data hasil pengukuran DC test dalam keadaan suplai tegangan seimbang Tabel 4.3 Data hasil pengukuran suhu dalam keadaan lepas suplai satu phasa dengan thermometer infrared Tabel 4.4 Data hasil pengukuran DC test dalam keadaan lepas suplai satu phasa 40 Tabel 4.5 Data hasil pengukuran suhu dalam keadaan suplai tegangan seimbang dan motor di bebani, pengukuran dengan menggunakan thermometer infrared Tabel 4.6 Data hasil pengukuran DC test dalam keadaan suplai tegangan seimbang dengan motor berbeban Tabel 4.7 Data hasil pengukuran suhu dalam keadaan lepas suplai satu phasa dan motor berbeban, pengukuran dengan menggunakan thermometer infrared Tabel 4.8 Data hasil pengukuran DC test dalam keadaan lepas suplai satu phasa dengan motor berbeban Tabel 4.9 Data hasil perhitungan suhu motor induksi 3 phasa tegangan seimbang menggunakan metode pengukuran resistansi xi

14 Tabel 4.10 Data hasil perhitungan suhu motor induksi 3 phasa dalam keadaan lepas suplai satu phasa dengan menggunakan metode pengukuran resistansi Tabel 4.11 Data hasil perhitungan suhu motor induksi 3 phasa dengan keadaan tegangan seimbang dalam keadaan berbeban dengan menggunakan metode pengukuran resistansi Tabel 4.12 Data hasil perhitungan efisiensi motor induksi tiga phasa dengan tegangan seimbang dalam keadaaan motor berbeban Tabel 4.13 Data hasil perhitungan suhu motor induksi 3 phasa dengan lepas suplai satu phasa dalam keadaan berbeban dengan menggunakan metode pengukuran resistansi Tabel 4.14 Data hasil perhitungan efisiensi motor induksi tiga phasa dengan lepas suplai satu phasa dalam keadaaan motor berbeban Tabel 4.15 Perbandingan efisiensi antara tegangan seimbang dan lepas suplai tegangan satu phasa... 64