BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 GENERATOR Pengertian Generator Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator arus bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator, generator AC (alternating current), atau generator sinkron. Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yag berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar stator. Mesin ini tidak dapat dijalankan sendiri karena kutub-kutub rotor tidak dapat tiba-tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu sakelar terhubung dengan jala-jala. Generator arus bolak-balik dibagi menjadi 2 jenis, yaitu : 1. Generator arus bolak-balik 1 fasa 2. Generator arus bolak-balik 3 fasa 5

2 Kontruksi Generator Arus Bolak-balik Kontruksi generator arus bolak-balik ini terdiri dari 2 bagian utama yaitu : 1. Stator, yakni bagian diam yang mengeluarkan tegangan bolak-balik 2. Rotor, yakni bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator Stator terdiri dari badan generator terbuat dari bajayang berfungsi melindungi bagian dalam generator, kotak terminal name plate pada generator. Inti stator yang terbuat dari bahan feromagnetik yang berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakan lilitan stator. Lilitan stator yang merupakan tempat untuk menghasilkan tegangan,. Sedangkan, rotor berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor selinder). Kontruksi generator sinkron ini dapat dilihat pada Gambar 2.1 Stator : 1. Rumah Stator 2. Inti satator 3. Lilitan stator 4. Alur stator 5. Kontak hubung 6.Sikat Rotor : 1. Kutub magnet 2. Lilitan penguat magnet 3. Cincin seret (slip ring) 4. Poros Gambar 2.1 Konstruksi Generator Arus Bolak-balik

3 7 Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medan magnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam seperti dapat di lihat pada gambar 2.2. Gambar 2.2 Konstruksi generator berkutub dalam Keuntungan generator kutub dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincin geser dan sikat arang. Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar. Generator sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi dan arus yang besar. Secara umum kutub magnet generator sinkron dibedakan atas : a. Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol (salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang banyak. Diameter rotornya besar dan berporos pendek. Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm), dengan jumlah kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor dibuat alur-alur untuk tempat lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti kutub.

4 Prinsip Kerja Generator Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan electromotive force (EMF) atau GGL pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan selatan, maka tegangan yang dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Besarnya tegangan induksi memenuhi persamaan: E = Kd. Ks. ω. Φ. p.g. Nc (2.1) E = 4,44. Kd. Ks. f. Φ. p. g. Nc Dimana: E = ggl yang dibangkitkan (volt) Kd = faktor kisar lilitan ω = kecepatan sudut dari rotor (rad/second) f = frekuensi (hertz) Φ = fluks medan magnet Nc = jumlah lilitan g = jumlah kumparan per pasang kutub per fasa Generator AC bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Generator AC terdiri atas stator yang merupakan elemen diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan terdiri dari belitan-belitan medan. Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan

5 9 utamanya berputar dan lilitan jangkarnya dihubungkan dengan dua cincin geser. Suatu mesin diesel generator set terdiri atas : a. Prime mover atau pengerak mula, dalam hal ini mesin diesel (dalam bahasa inggris disebut diesel engine) b. Generator c. AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch) d. Baterai dan Battery Charger e. Panel ACOS (Automatic Change Over Switch) f. Pengaman untuk peralatan g. Perlengkapan instalasi tenaga Sistem Sistem Pendukung Pada Generator Dalam pengoperasiannya, suatu instalasi genset memerlukan system pendukung agar dapat bekerja dengan baik dan tanpa mengalami gangguan. Secara umum sistem-sistem pendukung tersebut dibagi menjadi 3 bagian, yaitu : a. Sistem pelumasan, untuk mengurangi getaran antara bagian-bagian yang bergerak dan untuk membuang panas, maka semua bearing dan dinding dalam dari tabung-tabung silinder diberi minyak pelumas. b. Sistem bahan bakar, dimana bahan bakar yang disemprotkan ke dalam ruang silinder, sesaat sebelum piston mencapai titik mati atasnya (TMA). Untuk itu oleh pompa penyemperot bahan bakar 1 ditekankan sejumlah bahan bakar yang sebelumnya telah dibersihkan oleh saringan-bahan bakar 5, pada alat pemasok bahan bakar atau injektor 7 yang terpasang dikepala silinder seperti

6 10 terlihat pada gambar 2.3. Karena melewati injektor tersebut, maka bahan bakar masuk ke dalam ruang silinder dalam keadaan terbagi dengan bagianbagian yang sangat kecil (biasa juga disebut dengan proses pengkabutan). Di dalam udara yang panas akibat pemadatan itu bahan bakar yang sudah dalam keadaan bintik-bintik halus (kabut) tersebut segera terbakar. Pompa bahan bakar 2 mengantar bahan bakar dari tangki harian 8 ke pompa penyemprot bahan bakar. Bahan bakar yang kelebihan yang keluar dari injektor dan pompa penyemperot dikembalikan kepada tanki harian melalui pipa pengembalian bahan bakar. Gambar 2.3. Sistem bahan bakar Keterangan : 1. Pompa penyemperot bahan bakar 2. Pompa bahan bakar 3. Pompa tangan untuk bahan bakar 4. Saringan bahar/bakar penyarinnan pendahuluan 5. Saringan bahan bakar/penyaringan akhir 6. Penutup bahan bakar otomatis 7. Injektor 8. Tanki 9. Pipa pengembalian bahan bakar 10. Pipa bahan bakar tekanan tinggi 11. Pipa peluap.

7 11 c. Sistem pendinginan. Energi yang terkandung dalam bahan bakar yang diberikan pada mesin dapat diubah menjadi tenaga mekanik sedang sebagian lagi tersisa sebagai panas. Panas yang tersisa tersebut akan diserap oleh bahan pendingin yang ada pada dinding-dinding bagian tabung silinder yang membentuk ruang pembakaran, demikian pula bagian-bagian dari kepala silinder didinginkan dengan air. Sedangkan untuk piston didinginkan dengan minyak pelumas dan panas yang diresap oleh minyak pendingin itu kemudian disalurkan melewati alat pendingin minyak, dimana panas tersebut diserap oleh bahan pendingin. 2.2 KOMPONEN UTAMA SISTEM GENSET OTOMATIS Battery Battery merupakan suatu proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik yang berupa sel listrik. Pada dasarnya sel listrik terdiri dari dua buah logam/ konduktor yang berbeda dicelupkan ke dalam larutan maka akan bereaksi secara kimia dan menghasilkan gaya gerak listrik antara kedua konduktor tersebut.proses pengisian battery dilakukan dengan cara mengalirkan arus melalui sel-sel dengan arah yang berlawanan dengan aliran arus dalam proses pengosongan sehingga sel akan dikembalikan dalam keadaan semula. Battery yang digunakan pada sistem otomatis Gen Set berfungsi sebagai sumber arus DC pada starting diesel.

8 Battery Charger Alat ini berfungsi untuk proses pengisian battery dengan mengubah tegangan PLN 220V menjadi 24 V menggunakan rangkaian penyearah. Battery Charger ini biasanya dilengkapi dengan pengaman hubung singkat (Short Circuit) berupa sekering/ fuse. Spesifikasi dari alat ini sebagai berikut : a. Tegangan masukan (input) : 220 V / 400 V b. Frekuensi : 50 / 60 Hz c. Toleransi yang diijinkan : 50 Hz = Rating tegangan 0,9 1,15% 60 Hz = Rating tegangan 0,9 1,25% Alat yang memiliki sumber energi kimia yang dapat menghasilkan energi listrik disebut dengan electric cell (sel listrik). Dan ketika beberapa sel listrik tersebut dihubungkan secara elektrik akan menjadi baterai. Gambar 2.4 Battery charger

9 13 Baterai ini terdiri atas elektoda dan elektrolit. Elektroda berbentuk pelat (lapisan, sedangkan elektrolit berbentuk larutan). Ketika elektoda dihubungkan dengan suatu konduktor akan terjadi pergerakan arus dalam elektrolit tersebut. Elektoda ini ada dua macam yaitu katoda dan anoda. Katoda adalah elektoda negatif berfungsi sebagai pemberi elektron dan elektrolit. Anoda adalah elektoda positif berfungsi sebagai penerima elektron Relay Relay berfungsi sebagai penggerak pada kontak. Relay akan bekerja dengan cara memberi tegangan pada kumparannya, sehingga akan menggerakkan kontak untuk posisi membuka (normally closed - NO) maupun untuk posisi menutup (normally opened - NC). Relay ada dua macam, yaitu relay biasa dan relay dengan timer. Kedua jenis relay tersebut digunakan sesuai dengan fungsi dan keperluannya. Relay biasa digunakan untuk menghubungkan lampu-lampu indikator tanpa penundaan waktu, sedangkan relay dengan penundaan waktu digunakan pada saat start diesel. Hal ini diperlukan karena bila start pertama maka dibutuhkan selang waktu tertentu untuk start berikutnya sampai mesin diesel dapat beroperasi. Ada beberapa jenis relay pengaman yang di pakai dalam instlasi genset : a. Relay arus lebih,thermal over load relay (TOLR) digunakan untuk melindungi motor dan perlengkapan kendali motor dari kerusakan akibat beban lebih atau terjadinya hubungan singkat antar hantaran yang menuju jaring atau antar fasa. b. Relay tegangan lebih, bekerja bila tegangan yang dihasilkan generator melebihi batas nominalnya.

10 14 c. Relay diferensial, bekerja atas dasar perbandingan tegangan atau perbandingan arus, yaitu besarnya arus sebelum lilitan stator dengan arus yang mengalir pada hantaran yang menuju jaring-jaring. d. Relay daya balik, berfungsi untuk mendeteksi aliran daya aktif yang masuk ke arah generator. 2.3 PENGAMAN UNTUK PERALATAN Sekring Sekering, sering disebut juga dengan pengaman lebur atau fuse. Fungsi sekering adalah mengamankan peralatan atau instalasi listrik dari gangguan hubung singkat. Dalam pemasangannya, sekering dihubungkan pada hantaran fasa yang tidak diketanahkan (R, S, T). Pengaman lebur ini mempunyai karakteristik pemutusan lebih cepat dibandingkan dengan MCB. Pengaman ini hanya dapat dipakai satu kali dan tidak bisa dioperasikan kembali. Berdasarkan pada cara pemutusannya, sekering dibagi menjadi dua macam yaitu sekering patron lebur dan sekering otomat. Sekring sebagai pengaman lebur berfungsi untuk mengamankan instalasi dari gangguan hubung singkat. Jika suatu sekering dilewati arus di atas arus kerjanya, maka pada waktu tertentu sekering tersebut akan lebur (putus). Besarnya arus yang dapat meleburkan suatu sekering dalam waktu 4 jam dibagi arus kerja disebut faktor peleburan berkisar 1 hingga 1,5. Hubungan antara arus dan waktu putus berbanding terbalik, artinya bila arus yang melalui patron lebur makin besar maka waktu pemutusan semakin singkat seperti terlihat pada gambar 2.5, sehingga patron lebur ini merupakan gawai proteksi arus lebih (GPAL)

11 15 dengan karakteristik waktu terbalik (invers). Arus penguat sebuah pengaman lebur tidak sama dengan arus yang menyebabkan pengaman putus. Sebuah proteksi harus dapat dibebani dengan arus nominalnya secara kontinyu tanpa batas waktu. Arus nominalnya kira-kira 70 % dari batas arus maksimalnya (Ig). Kalau dibebani dengan batas ini terusmenerus lama- kelamaan pengaman akan putus. t Gambar 2.5 Karakteristik sekering MCB (Mini Circuit Breaker) MCB merupakan pengaman otomatis untuk memutuskan sirkit secara otomatis apabila arusnya melebihi setting dari MCB tersebut. Pengaman otomatis dapat langsung dioperasikan kembali setelah mengalami pemutusan (trip) akibat adanya gangguan arus hubung singkat dan beban lebih. Bagian bagian MCB dapat di lihat seperti pada gambar 2.6. Spesifikasi MCB pada umumnya dibagi dalam 3 parameter operasi yang terdiri atas : a. Ue (tegangan kerja), spesifikasi standar MCB digambarkan sebagai berikut: Ue =230 V dan 400V b. Ie (arus kerja), spesifikasi standar MCB digambarkan sebagai berikut: Ie = 2A -100A c. Icn (kapasitas arus pemutusan), spesifikasi standar MCB digambarkan sebagai berikut: Icn = 4.5kA-25kA

12 16 Keterangan gambar : 1.Tuas Operasi Strip 2.Aktuator Mekanis 3.Kontak Bergerak 4.Terminal Bawah 5. Bimetal 6. Sekrup Kalibrasi 7. Kumparan magnetis 8. Ruang busur api Gambar 2.6 Konstruksi MCB Terdapat 2 Cara kerja MCB yaitu : a. Thermis, prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua jenis logam yang koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas jadi satu keping (bimetal) dan dihubungkan dengan kawat arus. Jika arus yang melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang diperkenankan maka bimetal tersebut akan melengkung dan memutuskan aliran listrik. b. Magnetik, prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat yang cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi elektromagnetis. Semakin besar arus hubung singkat, maka semakin besar gaya yang menggerakkan sakelar tersebut sehingga lebih cepat memutuskan rangkaian listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off. Busur api yang terjadi masuk ke dalam ruangan yang berbentuk pelat-pelat, tempat busur api dipisahkan, didinginkan dan dipadamkan dengan cepat.

13 MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) MCCB atau Moulded Case Circuit Breaker adalah alat pengaman yang berfungsi sebagai pengamanan terhadap arus hubung singkat dan arus beban lebih. MCCB memiliki rating arus yang relatif tinggi dan dapat disetting sesuai kebutuhan, konstruksi MCCB dapat di lihat pada gambar 2.7. Spesifikasi MCCB pada umumnya dibagi dalam 3 parameter operasi yang terdiri atas : a. Ue (tegangan kerja), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai berikut: Ue =250 V dan 690 V b. Ie (arus kerja), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai berikut: Ie = 40A-1600 A. c. Icn (kapasitas arus pemutusan), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai berikut: Icn =16kA ka Gambar 2.7 Konstruksi MCCB

14 ACB (Air Circuit Breaker) ACB atau Air Circuit Breaker adalah alat pengaman yang berfungsi sebagai pengamanan terhadap arus hubung singkat dan arus beban lebih menggunakan sistem tenaga udara. ACB memiliki rating arus yang relatif tinggi dan dapat disetting sesuai kebutuhan, konstruksi ACB dapat di lihat pada gambar 2.8. Spesifikasi ACB pada umumnya dibagi dalam 3 parameter operasi yang terdiri dari [6]: a. Ue (tegangan kerja), spesifikasi standar ACB digambarkan sebagai berikut: Ue = 50 V dan 690 V b. Ie (arus kerja), spesifikasi standar ACB digambarkan sebagai berikut: Ie = A c. Icn (kapasitas arus pemutusan), spesifikasi standar ACB digambarkan sebagai berikut: Icn = 65kA ka Gambar 2.8 Konstruksi ACB Accessories Circuit Breaker Material bantu sebagai kelengkapan Circuit Breaker di berikan sebagai berikut : a. MN/UVR/UVT = Under Voltage Release.sistem operasi, bila UVT diisi

15 19 tegangan maka coil akan bekerja menarik togle mekaniknya, sehingga ACB/MCCB bisa bekerja secara normal close (ON)/Open (OFF) tanpa ada hambatan. Bila tegangan dilepas maka togle mekanik akan kembali normal melepas togle dan menekan/mengunci sistim mekanik pada ACB sehingga ACB akan trip (bila posisi sebelumnya ON) atau akan mengunci sistim mekanik ACB/MCCB sehingga tidak bisa dioperasikan ON/OFF baik secara Auto maupun Manual bila UVT terpasang. b. XF = Closing Release, sistem operasi, bila diisi tegangan maka coil akan bekerja menekan/mendorong togle mekanik ACB sehingga ACB akan Close/ON (pemasangan pararel dengan tombol mekanik ON), Setelah ACB/MCCB ON/Close maka closing release coil harus dilepas tegangannya agar togle kembali diposisi semula dan tidak mengunci sistim OFF/Open, ini biasa di lakukan dengan cara menginterlock salah satu cable control yang menuju ke coil melalui Auxiliary Contact yang tersedia (NC) sehingga sewaktu ACB sudah Close/ON, sistim ke Coil terputus dan XF tidak bekerja lagi. c. MX = Shunt trip, sistim operasi, sistem kerja persis sama dengan XF, biasanya barangnya juga sama/satu macam. Hanya sedikit perbedaannya adalah terletak pada fungsi dan letak pemasangannya. Fungsi MX adalah untuk membuka ACB/Open, pada saat diisi tegangan, coil akan mendorong togle mekanik yang menekan sistim mekanik OFF pada ACB sehingga ACB/MCCB akan OFF/Open. Pemasangan biasanya pararel dengan tombol mekanik OFF pada ACB. Karena sistim kerja hanya sesaat maka wiring cable harus dilewatkan dulu melalui Auxiliary Contact NO (terbuka/open contact pada saat CB

16 20 OFF/Open. Dan harus Contact pada saat ACB pada posisi ON/Close. d. OF/SD = Auxiliary Contact, sistim operasi,hanya berupa Switch ON/OFF NO (Normally Open/kondisi normal terbuka/lepas),nc (Normally Close/kondisi normal berhubungan/sambung) dan C (Common/basis yangbisa dihubungkan dengan NO/NC). Pada prinsipnya sama dengan OF/SD, hanya saja Auxiliary jenis ini hanya akan bekerja/ posisi switch berubah akibat terjadinya trip overload/over current/fault lainnya. Fungsi Auxiliary ini adalah untuk memberikan proteksi tambahan agar bila terjadi Fault semacamnya maka motor ACB/MCCB, MN,MX,XF akan secara automatis tidak dapat difungsikan kecuali di reset secara manual atau melalui Remote Reset. e. MCH = Gear Motor/Motor Mechanism Sistem operasi, berupa sistem mekanik dan motor yang berfungsi untuk menyiapkan spring mekanik dalam keadaan siap untuk dioperasikan ON (Close) atau OFF (Open). Biasanya sudah dilengkapi dengan fasilitas pemutus tegangan bila kondisi motor sudah selesai tugasnya, maka motor tidak akan bekerja lagi. Fasilitas lain yang tersedia adalah biasanya motor MCCB/ACB setelah melakukan reset/ energize, maka motor akan berhenti sendiri, tetapi kadang-kadang dilengkapi dengan fasilitas tambahan NO, sehingga apabila motor selesai energize maka akan keluar tegangan pula (Aux NO) yang bisa dimanfaatkan lagi untuk Closing/Open.

17 TOLR (Thermal Overload Relay) TOLR adalah suatu pengaman beban lebih menurut PUIL 2000 bagian yaitu proteksi beban lebih (arus lebih) dimaksudkan untuk melindungi motor dan perlengkapan kendali motor, terhadap pemanasan berlebihan sebagai akibat beban lebih atau sebagai akibat motor tak dapat diasut. Beban lebih atau arus lebih pada waktu motor berjalan bila bertahan cukup lama akan mengakibatkan kerusakan atau pemanasan yang berbahaya pada motor tersebut. TOLR memiliki rating yang berbeda-beda tergantung dari kebutuhan biasanya tiap-tiap TOLR batas ratingnya dapat diatur, untuk lebih jelasnya lihat gambar 2.9 konstruksi TOLR. Gambar 2.9 Konstruksi TOLR Pada prinsipnya TOLR terdiri atas 2 buah macam logam yang berbeda tingkat pemuaian yang ber beda pula. Kedua logam tersebut dilekatkan menjadi satu yang disebut bimetal. Apabila bimetal tersebut dipanasi maka akan membengkak karena perbedaan tingkat pemuaian kedua logamnya. Bimetal tersebut diletakan didekat sebuah elemen pemanas yang dilalui oleh arus menuju beban ujung yang satu dipasang tetap sedangkan

18 22 yang lainnya dipasang bebas bergerak dan membengkok dan dapat membukakan kontakkontaknya dengan demikian rangkaian beban atau motor akan terputus. Besarnya arus yang diperlukan untuk mengerjakan bimetal sebanding dengan besarnya arus yang diperlukan untuk membuat alat pengaman terputus. Di dalam penggunaanya sesuai dengan PUIL 2000 pasal bahwa gawai proteksi beban lebih yang digunakan adalah tidak boleh mempunyai nilai pengenal, atau disetel pada nilai yang lebih tinggi dari yang diperlukan untuk mengasut motor pada beban penuh Kontaktor Kontaktor adalah gawai elektromekanik yang dapat berfungsi sebagai penyambung dan pemutus rangkaian, yang dapat dikendalikan dari jarak jauh pergerakan kontakkontaknya terjadi karena adanya gaya elektromagnet. Kontaktor magnet merupakan sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan, artinya bekerja bila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontakkontak. Arus kerja normal adalah arus yang mengalir selama pemutaran tidak terjadi. Kumparan/belitan magnet (coil) suatu kontaktor magnet dirancang untuk arus searah (DC) saja atau arus bolak-balik (AC) saja. Sedangkan menurut kerjanya, kontak-kontak dibedakan menjadi dua yaitu Normally Open (NO) dan Normally Close (NC), lihat gambar 2.10 dan 2.11 simbol dan konstruksi kontaktor. Gambar 2.10 Simbol kontaktor

19 23 Gambar 2.11 Konstruksi kontaktor Busbar Support Sesuai standard IEC 439, VDE dan BS 5486 Bus-bar support terdiri dari unipolar/multi polar. Isolasi support harus sesuai dengan ukuran copper (tembaga). Kapasitas dari Bus bar harus sesuai dengan standard Puil dan DIN Terdiri dari 1,2,3, dan 4 pole dan Spesifikasinya : a. High Dielectric strength b. High Mechanical wisthstand c. Tahan terhadap temperatur sesuai dengan rekomendasi Gambar 2.12 Konstruksi Busbar

20 SISTEM PENGAMAN Sistem pengaman harus dapat bekerja cepat dan tepat dalam mengisolir gangguan agar tidak terjadi kerusakan fatal. Proteksi pada mesin generator ada dua macam yaitu : a. Pengaman alarm, bertujuan memberitahukan kepada operator bahwa ada sesuatu yang tidak normal dalam operasi mesin generator dan agar operator segera bertindak. b. Pengaman trip, berfungsi untuk menghindarkan mesin generator dari kemungkinan kerusakan karena ada sistem yang berfungsi tidak normal maka mesin akan stop secara otomatis. Jenis pengaman trip antara lain : Putaran lebih (over speed) Temperatur air pendingin tinggi Tekanan minyak pelumas rendah Emergency stop Reverse power 2.5 AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR (AVR) AVR adalah mengatur arus penguatan (excitacy) pada exciter. Sistem pengoperasian Unit AVR (Automatic Voltage Regulator) berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan dengan kata lain generator akan tetap mengeluarkan tegangan yang selalu stabil tidak terpengaruh pada perubahan beban yang selalu berubah-ubah, dikarenakan beban sangat mempengaruhi tegangan output generator.

21 25 Prinsip kerja dari AVR adalah mengatur arus penguatan (excitacy) pada exciter. Apabila tegangan output generator di bawah tegangan nominal tegangan generator, maka AVR akan memperbesar arus penguatan (excitacy) pada exciter. Dan juga sebaliknya apabila tegangan output Generator melebihi tegangan nominal generator maka AVR akan mengurangi arus penguatan (excitacy) pada exciter. Dengan demikian apabila terjadi perubahan tegangan output Generator akan dapat distabilkan oleh AVR secara otomatis dikarenakan dilengkapi dengan peralatan seperti alat yang digunakan untuk pembatasan penguat minimum ataupun maksimum yang bekerja secara otomatis. 2.6 PANEL-PANEL GENSET Panel ATS/AMF Panel Automatic Transfer Switch/ Automatic Main Failure (ATS/AMF) bisa beragam model, ukuran, kualitas dan jenis material yang terpasang didalamnya, seperti terlihat pada gambar 2.13 panel ATS/AMF, dari berbagai macam panel ATS/AMF fungsi utamanya tetaplah sama yaitu melakukan perintah start-stop generator set/genset serta melakukan pemindahan sumber tenaga listrik dari sumber tenaga utama yang sedang bermasalah ke sumber tenaga listrik cadangan yaitu genset. Letak perbedaannya adalah dari segi kualitas material terpasang serta tingkat keamanan (safety), lifetime, serta sistim perawatannya. Panel ATS/AMF standar relay adalah panel ATS dan AMF mempergunakan relay dan timer untuk sistim operasinya.

22 26 Gambar 2.13 Panel ATS/AMF Untuk transfer power bisa mempergunakan kontaktor (main contactor) maupun circuit breaker (MCCB) yang dilengkapi dengan motor penggerak, panel jenis ini adalah peletak dasar dari perkembangan sistim AMF yang beredar sekarang ini. Kelebihan dari panel ATS standard relay ini adalah biaya perawatan yang cukup murah, apabila terjadi kerusakan salah satu komponennya cukup dilakukan penggantian pada unit yang bermasalah tersebut, bisa relay atau timernya, akan tetapi rendahnya biaya perawatan ini belum tentu seiring dengan mudahnya melakukan diagnosa kerusakan material apabila sistim otomatis mengalami kegagalan fungsi. Wiring diagram panel seharusnya disertakan dengan jelas untuk mempermudah melakukan analisa letak masalah, makin kompleks sistim proteksi makin banyak pula jumlah relay dan timer. Akan sangat bermanfaat sekali apabila wiring cable control panel yang terinstal dilengkapi

23 27 dengan sistim penomoran (addressing) yang jelas sehingga cukup membantu menyelesaikan masalah Panel AC dan Panel DC Generator set terdiri atas bagian yang disebut engine/mesin diesel atau sejenisnya sebagai media penggerak bagian lain yang biasa disebut dengan alternator sebagai pembangkit tegangan. Panel genset atau engine controller terdiri dari 2 bagian yaitu: panel AC dan panel DC Panel AC Panel AC adalah panel kontrol untuk memonitor maupun mengendalikan energi listrik dari generator ke sisi beban, umumnya terdiri atas rangkaian meter ampere, volt, frequency (Hz), kw maupun cos phi meter dan juga ada optional seperti selector volt, selector ampere, current transformer (CT), pilot lamp, dan MCB control/fuse. Sebagai pemutus power biasanya dipasang ACB yang langsung terhubung dengan alternator yang selain berfungsi sebagai pemutus tegangan juga berfungsi sebagai pembatas beban dan pengaman terhadap karakter gangguan di sisi beban (pemakaian) Panel DC Panel DC adalah panel kontrol untuk memonitor maupun mengendalikan unit engine/ mesin diesel atau sejenisnya, panel ini biasanya terdiri atas meter-

24 28 meter indikator untuk memonitor parameter yang terpasang di sisi mesin seperti tekanan oli (oil pressure), temperatur media pendingin mesin (water temperature), temperatur mesin (engine tmperature), temperatur gas buang (exhaust temperature), temperatur oli (oil emperature), putaran mesin (RPM), tegangan charger battery (V DC), power charge (A DC) maupun jam pemakaian (hour counter) seperti terlihat pada gambar Yang semuanya biasa dihubungkan dengan tranduscer/transmitter/sender. Umumnya indikator standar yang terpasang di panel genset adalah A/V battery, oil pressure indikator, water temperature indikator dan hour conter. Gambar 2.14 Mimic panel AC/DC Fasilitas proteksi sisi mesin umumnya adalah proteksi terhadap rendahnya tekanan oli / low oil pressure (LOP), bilamana tekanan minyak yang diperlukan mesin untuk pelumasan berkurang maka switch secara otomatis akan bekerja dan memutuskan sistem sehingga genset akan berhenti berputar untuk menghindari resiko keausan pada bagian mesin yang dinamis/bergerak) dan temperatur media

25 29 pendingin (radiator) / high water temperature (bilamana suhu air pendingin meningkat sampai batas toleransi (umumnya C, maka switch akan bekerja pula memutuskan system sehingga genset akan berhenti untuk mencegah efek struktur metal engine yang bisa memuai). Untuk genset dalam kapasitas besar biasanya juga disertai proteksi untuk kelebihan kecepatan putaran mesin (over speed). (bila kecepatan putaran mesin melebihi batas toleransi setting putaran operasi standard 1500 rpm untuk frequency 50 Hz dan 1800 rpm untuk 60 Hz maka switch akan bekerja menghentikan putaran mesin untuk mencegah resiko kerusakan mesin). Untuk panel control pack yang menggunakan modul controller AC DC biasanya sudah dikemas dalam satu modul sederhana dan praktis serta memiliki keakurasian yang tinggi. Umumnya sistem pengaman mesinnya diset berdasarkan pada seting angka nominal parameter yang dibaca dari unit sender/tranduscer dan cenderung jauh lebih flexible dibandingkan dengan menggunakan control relay saja Panel ACOS ACOS (Automatic Change Over Switch) seperti terlihat pada gambar 2.15 merupakan panel pengendalian generator dan terdapat beberapa tombol yang masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda. Tombol pengontrol operasi genset automatic, antara lain yaitu: a. Off : Tombol untuk menginstruksikan operasi generator set berhenti

26 30 b. Automatic : Tombol untuk menginstruksikan operasi bekerja secara otomatis c. Trial Service : Tombol untuk percobaan unit Gen Set beroperasi tanpa beban d. Manual Service : Tombol untuk mesin beroperasi secara manual e. Manual Starting : Tombol untuk start mesin secara manual f. Manual Stoping : Tombol untuk instruksi mesin berhenti secara manual g. Signal Test : Tombol untuk memeriksa lampu-lampu atau alat indikator h. Horn Off : Tombol untuk menghentikan indikator horn/sirine apabila berbunyi i. Release : Tombol untuk mematikan lampu-lampu indikator yang menyala j. Start : Tombol untuk mengoperasikan generator set. Tombol ini bekerja jika tombol manual starting bekerja k. Start Fault : Tombol untuk mengetahui gangguan lewat lampu indikator l. Engine Running : Tombol untuk mengaktifkan indikator Gen Set m. Supervision On : Tombol untuk memindahkan suplai beban secara otomatis berdasarkan waktu yang telah ditentukan n. Low Oil Pressure : Indikator minyak pendingin mesin tekanan rendah

27 31 o. Temperature To High : Indikator mesin diesel telah bertemperature tinggi. p. Generator Over Load : Indikator generator terbebani lebih Panel pengendalian tersebut menggunakan suatu rangkaian pengendali dari gabungan beberapa macam sistem, antara lain : 1. Sistem Magnetik Sistem ini menggunakan relay-relay atau kontaktor yang bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. 2. Sistem Elektronik Sistem ini menggunakan perangkat elektronik baik yang bekerja secara analog maupun digital. 3. Sistem Manual Dalam hal ini menggunakan peralatan sakelar manual key contact dan lain sebagainya. Ketiga sistem tersebut digabungkan sehingga diperoleh keunggulan-keunggulan sebagai berikut : 1. Mudah dalam pemeliharaan 2. Dalam pengoperasiannya tidak perlu dilakukan pelatihan khusus karena sangat mudah dioperasikan. 3. Mempunyai tingkat keamanan yang sangat tinggi, hal ini sangat diperlukan karena menyangkut masalah keselamatan operator dan peralatan yang peka. 4. Mempunyai tingkat kehandalan yang sangat tinggi

28 Gambar 2.15 Mimic panel ACOS 32