BAB III LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB III LANDASAN TEORI 3.1 TEORI DASAR GENSET Genset adalah singkatan dari Generating Set. Secara garis besar Genset adalah sebuah alat /mesin yang di rangkai /di design /digabungkan menjadi satu kesatuan.yaitu : 1. Mesin penggerak / motor sebagai pengubah energi dari bahan bakar, air, gas, udara dan sebagainya menjadi energi gerak. 2. Generator itu sendiri Sebagai pengubah energi gerak menjadi energi listrik. Kedua komponen ini di gabungkan sehingga dapat menghasilkan energi listrik. Fungsi genset ialah alat untuk membangkitkan tenaga listrik.salah satu mesin penggeraknya adalah diesel, bisa juga menggunakan solar atau air. Banyak merk genset yang dijual dipasaran dan dayanya tergantung kebutuhan konsumen, misal 400 KVA dan lain-lain.mesin generator adalah kombinasi dari sebuah generator listrik dan sebuah mesin (prime mover) yang dipasang bersama untuk membentuk satu peralatan. Genset dengan daya kecil seringkali dipakai di rumah-rumah tangga. Peletakan Genset di dalam rumah dapat menimbulkan bising, sehingga perlu dievaluasi tingkat kebisingan di setiap ruangan di dalam rumah tersebut. Untuk mengevaluasi tingkat kebisingan di setiap ruang dilakukan dengan cara memasukkan nilai spsesifikasi tingkat kebisingan dari Genset yang akan dipasang kedalam. Salah satu cara pengukuran tingkat kebisingan didalam ruangan akibat sumber bunyi tertentu adalah dengan menghitung nilai tingkat tekanan bunyi yang dihasilkan diruang sumber, kemudian mengukur tingkat tekanan bunyi diruang penerima dengan memperhatikan faktor koefisien serapan bahan pada dinding dan perabotan didalam ruangan serta nilai transmission lossnya. 11

2 Genset (generator set) dapat menghasilkan listrik secara mandiri tanpa terhubung ke jaringan listrik kota. Mereka bisa menghasilkan sejumlah besar daya, tapi seperti halnya semua benda mekanik, mereka rentan terhadap kerusakan dan memerlukan perbaikan. Perbaikan generator dapat mengganggu aktifitas sehari-hari, tapi merupakan suatu bagian penting dari memiliki dan mengoperasikan generator. Generator yang paling banyak digunakan di perusahaan-perusahaan adalah komersial alternator, yang memiliki dua lilitan yaitu lilitan berputar dan lilitan stasioner.lilitan berputar menarik oleh arus searah, sedangkan lilitan stasioner menghasilkan arus bolak-balik. Cara kerja genset yaitu: Prime mover atau penggerak mula merupakan peralatan yang berfungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Penting untuk memahami bahwa generator tidak benar-benar membuat energi listrik. Sebaliknya, genset menggunakan energi mekanik disediakan untuk itu untuk memaksa pergerakan muatan listrik hadir dalam kawat gulungan melalui sebuah sirkuit listrik eksternal. Genset mengubah energi pada bahan bakar menjadi energi gerak oleh engine yang kemudian diubah menjadi energi listrik oleh alternator. Aliran muatan listrik merupakan arus keluaran listrik dipasok oleh generator. Genset mampu digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau off-grid (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset dipakai oleh rumah sakit dan industri yang menginginkan sumber listrk yang besar dan relaif stabil. Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya memakai generator sinkron (alternator) pada pembangkitan. Generator sinkron mempunyai dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan jangkar. Generator ini kapasitasnya besar, medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor. Genset bekerja sepuluh detik ketika listrik padam, sepuluh detik berikutnya tenaga listrik diswitch ke genset, saat itu lampu bisa menyala kembali. Cara kerja generator genset yang memberikan supply listrik setelah duapuluh detik ini ditopang oleh AVR (Automatic Voltage Regulator).Di dalam AVR, ada Mutual Reactor (MT) yaitu semacam trafo jenis CT (Current Transformer) yang menghasilkan arus listrik 12

3 berdasarkan besaran arus beban yang melaluinya secara rangkaian seri. Arus listrik yang dihasilkan ini digunakan untuk memperkuat medan magnet pada belitan rotor. Namun untuk menjaga kestabilan AVR tidak cukup hanya dengan mengandalkan AVR saja, genset juga dilengkapi Sistem Governor untuk menjaga kestabilan RPM (Rotation Power Momentum) nya sehingga bisa menghasilkan frekuensi putaran yang stabil pada saat ada atau tidak ada beban, hal ini bisa dilakukan dengan mengatur suplai BBM (biasanya solar) pada generator genset. Adapun ketika listrik menyala, sebuah switch (biasanya ATS-Automatic Transfer Switch) otomatis mengalihkan power supply dari genset ke PLN, sehingga tidak mengganggu kenyamanan konsumen. Dalam 5 detik genset akan mati secara otomatis. Gambar 3.1 mesin genset Cara kerja genset tentu bergantung pada komponen utama yang ada didalamnya. Ada beberapa komponen utama yang bekerja pada genset untuk menghasilkan energi listrik. Komponen tersebut adalah: 13

4 1. Mesin / Engine Gambar 3.1a Engine Mesin merupakan komponen utama dari Generator Set atau Genset. Mesin merupakan sumber energi input mekanis untuk generator. Ada beberapa bahan bakar yang digunakan agar mesin generator bisa beroperasi, diantaranya bensin, gas, atau diesel (solar). Bensin biasa digunakan di generator dengan kapasitas kecil sedangkan gas dan diesel biasanya digunakan di generator dengan kapasitas besar. 2. Alternator Gambar 3.1b Alternator Input mekanis dari mesin menghasilkan output listrik, alternator inilah bagian generator yang menghasilkan output listrik tersebut. Stator dan Rotor atau Amature merupakan komponen yang bekerja di dalam generator. Stator merupakan komponen stasioner. Rotor atau Amature merupakan komponen yang bergerak menghasilkan medan magnet. 14

5 3. Tangki Bahan Bakar Gambar 3.1c Tangki bahan bakar Besarnya kapasitas tangki bahan bakar berbanding lurus lamanya genset mampu beroperasi. Biasanya tangki bahan bakar mampu menjaga genset untuk beroperasi selama 6 hingga 8 jam. Dan untuk aplikasi yang komersial biasanya menggunakan tangki bahan bakar eksternal yang tentunya berguna untuk memperlama waktu operasional dari genset. 4. Voltage Regulator Gambar 3.1d Voltage regulator Voltage Regulator merupakan komponen yang mengatur besarnya tegangan yang keluar dari generator. Hal ini sangat penting, karena jika listrik yang dihasilkan genset memiliki tegangan yang tidak stabil, tentu akan merusak alat-alat yang dipakai dengan genset tersebut, bahkan alat listrik bisa tidak berfungsi. 5. Exhaust Cooling System 15

6 Gambar 3.1e Exhaust cooling Penggunaan genset pasti akan menimbulkan panas. Jika panas tersebut tidak dilepaskan maka akan sangat berbahaya bagi generator, generator bisa rusak bahkan meledak karena overheating (kelebihan panas). Pendingin dan exhaust sistem inilah yang berperan sebagai ventilasi untuk melepaskan panas tersebut. Pelepasan panas tersebut biasanya dengan sistem pembuangan gas melalui kenalpot, radiator, dan kipas. 6. Sistem Lubricant Gambar 3.1f pelumas Pelumasan tentu diperlukan agar genset mampu beroperasi dengan halus dan tahan lama. Di dalam pompa tersimpan minyak yang berfungsi untuk melumasi mesin generator. Kadar minyak pelumas ini perlu dicek setiap generator beroperasi selama 8 jam. 7. Baterai 16

7 Gambar 3.1g Baterai Pada mulanya generator berfungsi karena adanya daya dari baterai. Jika baterai dalam kondisi rusak, sudah pasti tidak akan mampu menghidupkan generator. Baterai di charge secara otomatis ketika genset beroperasi. 8. Kontrol Panel Gambar 3.1h Modul elektronik Kontrol Panel merupakan user interface dari generator yang berfungsi untuk mengontrol dan mengatur outlet listrik serta settingan generator. 9. Frame / Kerangka Utama Gambar 3.1i Rangka genset 17

8 Pendesainan frame atau kerangka utama cukup penting. Frame atau kerangka utama harus didesain sedemikian rupa agar betul-betul menjadi rumah yang aman bagi generator. Frame atau kerangka utama harus didesain memiliki grounding, ini sangat penting untuk keselamatan pengguna. 3.2 TEORI DASAR ATS AMF AMF & ATS PANEL (Automatic Mains Failure & Automatic Transfer Switch ) Adalah Panel yang secara sistem mempunyai fungsi control otomatic terhadap generator dan mains power dimana parameter listrik, kontrol dan proteksi terhadap kedua sumber dapat terbaca dan terkontrol secara sistimatis. Komponen utama panel ini adalah modul kontrol yang didalamnya berisi program program untuk menjalankan dan mengoperasikan sistem secara menyeluruh.panel ini banyak digunakan di industri,perkantoran,supermarket, rumah sakit dll. Dengan semakim berkembangnya perkembangan jaman, menuntut roda perputaran ekonomi didunia ini juga harus cepat. Termasuk apabila terjadi gangguan ataupun kerusakan pada sistem. Setiap tempat produksi pastilah membutuhkan sumber energi untuk menjalankan peralatan pekerjaan. Maka disinilah peran Panel ATS AMF digunakan untuk mensuplai energi dari sumber utama ke sumber cadangan dengan hitungan detik. Pada sebelumnya banyak yang menggunakan sistem COS namun sistem ini harus dilakukan secara manual, sehingga membutuhkan waktu yang cukup lama. Oleh sebab itulah sistem ATS AMF dirasa lebih efektif dan cepat. ATS adalah pengembangan dari COS atau yang biasa disebut secara jelas sebagai Change Over Switch, beda keduanya adalah terletak pada sistim kerjanya, untuk ATS kendali kerja dilakukan secara otomatis, sedangkan COS dikendalikan atau dioperasikan secara manual. 18

9 Gambar 3.2 Panel ATS AMF ATS merupakan singkatan dari kata Automatic Transfer switch, alat ini berfungsi untuk memindahkan koneksi antara sumber tegangan listrik satu dengan sumber tegangan listrik lainnya secara automatis. Karena fungsi tersebut ATS sering juga disebut dengan Automatic COS (Change Over Switch). Sedangkan AMF adalah singkatan dari kata Automatic Main Failure. Alat ini berfungsi untuk menyalakan mesin genset jika beban yang di layani kehilangan sumber energi listrik utama/pln sekaligus memberikan proteksi terhadap sistim genset, baik proteksi terhadap unit mesin/engine yang berupa pengamanan terhadap gangguan rendahnya tekanan minyak pelumas (Low Oil Pressure) maupun kondisi temperatur mesin serta media pendinginannya, dan juga memberikan perlindungan terhadap unit Generatornya.. Dari penjelasan singkat diatas dapat diketahui fungsi alat ini, yaitu sebuah alat yang berfungsi menyalakan genset jika sumber listrik utama mati/padam (dilakukan oleh AMF) dan menghubungkan daya/listrik yang dihasilkan oleh genset terhadap beban (dilakukan Oleh ATS). 19

10 Apabila generator yang dijalankan beroperasi dengan baik, berikutnya ATS bertugas memindahkan sambungan dari sebelumnya yang tersambung dengan PLN dipindahkan secara otomatis ke sisi generator sehingga aliran listrik bisa tersambung ke sisi pengguna. Apabila kemudian PLN kembali normal, selanjutnya ATS bertugas untuk mengembalikan jalurnya dengan memindahkan switch kembali ke sisi utama dan untuk kemudian disusul dengan tugas AMF untuk memberhentikan kerja mesin diesel tersebut, demikian seterusnya semua sistim kontrol dikendalikan secara otomatis berjalan dengan sendirinya. Di dalam panel ATS/AMF terdapat beberapa rangkaian relai yang terdiri dari beberapa blok yang memiliki fungsi dan tugas masing masing. Antra lain: 1. Relay detector Sumber daya Utama. Relay ini berfungsi untuk memberikan informasi kondisi sumber listrik utama (hidup atau mati) kepada rangkaian relai relai start/off engine dan ATS untuk di proses pada tahap selanjutnya. 2. Relai detector Daya Genset Relai detector ini berfungsi untuk memberikan informasi kondisi tegangan/daya genset kepada rangkaian relai relai start/off engine dan ATS untuk di proses pada tahap selanjutnya. 3. Blok start/stop engine, berfungsi untuk menyalakan mesin genset. Blok ini bekerja berdasarkan masukan dari relay detector tenaga listrik utama dan detector daya genset. Jika tegangan listrik utama maka blok ini akan menyalakan mesin genset dan jika tegangan listrik utama/pln telah menyala kembali, maka genset akan dimatikan secara automatis. Blok ini juga bekerja sama dengan blok ATS. Genset hanya akan dimatikan jika ATS sudah menghubungkan beban dengan sumber utama/pln. 4. Blok ATS/COS Selain seperti yang dijelaskan pada paragraf ke dua, blok ATS bekerja sama 20

11 dengan blok start/stop engine. Yang paling penting disini adalah, block ATS harus menghubungkan masing sumber tegangan utama dan atau tegangan dari genset hanya saat yang tepat. Fungsi dan keterangan pada modul depsea elektronik : MACAM MACAM TOMBOL. OFF : untuk mematikan Modul AMF AUTO : untuk memfungsikan modul kedalam system AUTO atau MANUAL, jika lampu indicator menyala maka mode adalah Otomatis dan jika lampu indikator mati maka Mode adalah manual. Pada model Manual maka tombol PLN dan GENSET berfungsi untuk memindahkan sumber daya, tetapi jika mode auto maka tombol PLN dan GENSET tidak berfungsi. TEST : Untuk melakukan tes generator, waktu test ditentukan oleh modul tetapi dapat dipilih dalam beberapa mode waktu. RESET : Untuk melakukan reset fungsi modul. Berfungsi pada saat modul tidak berhasil menghidupkan Genset setelah mencoba beberapa kali start. HORN : Untuk mematikan Alarm sementara. INDIKATOR PLN : Indikator PLN AKTIF GENSET : Indikator Genset Aktif Dalam operasional ATS/AMF terdapat beberapa jenis operasi yang dapat dilakukan yaitu : 1. START UP Proses Start Up dilakukan pada saat pertama kali modul AMF beroperasi.tombol Fungsi OFF ditekan hingga indikator disampingnya menyala. Indikator yang menyala adalah PLN, Clock berkedip menandakan sistem timer berfungsi untuk melakukan prosedur pendinginan mesin. 21

12 2. MODE AUTO Proses mode auto dilakukan setelah Start UP dilakukan kurang lebih 3 s/d 5 menit. Pada operasi ini modul AMF telah berfungsi dalam mode Auto, yaitu ketika PLN Padam maka akan melakukan Start Mesin dan melakukan transfer beban, begitu pula sebaliknya jika PLN menyala kembali maka akan melakukan proses pendinginan mesin.tombol Fungsi AUTO ditekan hingga indikator disampingnya menyala. Pada saat PLN Aktif : Indikator yang menyala adalah PLN Pada Saat GENSET Aktif : Indikator yang menyala adalah GENSET 3. MODE MANUAL Proses manual dilakukan untuk melakukan test beban pada genset, atau jika fungsi auto tidak berfungsi dengan baik. Jika indikator auto tidak menyala berarti telah masuk mode manual. Dengan mode manual maka tombol PLN dan GENSET dapat difungsikan dengan syarat kedua sumber tegangan aktif, jika hanya salah satu maka beban tidak bisa di pindah. 4. TEST TEST dilakukan untuk melakukan pemanasan pada GENSET, dengan aktifnya fungsi TEST maka Mesin akan Starting (Indikator START aktif) dan GENSET akan menyala (Indikator GENSET aktif). Lama waktu pengetesan ditentukan oleh Modul AMF. Standar waktu pengetesan adalah 2 s/d 8 Menit. Tombol Fungsi TEST ditekan hingga indikator disampingnya aktif. Indikator yang menyala adalah PLN, TEST, GENSET. 5. RESET RESET dilakukan untuk menghilangkan alarm yang diakibatkan oleh gagalnya proses starting Mesin ketika PLN Padam atau pada saat TEST.Tombol Fungsi TEST ditekan hingga indikator disampingnya aktif Indikator yang menyala sebelum RESET ditekan adalah Horn Reset, Fault Reset. Indikator yang menyala setelah RESET ditekan adalah START atau TEST ketika sedang melakukan Proses TEST. 22

13 Gambar 3.2.a Modul elektronik 23