REFUNGSIONALISASI PEMUTUS PADA PANEL DISTRIBUSI UTAMA BHB03/04 DAN BHC03/04

Transkripsi

1 REFUNGSIONALISASI PEMUTUS PADA PANEL DISTRIBUSI UTAMA BHB03/04 DAN BHC03/04 KOES INDRAKOESOEMA, KISWANTO, YAYAN ANDRIYANTO Pusat Reaktor Serba Guna-BATAN Kawasan Puspitek, Serpong, Tengerang Banten Telp (021) Abstrak REFUNGSIONALISASI PEMUTUS PADA PANEL DISTRIBUSI UTAMA BHB03/04 DAN BHC03/04. Pemutus (Main Circuit Breaker) adalah salah satu bagian dari peralatan sistem listrik yang berfungsi memutus arus listrik bila arus yang melewatinya melebihi batas yang diijinkan. Pemutus di Reaktor GA. Siwabessy diperuntukan bagi daya yang masuk melalui transformator dan yang menuju beban, masingmasing untuk 3 busbar utama yang disebut BHA, BHB dan BHC. Telah dilakukan refungsionalisasi pemutus pada BHB dan BHC, dimana pemutus sebelumnya merupakan produk teknologi tahun 1980-an dan motor penggerak pada pemutus telah mengalami kerusakan. Masing-masing refungsionalisasi pada sisi incoming from transformer (BHT02 dan BHT03) dan outgoing to load (BHE03 dan BHF04). Pada sisi incoming from transformer mempunyai kapasitas arus 3200 A dan di sisi outgoing to load mempunyai kapasitas 2000 A. Total beban pada busbar BHB adalah 507,78 kw dan arus yang ditarik adalah 964,36 A sedangkan pada busbar BHC 466,96 kw dan arus yang ditarik adalah 886,84 A. Dengan demikian kapasitas dari pemutus masih jauh dari kapasitas beban terpasang pada busbar-busbar tersebut. Sehingga MCB dapat berfungsi dengan baik. Kata kunci : Refungsionalisasi, Pemutus Abstract Main Circuit Breaker (MCB) is one of part in electrical system which have function to interrupts an electrical current in a circuit when the current becomes too high. MCB in RSG-GAS belongs to Main Distribution Panel is devided by 3 (three) busbars, namely BHA, BHB and BHC. MCB for busbar BHB and BHC have already changed by the new versions made by Siemens, because the old MCB had broken in the driving motor. Incoming from transformer (BHT02 and BHT03) for busbar BHB and BHC uses MCB with max. rated current of the circuit breaker is 3200 A and outgoing to load (busbar BHE03 and BHF04) uses MCB with max. rated current of the circuit breaker is 2000 A. Total load in busbar BHB is 507,78 kw which withdraw current is 964,36 A and BHC with 466,96 kw which withdraw current is 886,84 A, so that capacity of the circuit breaker is still more enough for supply more load and MCB is function in good condition. Keywords : Refunctionalization, MCB PENDAHULUAN Berkembangnya teknologi peralatan listrik menuntut adanya suatu renovasi atau penggantian dari peralatan listrik. Hal ini menjadi mutlak diperlukan, antara lain karena ketiadaan suku cadang yang makin berkurang, akibat berkembangnya teknologi peralatan baru, yang berdampak pada terhentinya fungsi suatu sistem. Pada sisi lain, biaya perawatan menjadi lebih mahal karena makin berkurangnya suku cadang yang tersedia sehingga harga suku cadang tersebut menjadi lebih mahal. Sistem kelistrikan RSG-GAS dirancang sebagai catu daya energi listrik bagi konsumen RSG-GAS. Konsumen pada RSG-GAS di kelompokkan dalam 3 bagian, yaitu : 383

2 1. Catu daya bagi kelompok beban yang tidak boleh terputus, seperti beban-beban pada sistem keselamatan reaktor. 2. Catu daya bagi kelompok beban dimana dapat terputus sesaat, yaitu saat perpindahan dari catu daya normal (PLN) ke catu daya darurat, seperti lampu penerangan darurat 3. Beban-beban yang diperkenankan catu dayanya boleh terputus lama. Penyedia daya listrik diperoleh dari 3 (tiga) jenis sumber yang berbeda, yaitu, listrik PLN, gen-set dan batere. Listrik PLN merupakan sumber penyedia daya utama, di pasok dari gardu induk Serpong melalui kabel bawah tanah dengan tegangan menengah (20 kv) yang kemudian tegangan tersebut diturunkan melalui 3 (tiga) unit transformator (step down transformer) BHT01, BHT02 dan BHT03 (masing-masing dengan kapasitas 1600 kva, 20 kv/400 V) menuju busbar distribusi utama BHA, BHB dan BHC. Panel Distribusi Utama BHB03/04 dan BHC03/04 merupakan panel yang terdiri dari pemutus (circuit breaker) yang berfungsi melindungi beban-beban yang terhubung pada busbar BHB dan BHC, sehingga bila terjadi gangguan arus lebih atau tegangan lebih, pemutus ini akan terputus lebih dahulu dan tidak mengganggu busbar BHB dan BHC dalam melayani beban. MCB yang terpasang pada bus bar BHB dan BHC selama ini tidak bekerja secara otomatis, dimana bila MCB ini jatuh/terputus tidak bisa kembali secara otomatis dan hanya dilakukan secara manual, disamping teknologi MCB ini termasuk teknologi lama (tahun an). Untuk itu dilakukan refungsionalisasi sehingga sistem otomatisasi dapat bekerja. Pemutus pada RSG-GAS mempunyai kapasitas 3200 A pada sisi incoming from transformator dan 2000 A pada sisi outgoing to busbar BHE dan BHF (beban). Dengan kapasitas ini, dimana setting dari pemutus ini di set menjadi 80% dari harga kapasitas maksimumnya, beban-beban pada jalar BHB dan BHC masih tetap terlayani dengan baik, karena pemakaian maksimum total arus pada busbar BHB adalah 48% dari kapasitas arus maksimumnya dan pada busbar BHC adalah 44% dari kapasitas arus maksimumnya. TEORI Pemutus (circuit breaker) merupakan peralatan elektrik, seperti juga sikring (fuse), yang berfungsi memutus arus listrik pada suatu rangkaian bila arus listrik tersebut melebihi batas setting dari pemutus. Menurut Standard NEMA (National Electrical Manufacturers Association) pemutus didefinisikan suatu peralatan yang didisain untuk bisa membuka dan menutup suatu rangkaian melalui peralatan non-otomatis dan membuka rangkaian secara otomatis pada arus lebih, tanpa merusak pemutus tersebut bila digunakan sesuai dengan batas ratingnya. Hal yang sama didefinisikan pula oleh ANSI (American National Standard Institute), yaitu peralatan mekanik pemindah aliran listrik (switching), mampu untuk membawa, meneruskan dan memutus arus pada kondisi rangkaian normal. Juga mampu untuk membawa dan meneruskan pada waktu yang telah ditentukan dan memutus arus pada kondisi rangkaian yang abnormal, seperti arus hubung singkat. Keuntungan dari pemutus dibandingkan dengan sikring adalah kemampuan untuk dapat dipergunakan kembali setelah mengalami trip (reset), sedangkan sikring harus diganti dengan yang baru bila mengalami trip. Penerapan pemutus dengan menggunakan solenoid (elektromagnet) banyak digunakan, dimana kekuatannya bertambah dengan bertambahnya arus. Kontak pemutus tertutup dengan adanya kunci (latch) dan dengan bertambahnya arus pada solenoid, akan mengakibatkan gaya magnet untuk membebaskan kunci dan selanjutnya kontak akan membuka oleh gerakan pegas, lihat Gambar 1. Metode lain dalam mendeteksi arus pada suatu rangkaian adalah dengan menggunakan bimetallic strip, dimana bila arus berlebih mengalir pada bimetallic tersebut akan mengkibatkan panas dan melengkung sehingga akan membebaskan kunci.(gambar 2) 384

3 Gambar 1. Pemutus Elektromagnet Gambar 2. Pemutus Bimetal Beberapa pemutus menerapkan ke dua metode tersebut, dimana untuk arus besar dengan waktu singkat (hubung singkat) menggunakan metode elektromagnet sedangkan pada kondisi arus lebih yang rendah tapi berlangsung lama (beban lebih), di respon oleh bimetallic strip, lihat Gambar 3. Pemutus untuk arus besar biasanya menggunakan peralatan pendeteksi (pilot device) untuk menandai arus gangguan dan mengoperasikan pembuka trip mekanik. Gambar 3. Pemutus Elektromagnet dan Bimetal Distribusi Daya Distribusi daya pada sistem listrik RSG- GAS dibagi dalam 3 kelompok beban, yaitu kelompok A pada jalur A, kelompok B pada jalur B dan kelompok C pada jalur C. Jalur A di pasok oleh BHT01, jalur B oleh BHT02 dan jalur C oleh BHT03. Kegagalan yang terjadi pada salah satu jalur tidak akan mempengaruhi operasi dari jalur lainnya. Distribusi daya tersebut dapat dilihat pada Gambar 4. Motor-motor pada jalur BHB dan BHC lebih banyak motor 3 phasa untuk menggerakkan katup dengan power factor (cos φ) rata-rata 0,8. Sehingga arus total yang ditarik dari masing-masing busbar dapat dihitung dengan menggunakan rumus [1] : I = P 3 Vcosϕ (1) Untuk menentukan tenaga listrik yang tersedia (P s ) dalam memasok beban maksimum (P maks ), harus memenuhi persyaratan : P maks P s sedangkan [2] P maks = P t K d (2) dengan : P t = daya total beban terpasang K d = faktor permintaan (demand factor), yaitu suatu koefisien yang menunjukkan ketidak-bersamaan waktu operasi. = 0,5 0,9 (untuk industri, diambil 0,6) [2] Distribusi daya dilakukan melalui dua busbar utama, yaitu busbar utama I yang terdiri dari 3 jalur (BHA, BHB dan BHC) dan busbar utama II (BHD, BHE dan BHF) serta satu buah busbar darurat yang dibagi dalam 3 jalur (BNA, BNB dan BNC). Beban-beban 3 phasa yang dicatu dari BHB dan BHC dapat dilihat pada Tabel

4 Gambar 4. Diagram Segaris Sistem Listrik RSG-GAS 386

5 Tabel 1. Beban Pada Jalur BHB [4] B H B 0 1 No. Jenis Beban Kode Daya (kw) Kapasitas MCB (A) 1. Motor Katup PA-02 AA001 1, Motor Katup PA-02 AA003 1, Motor Katup PA-02 AA010 0,55 1,6 4. Motor Katup PA-02 AA011 0, Motor Katup PA-02 AA012 0,55 1,6 6. Motor Katup PA-02 AA014 0,55 1,6 7. Motor Katup PA-02 AA016 0,55 1,6 8. Motor Katup PA-02 AA020 0,55 1,6 9. Motor Katup PA-02 AA022 0,37 1,6 10. Motor Katup PA-02 AA004 0,03 1 B H B Motor Pompa PA-04 AP002 4, Motor Fan PA-02 AH * /125 ** 13. Motor Fan PA-02 AH * /125 ** 14. Motor Fan PA-02 AH * /125 ** B H B Motor Pompa PA-02 AP * /400 ** B H B Panel GCA01 GS * /125 ** 17. Motor Crane SMK * /125 ** 18. Panel Motor Ventilasi QKJ00 GS * /400 ** T O T A L 507,78 Dengan menggunakan Persamaan (1), total arus yang ditarik oleh jalur BHB adalah 964,36 A Tabel 2. Beban Pada Jalur BHC [4] B H C 0 1 No. Jenis Beban Kode Daya Kapasitas (kw) MCB (A) 1. Motor Katup PA-03 AA004 0,55 1,6 2. Motor Katup PA-03 AA003 0, Motor Katup PA-05 AA002 0, Motor Katup PA-03 AA011 0,55 1,6 5. Motor Katup PA-03 AA012 0,55 1,6 6. Motor Katup PA-03 AA013 0,55 1,6 7. Motor Katup PA-04 AA002 0, Motor Katup PD-01 AA001 0,55 1,6 9. Motor Katup PD-01 AA002 0,55 1,6 B H C Motor Katup PD-01 AA003 0,55 1,6 11. Motor Katup GBA01 AA001 0, Motor Pompa PD-01 AH * /125 ** B H C Motor Pompa PA-04 AP001 4, Motor Pompa PA-05 AP001 2,5 6,3 13. Motor Pompa PA-03 AP * /400 ** B H C Panel UKA04 GP Panel PAH01/02 GS Panel Motor Ventilasi KLC00 GS Panel Motor Ventilasi QKJ00 GS * /400 ** T O T A L 466,96 *) Kapasitas MCB **) Kapasitas arus hubung singkat Dengan menggunakan Persamaan (1), total arus yang ditarik oleh jalur BHC adalah 886,84 A 387

6 Pemasangan Pemutus (Circuit Breaker) Kekuatan komponen-komponen di dalam panel distribusi utama terhadap tegangan dan arus diukur berdasarkan besaran-besaran sbb : 1. Ketahanan Tegangan, Daya, Frekuensi; adalah besar tegangan maksimum yang dikenakan pada material non induktif komponen tanpa terjadi break-down atau pecah terbakar. 2. Ketahanan terhadap Tegangan Impuls; adalah tegangan test impuls maksimum pada konduktor komponen yang tidak mengakibatkan terjadi break-down pada isolatornya. 3. Ketahanan terhadap Arus Hubung Singkat; adalah arus hubung singkat 3-phasa yang terjadi tanpa menimbulkan kerusakan yang besarnya tergantung pada daya sumber, impedansi sumber, impedansi kabel, impedansi beban, tegangan kerja dan tempat terjadi hubung singkat. 4. Ketahanan terhadap Arus Pemutusan Beban; yaitu besarnya arus beban maksimum yang dapat diputus-sambungkan tanpa terjadi kegagalan. Pemutus merupakan peralatan yang sangat penting bagi perlindungan/keamanan beban. Perlindungan yang diberikan antara lain arus lebih atau terjadinya lonjakan tegangan (spike) yang dapat menyebabkan rusaknya beban/peralatan listrik. Arus akan terputus dan timbulnya bunga api akan dipadamkan oleh udara. Pemutus pada busbar RSG-GAS dipasang pada busbar utama I, yaitu BHB dan BHC dengan kapasitas maksimum 3200 A, dan busbar utama II, yaitu BHE dan BHF dengan kapasitas maksimum 2000 A. Untuk busbar BHB, incoming from BHT02 dan outgoing to BHE03,sedangkan busbar BHC, incoming from BHT03 dan outgoing to BHF04 [4]. Jenis pemutus yang dipasang pada busbar BHB dan BHC adalah dari jenis pemutus udara (air circuit breaker) [3]. Pada panel berisi udara/berisolasi udara, faktor kelembaban, kontaminasi masuknya gas eksplosif, uap korosif, debu dan binatang-binatang kecil merupakan faktor-faktor yang perlu diperhatikan pada pemasangannya. ACB yang dipasang pada buscar BHB dan BHC dimasukkan pada panel distribusi, menempati pada rak yang telah ditentukan dan panel tersebut berada di ruang 0501 (gedung bantu), dilengkapi dengan pendingin ruang tersendiri, sehingga faktor-faktor yang disebutkan di atas dapat dihindari. Gambar 5 menunjukkan ruang 0501 sebagai tempat panel distribusi dan pada Gambar 6 dan 7 diperlihatkan busbar dan pemutus daya yang dipasang pada panel distribusi. Gambar 5. Panel Distribusi Gambar 6. Pemutus Daya Pada Jalur BHB (Sisi Masukan) 388

7 2560 A dan outgoing to BHE03/BHF04: 0,8 x 2000 = 1600 A. Pemutus dengan setting 2560 A yang dipasang antara trafo dan busbar utama I berfungsi untuk melindungi beban-beban pada busbar tersebut jika terjadi gangguan hubung singkat pada transformator. Setting arus hubung singkat pada MCB ini adalah 80 ka pada 0,5 detik. Pemutus pada sisi incoming dan outgoing mempunyai kapasitas pemutusan arus sampai dengan 80 ka, dengan demikian pemutus tidak akan mengalami kerusakan bila terjadi hubung singkat sampai dengan 80 ka. Dengan setting arus 2560 A pada sisi incoming dan 1600 A pada sisi outgoing, maka beban lebih atau arus hubung singkat dibatasi hingga 6 kalinya [3], yaitu 15,4 ka dan 9,6 ka selama 10 detik. Sehingga MCB akan trip bila arus sebesar 15,4 ka pada sisi incoming atau 9,6 ka pada sisi outgoing mengalir lebih dari 10 detik. Gambar 7. Pemutus Daya ke Jalur BHE (sisi keluaran) PEMBAHASAN Dengan kapasitas arus maksimum sebesar 3200 A dan tegangan 440 V, maka daya pemutus yang dipasang pada sisi bus BHB dan BHC (incoming) dapat dicari melalui persamaan (2), yaitu 1463 kw dan pemutus pada sisi bus outgoing dengan arus maksimum 2000 A, tegangan 440 V, mempunyai daya maksimum 914,5 kw. Total beban pada jalur BHB adalah 507,78 kw dan arus yang ditarik adalah 964,36 A. Arus sebesar ini tidak langsung ditarik oleh jalur BHB, karena dalam pengoperasiannya beban-beban tersebut tidak terus menerus beroperasi, sebagai contoh pada motor katub, dimana sebelum motor pompa di operasikan, motor-motor katub tersebut harus di operasikan terlebih dahulu untuk membuka atau menutup katub sesuai dengan persyaratan operasi, kemudian motor katub dimatikan. Hal yang sama berlaku pula pada jalur BHC, dimana pada jalur BHC beban totalnya adalah 466,96 kw dan arus yang ditarik adalah 886,84 A Dengan metode pengoperasian demikian, maka setting MCB dapat diturunkan sebesar 80% dari batas nominalnya. Untuk busbar utama I, incoming from BHT02/BHT03: 0,8 x 3200 = KESIMPULAN Refungsionalisasi Pemutus telah dilakukan dengan hasil yang baik, dimana kapasitas beban pada busbar BHB dan BHC tidak melampaui kapasitas dari pemutus. Dengan jenis beban adalah mesin-mesin listrik, dimana tidak secara serentak dijalankan, maka setting dari pemutus dapat diturunkan 80% dari kapasitasnya, yaitu setting arus sebesar 2560 A untuk sisi incoming dan 1600 A untuk sisi outgoing. Arus beban yang ditarik oleh busbar BHB adalah 964,36 A dan busbar BHC adalah 886,84 A sehingga penambahan beban masih dimungkinkan karena kapasitas arus dari pemutus belum terlampaui. PUSTAKA 1. ZUHAL, 1995, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Gramedia Pustaka Utama. 2. HARTEN, P. VAN, 2002, Instalasi Listrik Arus Kuat 3, CV. Trimita Mandiri, Jakarta. 3. CIRCUIT BREAKER, SIEMENS, Operating Instructions. 4. Maintenance and Repair Manual (MRM) Inter Atom, 1988, Germany. 389

8 TANYA JAWAB Pertanyaan 1. Kenapa sellingnya terlalu rendah, apa karena RSG sudah under utilized? (Suyamto) 2. Siapa yang bertanggungjawab terhadap setting MCB? (Suyamto) 3. Mengapa dilakukan refungsionalisasi? Apa sebelumnya tidak berfungsi? (Suyamto) 4. Penelitian yang anda lakukan seperti pekerjaan rutin saja, dimana nilai researchnya? Mohon komentar anda? (Subari Santoso) 5. Pemutus arus yang baru sistemnya apa (bimetal atau magnet)? (Aswin Anwir) 6. Apakah ada sistem pendingin? (Aswin Anwir) 7. Apakah alat ini otomatis menyambung atau tidak? (Aswin Anwir) Jawaban 1. Settingnya tidak terlalu rendah, karena dari beban-beban yang terhubung dengan kusbor BHB dan BHC setting MCB-nya (arus mineralnya) tidak terlampaui. 2. Manajemen PRSG 3. Refungsionalisasi dimaksudkan karena yang lama tidak berfungsi dengan bagus, dimana atomisasinya tidak berfungsi/rusak, sehingga diganti dengan MCB dengan teknologi yang terbaru. 4. Penelitian ini bukan bersifat riset, penggantian MCB dilakukan mengingat tidak berfungsinya dengan optional MCB yang lama, penggantian ini dilakukan dengan empertimbangkan beban-beban yang ada agar arus beban tidak melampaui kapasitas arus MCB. 5. Sistemnya menggunakan bimetal dan magnet, untuk mengantisipasi over load digunakan prinsip bimetal dan short circuit digunakan sistem sistem electromagnet. 6. Ada, sistem pendingin udara. 7. Untuk kembali menyambung dari keadaan putus bisa otomatis atau manual 390