BAB III DASAR TEORI 3.1 Penjelasan Umum sistem Kelistrikan

Transkripsi

1 BAB III DASAR TEORI 3.1 Penjelasan Umum sistem Kelistrikan Dengan perkembangan zaman dan teknologi sekarang ini, maka kebutuhan tentang kelistrikan menjadi suatu keharusan, salah satunya unsur menjadi penompang kemajuan peradapan suatu bangsa adalah tersedianya pasokan energi listrik yang memadai. Untuk kemajuan zaman tenaga listrik sudah merupakan kebutuhan primer. Pada kenyataanya pengadaan tenaga listrik menggunakan arus bolak balik (alternating current) lebih menguntungkan dari arus searah (direct current). Karena arus AC dengan menggunakan tranformator tegangan dapat dengan mudah diturunkan ataupun dinaikkan, dengan demikian energi listrik akan mudah dipindahkan secara lebih ekonomis. Kebutuhan energi listrik yang cukup besar membuat Perusahan Listrik Negara (PLN) mensuplai dengan tegangan sebesar 20 Kvolt tiga phasa (R/L1,S/L2 dan T/L3) yang kemudian dengan trafo step down diturunkan sesuai dengan kebutuhan, yang umunya sebesar 380 volt tiga phasa. Di mana perbedaan tegangan antara phasa dengan phasa sebesar 380 volt dan phasa dengan netral 220 volt. Pemadaman bergilir yang di lakukan pihak PLN beberapa waktu lalu lebih disebabkan karena kerusakan generator pembangkit, serta perluasan jaringan transmisi dan jaringan distribusi karena adanya penambahan pelanggan, dimana segala kegiatan yang dilakukan akan terhenti. Untuk mengatasi masalah tersebut maka pelanggan PLN yang bergerak didunia industri umumnya memiliki pembangkit tenaga listrik sendiri yaitu generator set (Genset), dimana genset ini akan beroprasi apabila suplai sumber tegangan dari PLN padam. Walaupun genset udah mampu menggantikan suplai PLN yang padam tetapi kendala yang dihadapi adalah lamanya waktu dari kondisi 11

2 padam kembali terang, karena harus melalui operator, sehingga dunia industri menginginkan adanya pengontrolan scara otomatis, dimana bila sumber tegangan dari PLN padam maka Genset yang dimiliki mampu menggantikan posisi sumber tegangan dari PLN padam, maka Genset mampu menggantikan posisi sumber PLN dengan waktu seminimum mungkin dengan otomatis. 3.2 Penjelasan Umum Panel Automatic Mains failure Fungsi dari A.M.F (Automatic Mains Failure) adalah untuk membuka suplay listrik dari genset dan menutup suplay listrik dari PLN secara automatic dan juga membuka suplay listrik dari PLN dan Menutup suplay Listrik dari genset secara automatic ketika suplay listrik dari PLN kembali. Panel ini di sediakan dengan saling bertautan Scara mekanis atau tiang listrik kontaktor atau MCCB. Dipasang di dinding atau di luar ruangan yang terdiri bebas kabinet dengan kabel. Aliran keluar dan masuk terjadi melalui basis melalui alumunium gland plates. Sambungan dapat berupa kabel keras atau dengan cara tiang tunggal atau dengan multi-pin konektor. Panel ini memiliki sirkuit yang begitu di lantik sehingga mulai mengirim sinyal ke generator jika terjadi kegagalan suplai utama, dilengkapi dengan urutan tahap relay yang membuatnya yakin bahwa pasokan generator memiliki fase akurat rotasi. Perubahan panel sumber arus hanya setelah waktu tunda, ini memberikan waktu yang cukup untuk generator mulai sebelum mengambil beban. Panel ini juga di lengkapi dengan manual over-ride kendali. 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). Di dalam panel ATS/AMF terdapat beberapa rangkaian relai yang terdiri dari beberapa blok yang memiliki fungsi dan tugas masing masing. Antra lain: 12

3 1. Relai detector Sumber daya Utama. Relai 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. 4. Blok AMF Selain seperti yang dijelaskan pada paragraf ke dua, blok AMF bekerja sama dengan blok start/stop engine. Yang paling penting disini adalah, block AMF harus menghubungkan masing sumber tegangan utama dan atau tegangan dari genset hanya saat yang tepat. Demikianlah kira kira prinsip kerja dari panel ATS dan AMF. Pada kenyataannya saat ini ada dua jenis panel ATS dan AMF yang beredar di pasaran, Jenis pertama adalah panel konvensional dan panel digital. 13

4 A.Panel AMF konvensional Merupakan panel yang dibuat menggunakan relai relai mekanik dan beberapa timer sehingga memiliki banyak kekurangan jika dilihat dari segi keandalannya. Selain itu, panel konvensional akan terdapat banyak sambungan kabel kabel sehingga sangat menyulitkan dalam perbaikan jika terjadi kerusakan pada salah satu komponen. Bicara tentang keandalan, panel konvensional umumnya tidak dilengkapi dengan sensor sensor kondisi mesin sehingga panel ini tidak dapat mematikan mesin jika terjadi gejala kerusakan. Sebenarnya bisa saja panel ini dilengkapi dengan sensor sensor kondisi mesin dan fungsi lainnya, namun akan sangat banyak sekali relai dan pengawatan yang perlu ditambahkan. Satu satunya kelebihan panel ATS/AMF konvensional adalah harganya yang relative murah. B.Panel AMF digital Merupakan produk dari pabrikan yang memiliki keandalan yang sangat jauh lebih baik dibandingkan dengan panel konvensional. Keandalan yang saya maksud adalah fitur-fitur yang berfungsi untuk menjaga dan mengontrol kondisi mesin selalu berada dalam keadaan yang baik sehingga kemungkinan mesin mengalami rusak parah dapat dihindari. Jika dengan panel konfensional mesin tidak akan mati saat terjadi gejala kerusakan atau gejala masalah lain, kecuali setelah menekan tombol emergency, namun tidak dengan panel digital. Sehingga dengan panel ATS /AMF digital diharapkan gejala kerusakan awal dapat ditangani dengan tepat sebelum kerusakan yang lebih besar benar benar terjadi. Kemudahan lainnya adalah fitur antarmuka pada panel digital sangat membantu kita untuk memasukkan parameter parameter kontrol dan disesuaikan dengan kebutuhan pengguna. Dengan segala fitur dan kelebihan panel digital ini maka wajar saja jika pabrikan membanderol dengan harga yang tinggi. Diluar dua macam panel ATS/AMF yang saya sebutkan diatas, pada kenyataannya ada satu jenis panel lain yang beredar di pasaran saat 14

5 ini, yaitu panel ATS/AMF yang dibangun dengan tulang punggung sebuah PLC ataupun Smart Relay (versi sederhana dari PLC). ATS/AMF dengan tulang punggung PLC/smart relay sangat menguntungkan para produsen karena proses pembuatan yang lebih gampang dan sedikit kabel serta ruang yang terpakai, namun sayangnnya fitur yang tersedia sangat terbatas dan hampir sama dengan panel konfensional. Disinilah banyak konsumen yang 'kecewa' karena mendengar kalimat panel ATS/AMF dengan PLC/Smart relay padahal fitur yang ditawarkan dan fungsi yang dapat dilakukan panel tersebut tidak jauh beda dengan panel konvensional (berbasis rele). Ketidak tahuan konsumen ini yang menyebabkan para perakit panel tidak berniat menambahkan fiturfitur lain pada panel mereka. 3.3 Komponen-Komponen pada Panel AMF Relay Relay adalah alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Kontroler Dalam suatu mesin yang diinginkan bekerja secara automatis maka selain sensor dan aktuator dibutuhkan komponen utama yaitu sebuah kontroler. Kontroler merupakan otak dari dari suatu sistem kontrol. Programmable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis-mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses-proses. 15

6 Gambar 3.1 DSE (Deepsea 4420) PLC Dalam perkembangannya PLC saat ini diproduksi dalam berbagai bentuk dan fungsi yang lebih modern dan mudah. Salah satu modul PLC yang diproduksi oleh Deep Sea Electronics seperti yang terlihat pada gambar diatas adalah Deepsea Modul PLC dengan antarmuka yang friendly dengan pengguna sudah PLC yang di khususkan untuk sistem transfer suplai daya seperti ATS-AMF. Tombol Tekan Tombol tekan atau disebut sakelar ON/OFF banyak digunakan sebagai alat penghubung atau pemutus rangkaian kontrol. Memiliki dua kontak, yaitu NC dan NO. Artinya saat sakelar tidak digunakan satu kontak terhubung Normally Close, dan satu kontak lainnya Normally Open. Ketika kontak ditekan secara manual kondisinya berbalik posisi menjadi NO dan NC. Selector Switch Selector Switch merupakan alat yang di gunakan untuk memilih. Kerja dari selector switch yaitu menyambung rangkaian sesuai dengan yang ditunjuk oleh tangkai selector. Banyak sekali type selector switch, tapi biasanya hanya dua type yang sering di gunakan, yaitu 2 posisi, (ON-OFF/Start-Stop/0-1, dll) 16

7 dan 3 posisi (ON-OFF-ON/Auto-Off-Manual,dll) Sekering sering disebut juga dengan pengaman lebur atau fuse. Fungsi sekering adalah mengamankan peralatan atau instalasi listrik dari gangguan hubung singkat. Gambar 3.2 Bentuk fisik dan Simbol Selector switch Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. MCCB MCCB atau Mouldes 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 di setting sesuai kebutuhan. 17

8 Gambar 3.3 MCCB Current Transformer (CT) Current Transformer atau yang biasa disebut Trafo arus adalah suatu peralatan listrik yang dapat memperkecil arus besar menjadi arus kecil, yang dipergunakan dalam rangkaianarus bolakbalik. Fungsi CT adalah untuk memperoleh arus yang sebanding dengan arus yang hendak diukur (sisi sekunder 5 A atau 1 A) dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem yang arus nya hendak diukur (yang selanjutnya di sebut sirkuit primer) terhadap sirkuit dimana instrumen tersambung (yang selanjutnya disebut sirkuit sekunder) Gambar 3.4 Current Transformer 18

9 3.3.1 Bagian-Bagian Panel AMF dan Fungsinya Panel ATS- AMF dengan basis modul DSE (Deepsea 4420) PLC yang diproduksi oleh PT.ALTRAK 1978 mendukung dua operasi transfer atau pemindahan beban yaitu secara manual dan otomatis. Gambar 3.5 Bagian Luar ATS-AMF 1. Lampu Indikator Catudaya Utama (PLN) Tiap fasa 2. Lampu Indikator Catudaya Cadangan (Genset) Tiap fasa 3. Amperemeter Pengukur Arus Beban 4. Voltmeter Pengukur Tegangan Beban 5. Selector Switch untuk Voltmeter 19

10 6. Frekuensi meter Pengukur frekuensi 7. Amperemeter dan Voltmeter DC untuk Modul DSE (Despea 4420)PLC 8. Modul DSE (Deepsea 4420) PLC pengntrol kerja ATS. 9. Buzzer sebagai alarm 10. Lampu indicator Kontaktor Aktif dan Tombol Tekan Catudaya (PLN) 11. Lampu indicator Kontaktor Aktif dan Tombol Tekan Catudaya Cadangan (Genset) 12. Selector Switch untuk memilih Automatic atau Manual Mode 13. Tombol Tekan Emergency Stop. Gambar 3.6 Bagian dalam AMF 20

11 Keterangan : 1. Fuse Pengaman untuk mengamankan komponen kontrol yang sensitif 2. MCB Pengaman untuk mengamankan komponen kontrol 3. Relay Kontrol sebagai pemberi logika 1 atau 0 pada rangkaian kontrol 4. Trafo Arus / CT untuk mengkonversi arus 5. Kontaktor sebagai penyambung dan pemutus sumber dan beban 6. Battery Charger sebagai backup listrik untuk modul DSE MCCB pengaman rangkaian daya utama 8. Terminal Kabel Kontrol sebagai tempat berkumpulnya ujung kabel rangkaian kontrol 9. Terminal Kabel Daya sebagai tempat berkumpulnya ujung kabel rangkaian daya 21