BAB II NO BREAK SYSTEM 2.1 Definisi Umum Sistem Catu Daya Sistem catu daya adalah suatu kumpulan dari perangkat-perangkat catu daya yang bekerja bersama-sama dalam rangka penyelenggaraan suatu energi listrik yang berkualitas. Perangkat-perangkat yang digunakan ada banyak jenisnya sesuai fungsinya masing-masing. Secara umum perangkat-perangkat yang digunakan dalam system catu daya adalah sumber energy, saluran transmisi, dan beban-beban yang dicatunya. Sistem catu daya mutlak diperlukan bagi suatu system besar yang membutuhkan energy listrik untuk dapat berfungsi. Di PT. Telkom, beban-beban yang dimaksud disini adalah beban-beban yang bertugas untuk menyediakan jasa telekomunikasi dengan kualitas yang baik. 2.2 Distribusi Daya (Panel Daya) Catu daya atau energi listrik mutlak diperlukan untuk mengoprasikan perangkat prangkat telekomunikasi. Energi listrik yang digunakan untuk perangkat tersebut meliputi : Listrik Arus bolak-balik (AC) dan arus searah (DC). Sebagian sumber arus bolak balik bisa di peroleh dari PLN sebagai sumber daya utamanya, sebab hal ini diperhitungkan sangat ekonimis, dapat dipercaya dan merupakan sumber energi yang mudah di dalam pemeliharaannya. Sedangkan untuk catuan arus searah diperoleh dari rectifier. 6
ATS MDP Gambar 2.1. Blok Diagram Instalasi Catu Daya Telekomunikasi Secara Umum Cara Kerjanya: Dalam keadaan normal,artinya PLN ada maka beban mendapat catuan dari primer trafo sumber melalui Switch S (posisi1) ke AVR dan diteruskan ke perangkat Rectifier (pengubah tegangan AC ke DC) untuk selanjutnya diteruskan entuk mencatu beban yang memerluakan catuan DC antara lain prangkat transmisi, perangkat telex, perangkat sentral, telepon dan perangkat komunikasi data dan juga menjala kapasitas batere yan terhubung secara parallel. Untuk beban-beban yang membutuhkan catuan tegangan AC akan disupply oleh perangkat Inverter (perangkat pengubah DC ke AC). 7
Fungsi dari masing-masing blok diagram, diantaranya; Trafo Input : Untuk mengubah catuan tegangan tinggi dari PLN menjadi tegangan menengah yang sesuai dengan kebutuhan. Diesel Genset : Sumber catuan cadangan. Distribusi : Untuk mendistribusikan catuan input AC ke masing-masing beban yang juga dilengkapi dengan sekring pembatas arus, lampu indikasi, alat ukur listrik dan juga saklar/switch untuk pelaksanaan pemeliharaan. AVR : (Automatic Voltage Regulator) yang berfungsi utuk menstabilkan tegangan catuan AC yang dari PLN, dan apabila diesel menyala maka bay-pass switch akan dioprasikan (kontaknya menutup). ATS : (Panel Automatic Transfer Switch), perangkat yang berfung si sebagai pemindah / pengalih sumber catuan arus bolak-balik secara automatis. MDP : (Main Distribution Panel), Perangkat pendistribusi sumber catuan/energi arus bolak-balik (PLN/DEG). SDP : (Sub Distribusi Panel), Perangkat pengaman sumber catuan/energi arus bolak-balik (PLN/DEG). Rectifier : Berfungsi mengubah catuan input AC menjadi catuan output DC yang sesuai dengan karakter natere pada saat kondisi oprasi normal. Inverter : Berfungsi untuk merubah catuan teganan DC menjadi catuan tegangan AC untuk catuan AC no-break. 8
Battere : Cadangan energy jika rectifier mati baik karena mains failure atau yang sangat baik. Berfungsi sebagai sumber catuan DC karena angguan dan juga berfungsi sebagai filter DC. 2.2.1 Maksud dan Persyaratan Catu Daya 1. Voltage Regulator (Pengaturan Tegangan) Tegangan yang didapat dari jaringan listrik sangat tidak stsbil sehingga tidak mungkin untuk disambung langsung dengan perangkat yang memerlukannya. Untuk mengatasi hal-hal tersebut sebelum disambungkan dengan perangkat, terlebih dahulu diusahakan untuk menstabilkanya yaitu dengan alat penatur tegangan (perangkat AVR). 2. Convertion (pengubahan) Tiap perangkat telekomunikasi membutuhkan catu daya, yaitu tegangandan arus yang berbedaq sesuai dengan system yang digunakan. Untuk menyesuaikannya maka tegangan yang didapat dari sumber catuan (PLN atau Diesel Genset) harus diadakan perubahan terlebih dahulu, baik tegangan AC- DC (converter AC-DC) dan tegangan (Converter DC-AC). 3. Accumulator (cadangan catuan AC) Untuk menjaga pemutusan pada saat pemindahan daya dari sumber catuan tegangan utama ke sumber catuan cadangan, maka diperlukan cadangan tersendiri yang dapat digunakan selama masa transisi tersebut. Untuk mengatasi pemutusan bila terjadi gangguan, maka diperlukan sumber catuan cadangan yaitu Disel Gemset untuk mengatasi bila PLN mati dan batere bila rectifier tidak berfungsi. Sistem catuan pada telekomunikasi tersebut diatas disebut dengan No Break System yaitu sistem catuan tanpa adanya pemutusan. 9
Beban AC pada gedung telekomunikasi dibagi ke dalam tiga katagori yaitu: 1. Beban AC tidak penting (Non Esential). Yaitu apa bila catuan AC terputus untuk waktu yang lama beban AC dalam katagori ini tidak menyebabkan terputusnya pada pelayanan telekomunikasi, seperti lampu penerangan, air conditioning untuk keperluan umum. 2. Beban AC penting (Esential). Pesawat yang termasuk dalam katagori ini apabila catua AC putus untuk sementara waktu tidak akan mengganggu terhadapa pelayanan telekomunikasi seperti Rectifier. 3. Beban AC yan tidak boleh terputus (No Break System). Yaitu bila terputusnya catuan AC ini, maka akan berakibat serius terhadap pelayanan komunikasi, seperti Sentral, Computer, AC sentral. 2.3 Definisi Umum Sistem Catu Daya Tak Terputus Sistem catu daya tak terputus adalah suatu kumpulan perangkat-perangkat elektronik yang bekerja bersama-sama sehingga catuan daya yang dihasilkan tidak terputus sama sekali. Bagi beban-beban tertentu, terputusnya catuan daya listrik walaupun hanya sesaat dapat menyebabkan dampak yang luas terhadap kinerjanya. Contoh-contoh beban yang kinerjanya tak boleh berhenti di PT. Telkom adalah sentral telepon, layanan internet, serta data tagihan. Terputusnya beban-beban tersebut dapat mengakibatkan terganggunya pelayanan telekomunikasi secara luas. 2.4 Instalasi Catu Daya Tak Terputus Sistem catu daya tak terputus dibagi menjadi dua berdasarkan jenis beban yang membutuhkannya, ada system catu daya AC tak terputus dan system catu daya DC tak terputus. Keduanya sama-sama diperlukan di PT. Telkom 10
2.4.1 Instalasi Catu Daya AC Tak Terputus Instalasi jenis ini dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu: a. Static System b. Rotary System c. Static Transfer Switch System (STS System) a. Static System PLN Rect Invt SW Diesel G Batere Gambar 2.2 Bagan instalasi AC No Break System tipe Static System Cara kerjanya: Dalam keadaan normal, catuan dari sumber utama berupa tegangan AC akan dirubah menjadi tegangan DC pada perangkat rectifier. Selanjutnya tegangan DC output dari rectifier digunakan untuk mencatu perangkat inverter dan memelihara kapasitas batere. Perangkat inverter akan mengubah tegangan DC menjadi tegangan AC untuk mencatu beban-beban AC. Bila sumber utama mengalami gangguan, maka secara otomatis batere akan mencatu inverter dan selanjutnya diubah menjadi tegangan AC untuk beban-beban yang membutuhkannya. Untuk mengatasi gangguan sumber catuan utama, maka diesel generator dihidupkan berdasarkan jeda waktu yang telah ditentukan. Tegangan AC dari 11
generator diesel digunakan untuk menormalkan kembali system catuan dan pada saat yang sama akan mengisi batere kembali. Untuk system tersebut dapat juga ditinjau dari jenis sumber catuannya: 1. Dengan menggunakan Dual Prime Engine Generator Dengan system ini, sumber catuannya didapat dari dua buah perangkat engine generator yang bekerja secara bergantian. 2. Dengan menggunakan charge-discharge system Dengan system ini, sumber catuan didapat dari beroperasinya perangkat engine generator dan discharge batere secara bergantian. b. Rotary System Tipe ini terdiri dari sebuah AC generator, motor AC, Fly Wheel (Roda Gila), kopling magnit, dan rangkaian kontrol. PLN control Load diesel G M G MC FW Gambar 2.3 Bagan instalasi AC No Break System tipe Rotary System Cara kerjanya: Dalam kondisi normal, tegangan dari PLN digunakan untuk menggerakkan motor AC. Putaran motor ini digunakan untuk memutar generator AC setelah itu output generator digunakan untuk mencatu beban. 12
Dalam keadaan tidak normal, kopling magnit akan menjalankan engine generator. Pada saat PLN mati dan engine belum beroperasi maka generator masih mengeluarkan output karena masih ada sisa tenaga pada fly wheel. Sedangkan kopling magnit secara otomatis akan mengkopling engine dan motor AC dari sumber catuannya. Selagi dicatu oleh engine generator, apabila sistem PLN kembali bekerja maka kopling magnit akan terlepas dan sumber catuan akan tersambung kembali ke motor AC yang selanjutnya akan memutar generator. c. Static Transfer Switch (STS) System Pada system ini lebih dikenal dengan sebutan Uninterruptible Power Suply System (UPS System) yang jenis-jenisnya antara lain: 1. UPS tanpa dilengkapi STS, pada system ini seperti dalam keadaan normal beban dicatu oleh perangkat UPS, dan bila terjadi gangguan pada UPS maka akan terjadi pemutusan sesaat hingga diambil alih oleh PLN dengan fasilitas manual by-pass switch. Manual by pass Main Supply UPS Load Manual By-Pass Gambar 2.4 Bagan instalasi UPS tanpa STS 13
2. UPS dengan dilengkapi STS, pada system ini UPS dilengkapi STS yang menjamin no-break system saat peralihan dari operasi UPS ke operasi PLN jika terjadi gangguan pada perangkat UPS. Main Supply UPS STS Manual by pass 220 V AC load Gambar 2.5 Bagan instalasi UPS dengan STS 3. Dua system UPS dilengkapi dengan system STS, pada system ini catuan AC no-break akan lebih handal dan dapat dijamin kelancaran operasinya. Main Supply UPS UPS STS Manual by pass 220 V AC load Gambar 2.6 Bagan instalasi dua UPS dengan STS 4. UPS system dengan parallel mode, pada sistem catuan ini terdiri dari unit rectifier, unit inverter, dan batere yang terhubung secara parallel sehingga 14
system ini dikatakan sama dengan satu rangkaian UPS. Rangkaian ini dapat dijumpai untuk catuan dengan beban yang besar kapasitasnya. Stand by power supply Main Supply Unit Rectifier Unit Rectifier UPS 2 UPS 1 Batere Batere DC/AC Converter DC/AC Converter STS 220 V AC load Gambar 2.7 Bagan instalasi UPS system dengan parallel mode 2.4.2 Instalasi Catu Daya DC Tak Terputus Catuan DC dapat diperoleh dari beberapa sumber, antara lain: a. Batere Batere adalah suatu rangkaian sel listrik yang dihubungkan secara seri untuk mendapatkan tegangan yang diinginkan atau dihubungkan secara parallel untuk mendapatkan kapasitas yang diinginkan. Sel listrik tersebut bertujuan mengubah energy kimia menjadi energy listrik DC. Untuk setiap sel batere menghasilkan tegangan nominal 2 volt. Dalam system catu daya, batere digunakan untuk antara lain: 15
Sebagai cadangan catuan listrik DC Sebagai filter arus DC Untuk operasi pengisian dan pengosongan system catu daya Untuk mencatu starter motor dan beban DC lainnya b. Rectifier Perangkat rectifier ini berfungsi untuk mengubah catuan AC menjadi catuan DC dan selanjutnya mencatu beban dan untuk memelihara batere. Rectifier dapat beroperasi tanpa batere atau parallel dengan batere. Rectifier Load DC Batere Gambar 2.8 Blok diagram Rectifier Cara kerja: Dalam kondisi normal rectifier mengubah catuan input AC menjadi tegangan DC untuk mencatu beban dan menjaga kapasitas batere. Bila sumber catuan utama terganggu maka secara otomatis batere akan mencatu beban. Bila sumber utama kembali normal maka rectifier kembali mencatu beban dan memulihkan kapasitas batere. c. Converter DC to DC konverter DC ke DC berfungsi menaikkan atau menurunkan tegangan DC sesuai dengan kebutuhan. Pada tegangan AC komponen ini dikenal dengan nama transformator. Perangkat konverter DC ini akan menhghasilkan tegangan DC tertentu dari tegangan DC yang ada untuk mencatu beban. 16
DC input DC load Gambar 2.9 Blok diagram DC to DC Converter d. Solar Cell Solar cell menghasilkan tegangan DC dengan cara mengubah energy sinar matahari menjadi tegangan DC yang diinginkan. Pada umumnya, perangkat ini dilengkapi dengan converter DC ke DC dan diparallel dengan batere. Solar Cell DC DC DC load Batere Gambar 2.10 Blok diagram Solar Cell 17