BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Lokasi Penelitian Lokasi : PT. Kunago Jantan Jl. By Pass Km. 25 Korong Sei. Pinang, Kanagarian Kasang, Padang Pariaman (Sumatera Barat). 3.2 Waktu Penelitian Penelitian akan dilakukan pada bulan Juli 2016. Tanggal 08 19 Juli 2016, Pukul 10.00 WIB s/d 21.00 WIB atau sesuai jam kerja yang berlaku di lokasi penelitian (PT Kunango Jantan). 3.3 Jenis Penelitian Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah-langkah yang benar sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode observasi. 3.4 Sumber Data Data-data yang akan diperlukan nantinya dalam proses pembuatan laporan Tugas Akhir diperoleh dari: 1. Observasi Penulis mengamati secara langsung ditempat operator dan mencatat data-data dilapangan yang diperlukan untuk dianalisa.
2. Wawancara Metode wawancara ini dilakukan dengan cara menanyakan hal-hal yang sekiraya belum penulis ketahui kepada pembimbing dilapangan. 3. Studi Pustaka Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku pendukung dan mencari data yang diperlukan mengenai hal-hal atau materi yang dianalisa. 4. Bimbingan Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang berkaitan dengan analisa dari penelitian dari pembimbing, baik dosen maupun orang yang mengerti akan topik penelitian. 3.5 Data dan Peralatan yang Digunakan 3.5.1 Data Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah: a. Data Total Load Actual dari : 1. LVMDP 1 2. LVMDP 2 b. Data spesifikasi dari motor dan mesin pada Pabrik Pipa di PT. Kunango Jantan. 3.5.2 Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a. 1 (satu) unit alat ukur Tang Ampere b. 1 (satu) unit Laptop c. Dan sebagainya.
3.6 Teknik Penelitian MULAI PENGAMBILAN DATA DARI PANEL LVMDP MASUKKAN DATA DRI TIAP PENGAMBILAN DATA PANEL LVMDP PERHITUNGAN UNTUK MENENTUKAN KAPASITAS GENSET YANG AKAN DI GUNAKAN HASIL PERHITUNGAN KONVERGEN TIDAK YA CETAK HASIL SELESAI Gambar 3.1 Flowchart Perhitungan Menentukan Kapasitas Genset yang digunakan
3.7 Pelaksanaan Penelitian Secara garis besar yang akan dilakukan selama pelaksananan penelitian adalah : a. Membuat yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah instalasi generator set di PT Kunango Jantan b. Data setiap panel LVMDP dapat dimasukan kedalam rumus setelah dilakukan pengukuran. c. Masukan data studi kasus yang ditinjau. d. Melakukan perhitungan menggunakan rumus yang berhubungan dengan instalasi generator set. e. Penentuan kapasitas generator set dapat diketahui setelah melalui pengukuran, perhitungan dan melalui analisis. f. 3.8 Populasi Populasi adalah seluruh objek yang dimaksudkan untuk diselidiki, dimana objek tersebut setidak-tidaknya memiliki satu kesamaan sifat.
BAB IV HASIL DAN ANALISIS 4.1 Data 4.1.1 Data Total Load Actual Pengukuran Panel Distribusi yang akan Disuplai Genset Data total load actual merupakan data pengukuran puncak beban yang terjadi setiap harinya. Data ini didapat dari pengukuran pada jam 18.00 WIB. Karena pada jam ini beban puncak terjadi. Di sini data diambil berdasar load actual. Load actual adalah pengukuran besar beban yang terjadi. Besar beban diukur pada masing-masing panel distribusi. Table 4.1 Total Load Actual dari LVMDP 1 Load V Load P S No Name of Panel Setting Cos Pengukuran (A) (V) (A) (kw) (kva) 1 Pabrik Tiang Besi 800 380 0,85 275,2 153,9 181,1 2 Pabrik Pipa 800 380 0,85 340,5 190,4 224,1 3 Gudang Repairing 400 380 0,85 20,3 11,3 13,2 4 Workshop 1 800 380 0,85 91,6 51,2 60,2 5 Workshop 2 800 380 0,85 33,7 18,8 22,1 Total Load Pengukuran 761,3 Total kw 425,6 Total kva 500,7
Table 4.2 Total Load Actual dari LVMDP 2 Load V Load P S No Name of Panel Setting Cos Pengukuran (A) (V) (A) (kw) (kva) 1 Pabrik Crusher 400 380 0,85 202,5 113,2 133,2 2 Pabrik Elbow 600 380 0,85 55,8 31,2 36,7 3 Office 150 380 0,85 14,2 7,9 9,3 Total Load Pengukuran 272,5 Total kw 152,3 Total kva 179,2 4.1.2 Data Total Load Terpasang Panel Distribusi yang akan Disuplai Genset Table 4.3 Total Load terpasang dari LVMDP 1 V P S No Name of Panel Cos (V) (kw) (kva) 1 Pabrik Tiang Besi 380 0,85 162,5 191,1 2 Pabrik Pipa 380 0,85 210,4 247,5 3 Gudang Repairing 380 0,85 14,6 17,1 4 Workshop 1 380 0,85 60,3 70,9 5 Workshop 2 380 0,85 22,6 26,5 Total P 470,4 Total S 531,1
Table 4.4 Total Load terpasang dari LVMDP 2 V P S No Name of Panel Cos (V) (kw) (kva) 1 Pabrik Crusher 380 0,85 143,2 168,4 2 Pabrik Elbow 380 0,85 38,5 45,2 3 Office 380 0,85 8,2 9,6 Total P 189,9 Total S 223,2 4.2 Perancangan 4.2.1 Deskripsi Perancangan Dalam perancangan ini, penulis akan merancang genset dengan penentuan daya genset berdasar beban maksimum yang terukur pada jam 18.00 WIB di PT Kunango Jantan. Karena permintaan dari perusahaan tersebut, besarnya daya genset yang digunakan berdasar beban maksimum terukur dari setiap panel distribusi. Dan catu daya cadangan atau genset hanya digunakan untuk mensuplai beberapa panel distribusi. LVMDP 1, terdiri dari panel distribusi. 1. Pabrik Tiang Besi 2. Pabrik Pipa 3. Gudang Repairing 4. Workshop 1 5. Workshop 2 LVMDP 2, terdiri dari panel distribusi. 1. Pabrik Crusher 2. Pabrik Elbow 3. Ofiice
Perancangannya menggunakan dua genset untuk dua LVMDP. Pada LVMDP 1 tegangan yang digunakan adalah 380 V, maka perancangan tegangan genset yang digunakan sebesar 380/220 V. Dan untuk LVMDP 2 tegangan yang digunakan sama dengan LVMDP 1 yaitu 380 V, maka perancangan tegangan genset yang digunakan juga sebesar 380/220 V. 4.2.2 Menentukan Daya yang Digunakan Genset Penaksiran beban maksimum yang biasanya terjadi pada jam 18.00-21.00 WIB. Karena PT Kunango Jantan siang dan malam aktivitas produksi terus berjalan. Mesin-mesin beroperasi yang membutuhkan energi listrik yang besar pula. Data yang diperoleh dengan perkiraan beban maksimum sebesar 761,3 A untuk LVMDP 1 dan 272,5 A untuk LVMDP 2. Sehingga daya genset yang terukur untuk LVMDP 1 sebesar 425,6 kw dan LVMDP 2 sebesar 152,3 kw. Daya tersebut merupakan daya genset sebesar 80% dari daya genset sebesar 100%. Daya genset yang terpasang untuk LVMDP 1 sebesar 470,4 kw dan LVMDP 2 sebesar 189,9 kw. Agar daya genset yang digunakan mencapai 100%, untuk itu dilakukan perhitungan. Terlebih dahulu mencari Demand Factor (DF) selanjutnya menentukan kapasitas daya yang harus digunakan genset, dengan rumus sebagai berikut. (Hasan Basri, 1997;12) DF =
Kapasitas daya = DF x Beban total terpasang x Faktor keamanan trafo = DF x Beban total terpasang x 125% a) LVMDP 1 P = 467,6 kw Cos = 0,85 Perhitungan: DF = = 0,904 Kapasitas daya = 0,904 x 470,4 kw x 125% = 531,52 kw b) LVMDP 2 P = 152,3 kw Cos = 0,85 Perhitungan: DF = = 0,802 Kapasitas daya = 0,802 x 189,9 kw x 125% = 190,37 kw Kebutuhan daya genset yang digunakan setelah dilakukan perhitungan adalah 531,52 kw untuk LVMDP 1 dan 190,37 kw untuk LVMDP 2. 4.2.3 Menentukan Rating Kinerja Daya Genset Dalam menentukan rating kinerja daya Genset di PT. Kunango Jantan direncanakan penggunaannya digunakan pada saat beban puncak yaitu jam 6 sore sampai jam 9 malam.. Untuk menghindari kerja Generator Set yang berat, maka diambil asumsi daya total yang akan disuplai adalah 0,85 dari daya total
Generator Set. Besar kapasitas Generator Set yang akan digunakan adalah sebagai berikut : (P.Van Harten, 1992;144) a) LVMDP 1 = Genset 1 = = = 625,35 kva Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog mitsubishi adalah 630 kva. b) LVMDP 2 = Genset 2 = = = 223,96 kva Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog caterpillar adalah 250 kva. Besar daya mesin Generator Set sebaiknya di pilih lebih besar dari 625,35 kva dan 223,96 kva. Dari besar daya unit tersebut pertimbangan dan penambahan kebutuhan beban maka dipilih Generator Set Mitsubishi MGS0500B yang memiliki rating kinerja daya genset yaitu 630 kva dan Generator Set Olympian GEH250-2 yaitu 250 kva yang juga memiliki konsumsi bahan bakar yang rendah. (a) (b) Gambar 4.1 Mitsubishi MGS0500B (a) dan Olympian GEH250-2 (b)
4.2.4 Analisa Faktor Kecepatan Dari data spesifikasi mesin diesel menunjukkan kecepatan diesel generating set Mitsubishi MGS0500B dengan putaran mesin sebesar 1600 rpm dan Olympian GEH250-2 dengan putaran mesin sebesar 1500 rpm. Mitsubishi MGS0500B memiliki panjang langkah piston sebesar 180 mm dan untuk Olympian GEH250-2 memiliki panjang langkah piston sebesar 135,9 mm, maka besar faktor kecepatannya dapat diketahui pada persamaan 2.2 adalah sebagai berikut : (Andi Sumanto, 1996;25) Cs = ; 1 meter = 3,2808 ft Cs = ; 1 = Cs = 2,56 ; 1 = 0,6 ft Cs = ; 1 meter = 3,2808 ft Cs = ; 1 = Cs = 1,687 ; 1 = 0,45 ft Besar faktor kecepatan mesin diesel Mitsubishi MGS0500B adalah sebesar 2,56 dan untuk Olympian GEH250-2 adalah sebesar 1,687. Besar nilai faktor kecepatan bila dilihat pada bab 2.2.2. Faktor kecepatan, menunjukkan bahwa mesin diesel yang digunakan memiliki faktor kecepatan rendah, karena faktor kecepatannya < 3. Pemilihan mesin ini dianggap sesuai dengan fungsi diesel generating set sebagai stand-by unit.
4.2.5 Menentukan Rating Pengaman Keluaran Genset Dalam menentukan rating pengaman keluaran genset menurut PUIL 2000 pasal 5.6.1.2.3 yang berisi generator yang bekerja pada 65 V atau kurang dan dijalankan oleh motor tersendiri, dapat dianggap telah diproteksi oleh gawai proteksi arus lebih yang mengamankan motor, bila gawai proteksi ini bekerja kalau generator membangkitkan tidak lebih dari 150 persen dari arus pengenal pada beban penuhnya. Pada perancangan berikut arus lebih dari genset yang digunakan 150% sebagai faktor pengali dari In genset. Pengaman yang digunakan adalah MCCB. Karena MCCB memiliki rating arus yang besar dan dapat disetting sesuai dengan kebutuhan. MCCB sebagai pengaman dari arus hubung singkat dan arus beban lebih. MCCB yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset. Maka MCCB yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset yaitu sebagai berikut. (Andi Sumanto, 1996;47) Ln Genset = I MCCB = 150% x ln Genset Perhitungan: a) Ln Genset 1 = = 0,957 ka = 957 A I MCCB = 150% x 957 = 1435,5 A b) Ln Genset 2 = = 0,379 ka = 379 A I MCCB = 150% x 379 = 568,5 A
Dengan melihat catalog Mitsubishi diperoleh MCCB yang digunakan memiliki jenis AE1600-SW dengan rating arus 800 ~ 880 ~ 960 ~ 1040 ~ 1120 ~ 1200 ~ 1280 ~ 1360 ~ 1440 ~ 1520 ~ 1600 A dengan tegangan 380 V untuk Genset 1 dan NF630-HEW dengan rating arus 300 ~ 350 ~ 400 ~ 500 ~ 600 ~ 630 A dengan tegangan 380 V untuk Genset 2. 4.2.6 Menghitung Arus Hubung Singkat Generator Set Untuk menentukan arus hubung singkat keluaran genset 1 dan genset 2 dengan megetahui reaktasi generator, dalam spesifikasi bahwa batasan sub transient rektansi 13% atau lebih kecil untuk membatasi distorsi tegangan yang di sebabkan oleh beban non linier seperti yang terjadi pada saat starting motor besar. Reaktansi sub-transien ini dijabarkan sebagai tegangan dibagi oleh reaktasi sub transien atau dalam satuan per unit dapat menggunakan persamaan yang didapat sebagai berikut : (Andi Sumanto, 1996;32) Iu = = 7,69 pu Selanjutnya untuk mengetui arus dasar genset 1 menggunakan persamaan : Ln Genset 1 = = 0,957 ka = 957 A Dan untuk genset 2 tetap menggunakan persamaan berikut : Ln Genset 2 = = 0,379 ka = 379 A Setelah didapat arus sub transien dalam satuan per unit dan arus dasar genset, sehingga dapat dihitung arus hunung singkat pada genset 1 dan genset 2 dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
a) I = 7,69 x 957 A = 7,35 ka (Genset 1) b) I = 7,69 x 379 A = 2,91 ka (Genset 2) Jadi Pengaman keluaran genset 1 dan genset 2 yang digunakan dengan kapasitas pengaman yang digunakan masing-masing 1435,5 A untuk genset 1 dan kapasitas pengaman genset 2 yaitu 568,5 A mempunyai kemampuan pemutus minimum 7,35 ka untuk genset 1 dan 2,91 ka untuk genset 2. Untuk kilovolt ampere (ka) pengaman keluaran beban keseluruhan genset total arus ganguan sub transien adalah : Genset 1 dan Genset 2 = 7,35 ka + 2,91 ka = 10,26 ka 4.2.7 Perhitungan Kabel Penyulang Genset Perhitungan kabel penyulang genset dapat kita lihat pada PUIL 2000 pasal 5.6.1.3 yang berisi: penghantar dari terminal generator ke proteksi pertama harus mempunyai kemampuan arus tidak kurang dari 115% dari arus pengenal yang tertera pada pelat nama generator. Dengan rumus: KHA = 115% x ln Genset Perhitungan: a) KHA Genset 1 = 115% x 957 A = 1100,5 A Maka luas penampang kabel adalah NYY 1 X 500 sebesar 1125 A. b) KHA Genset 2 = 115% x 379 A = 435,8 A Maka luas penampang kabel adalah NYY 4 X 240 sebesar 464 A. dengan KHA dengan KHA
4.2.8 Penentuan Rating Kontaktor Untuk genset 1 karena ln = 957 A, maka kontaktor yang dipakai adalah I = = = 1196,2 A Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 1500 A dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG. Untuk genset 2 karena ln = 379 A, maka kontaktor yang dipakai adalah I = = = 473,7 A Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 500 A dengan jenis LC1F500 untuk KT dan KG. 4.2.9 Metoda Starting Genset Genset di sini yang digunakan adalah dengan cara metoda quick starting, yaitu pada saat PLN mati genset langsung beroperasi tidak mengalami proses pemanasan terlebih dahulu. Diesel ini dihubungkan satu poros dengan genset. Pada diesel dan generator tersebut terdapat pemanas kira-kira pada suhu (25-50) yaitu oli pada heater tersebut. Dan kelembaban generator ini tidak tinggi. Gambar 4.2 Metoda starting genset
Cara kerja rangkaian di atas adalah: Dalam keadaan normal yaitu beban disuplai oleh PLN, arus akan mengalir sebagai berikut. Dari meter PLN-Titik A-Switch KT (on)-titik B-Load. Dalam keadaan darurat yaitu PLN off (KT off), secara otomatis AMF memerintahkan diesel untuk start dan dalam waktu ± 8 sec. Generator mengeluarkan tegangan (voltage), secara otomatis pula switch KG on. Sekarang beban disuplai dari genset. Apabila PLN on kembali, ± 30 sec. AMF memerintahkan KG off dan setelah itu meng-on-kan KT, tetapi genset masih running. Apabila PLN dalam waktu ± 5 menit tidak off lagi, maka genset stop. Semuanya akan bekerja secara otomatis. 4.2.10 Battery Charger Battery charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu. Pada saat normal yaitu suplai dari PLN dan load disuplai dari PLN. Maka battery charger akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLN pula. Lalu dari battery charger ini akan mengisi accu sebesar 12 VDC untuk Genset 1 dan 24 VDC untuk Genset 2. Dari accu ini, suplainya telah siap untuk menstart genset, jika PLN mati atau mengalami gangguan. Jika PLN mati, battery charger tetap mendapat suplai energi listrik, tetapi dari genset yang akan disalurkan ke accu. Sehingga dengan cara ini battery charger tetap mendapat suplai litrik begitu juga dengan accu.
Catu daya DC yaitu baterai atau accu digunakan untuk mengoperasikan genset. Karena accu ini akan menyalakan genset dan pengontrolan kerja ATS. Nah, accu ini mendapat pengisian ulang dari battery charger. Accu yang akan menggerakkan generator harus selalu dalam keadaan bertegangan. Gambar 4.3 Rangkaian battery charger Pengisian ulang baterai atau accu digunakan alat bantu berupa battery charger dan pengaman tegangan. Pada saat PLN normal (diesel dan generator tidak beroperasi), maka battery charger mendapat suplai listrik dari PLN. Sedangkan pada saat PLN mati atau mengalami gangguan (diesel dan generator beroperasi), maka suplai dari battery charger didapat dari generator. Pengaman tegangan berfungsi untuk memonitor tegangan baterai atau accu. Jika tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai 12/24 volt, yang merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery charger dengan baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.
4.2.11 Analisa Hubungan Generator dengan Penggerak Mula Generator dihubungkan satu poros dengan diesel. Pada saat akan start accu yang berisi tegangan 12/24 V siap mensuplai motor DC. Motor DC ini akan menstarting diesel dan generator mengikuti putaran diesel. Pada diesel terjadi gerakan mekanik yang akan memutar generator, sehingga generator mengeluarkan tegangan. Karena sistem ini menggunakan sistem start elektrik maka diesel yang dipakai memiliki daya sedang yaitu < 500 PK, digunakan sebagai prime over yang akan menggerakkan generator. Generator akan menghasilkan energi listrik dari energy mekanik. Motor DC mendapat suplai listrik dari baterai/accu 12/24 volt. Saat start, motor DC mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan diesel sampai mencapai putaran tertentu. Terlihat pula, bahwa AMF mengontrol keadaan diesel. Kita dapat melihat keadaan genset ini pada panel kontrol yang tersedia. Dan keadaan gangguan seperti: low oil pressure, high water temperature dan overspeed dapat dilihat pada AMF. Gambar 4.4 Hubungan generator dengan penggerak mula
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dalam perancangan unit instalasi genset yang didasarkan pada masingmasing bagian kemampuannya terhadap beban yang disuplai genset adalah: 1. Unit diesel generator set Mitsubishi MGS0500B dan Olympian GEH250-2 yang digunakan untuk kondisi operasi di PT. Kunango Jantan kapasitas tiap unit sebesar 630 kva dan 250 kva. 2. Rating pengaman untuk Generator Set Mitsubishi diperoleh MCCB dengan rating arus 1435,5 A yang digunakan memiliki jenis AE1600- SW dan untuk Generator Set Olympian MCCB dengan rating arus 568,5 A yang digunakan memiliki jenis NF630-HEW. 3. Untuk Generator Set Mitsubishi rating kontaktor yang dipakai 1500 A dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG dan untuk Generator Set Olympian kontaktor yang dipakai 500 A dengan jenis LC1F500 untuk KT dan KG. 5.2 Saran Adapun saaran yang dapat penulis berikan dari analisis perancangan unit Generator Set di PT Kunango Jantan adalah sebagai berikut : 1. Dalam merencanakan instalasi genset yang khususnya terhadap kemampuan daya genset, penghantar, pengaman dan kontaktornya. Sebaiknya perlu direncanakan, diperhitungkan dan dianalisa dengan cermat, agar hasil yang diinginkan lebih maksimal. 2. Untuk memasang genset sebagai back-up cadangan utama sebaiknya berdasarkan keseluruhan total beban yang digunakan dari trafo. 3. Untuk dimensi ruangan genset sebaiknya menggunakan spesifikasi dimensi ruangan yang telah ditentukan. Ruangan yang dibuat menggunakan sirkulasi dan peredam suara, agar ada pergantian udara dan tidak terlalu bising.