PROSIDING SEMINARPENELmAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL INTERLOCK UNTUKSUPLA Y ALmAN LISTRIK PADA POMPA HIDRAN KEBAKARAN

DI PTRKN SERPONG

Riswan Djambiar, Inzar AnasPusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuk/ir

ABSTRAK

PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL INTERLOCK UNTUK SUPLA Y ALiRANL1STRIK PADA POMPA HIDRAN KEBAKARAN DI PTRKN SERPONG. Untukmemperbaiki sistem lama yang menggunakan satu arah diganti dengan dua arah,salah satu sumber di/wbungkan langsung (bypass) dengan pompa, satunya lagimelalui sumber PLN lewat LVMDP gedung. Untuk mempercepat proses penyaluranaliran listrik guna mensuplai motor pompa hidran kebakaran secara handal, makadigunakan sistem interlock untuk dua saluran listrik dari genset dan PLN. Sisteminterlock ini berfungsi untuk mengunci saluran lain apabi/a salah satu sumber listriksedang bekerja, dengan sistem ini pompa hidran dapat dapat dihidupkan denganmenggunakan listrik dari PLN ataupun dari genset secara aman. Bi/a genset sedangmensuplai listrik untuk pompa hidran dan listrik dari PLN tiba-tiba menyala, maka tidakakan terjadi hubung singkat karena sumber listrik PLN sudah diputus oleh kontaktordari genset.

ABSTRACT

SYSTEM DEVELOPMENT OF CONTROL INTERLOCK FOR SUPLA Y ELECTRICCURRENT A T PUMP HYDRAN FIRE IN PTRKN. To improve stripper system using isone way is changed with two directions, one of source of connected to direct (bypass)with pump, the other one again passed source of PLN via LVMDP building. To reliablyquicken the electric distribution process for fire hidrants pump motor supply, theinterlock system for both power lines from genset and PLN is applied. This interlock isused to lock other current line if one of electric current is working. By this system, thehidran pump can be safely operated using the current line from PLN or genset. Whenelectrical genset is supplied for hidran pump and the electricity from PLN a flamesuddenly, the short circuit will not accured because the contactor for PLN have beendisconnected by the contactor from genset.

PENDAHULUAN

Suatu kebakaran suIit diprediksi kapan akanterjadi dan apabila ini terjadi tindakan cepatharus dilakukan. Salah satu peralatan yang dimilikiPTRKN dalam rangka antisipasi terjadinyakebakaran adalah sebuah pompa yang dihubungkandengan sistem hidran. Namun pompa hidran inimembutuhkan tenaga listrik yang disuplai olehjaringan PLN. Padahal bila terjadi kebakaran sesuaidengan prosedur untuk kasus tertentu jaringanlistrik harus dimatikan. Untuk menghindari keadaanini maka dikembangkan sistem interlock sehinggatenaga listrik pompa hidran dapat pula disuplai oleh

genset. Sistem ini berupa rangkaian listrik yangbekerja bila salah satu dari dua tombol yaitu gensetdan PLN ditekan pada rangkaian yang terhubungoleh dua sistem penyaluran listrik. Rangkaian inikerjanya untuk memisahkan dan saling mengunciapabila salah satu sumber aliran listrik sedangmensuplai listrik. Pada rangkaian ini digunakankontaktor sebagai komponen penggerak untukmengeksekusi kerja motor pompa hidran.

TEORI

Cara kerja kontaktor berdasarkan medanlistrik yang dialirkan kekumparan kontaktor yang

268 ISSN 1410 - 8178 Rizwan Djambiar, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi

Pusat Teknologi Akselerator dan ProsesBahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

menyebabkan magnet bekerja mengaktitkankontaktor sehingga arus listrik dapat mengalir.Sebagai stater motor hidran kontaktor dengankombinasi kontrol kontaktor Direct on Line (DOL)Bintang Segi-tiga dan Auto-trafo, masih banyakdigunakan karena faktor keandalanpemeliharaannya lebih baik. Tetapi jika sudah harusmempertimbangkan serius faktor penghematanenergi, komunikasi informasi digital, makapenggunaan Motor Control Center (MCC) dengankontrol inverter dan soft-starter menjadi suatukebutuhan substansial di masa depan tinggalbagaimana dukungan keahlian sumber dayamanusia. Contoh kontaktor seperti Gambar 1.

arus jaringan sarna dengan arus fase. Diagram fasor(gambar 2) berfungsi sebagai pembantu untukmenentukan hubungan antara jaringan adalah bedafasor dari dua tegangan. Dengan demikian salahsatu fasor tegangan phasa tegangan phasa dibalikagar menghasilkan minus (Vp yakni - Vp). Lihatgeometri Gambar 3.

v:.:

/III _~T

V -..! , _""

p "

"-:' fj.;zo ,

r~-----+---v,-----f--'" 120' /- ./----------

Gambar 3. Diagram fasor 3 phasa hubungan bintang

1/2VL=cos300 (1)Vp

Jadi,

1/2VL=Vpx~.J3 (2)2

Maka:

VL = .../3Vp (3)

Tegangan jaringan adalah .../3kali teganganphasa (.../3= 1,73). Pada sebuah beban setimbangrumus urnurn untuk daya tiga phasa menjadi :

P = .../3V I cos<t>,dimana nilai V dan Iadalah nilai jaringan.

Hubungan delta juga disebut hubunganmesh. Skema umum dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 1. Kontaktor 3 Phasa

Starting Motor Induksi

Untuk kontaktor timer pada motor yangberdaya besar harus digunakan jenis hubunganbintang-segitiga guna meredam arus Iistrik yangbesamya bisa mencapai lima kali arus nominalnya.Pada saat pertama di starter motor duhubungkanbintang, lalu beberapa detik kemudian timermengubah menjadi hubungan delta. Pada saat motorterhubung bintang tegangan Tegangan Line (VI)11,''3 tegangan phasa (Vp)[2].

Hubungan Bintang kadang-kadang dikenalsebagai sistem hubungan Y. Cara penyambunganyang mengaliri suatu beban resistif diberikan padagambar 2.

+IIVzI

+

\) Calu

3fase

tIJ

Gambar 2. Hubungan Bintang

Untukjelasnya notasi padajaringan (VI., IL)

dan fase (Vr, Ip) hanya diperlihatkan untuk satuphasa. Jelas IL = Jp. yakni pada hubungan bintang

Gambar 4. Hubungan Segitiga

Juga untuk penyederhanaan yang ditandaihanya satu pasang nilai phasa jaringan. Disini_VL =

Vp. yakni untuk hubungan segitiga, teganganjaringan sarna dengan tegangan phasa. Dari diagramfasor (gambar 5) arus jaringan sarna dengan selisihfactor dari dua arus phasa(1l.

Rizwan Djambiar, dkk. ISSN 1410 - 8178 269

(4)

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan

Vogyakarta, 28 Agustus 2008

Pompa yang dipakai untuk pemadamkebakaran adalah jenis pompa sentrifugal yangdigerakkan motor induksi 3 phasa dengan daya 38KW dan tegangan 380/660 volt, seperti ditunjukkanada Gambar 7.

Gambar 5. Diagram fasor 3 phasa hubungan bintang

1/21L = cos30oIp

Jadi:

1/ 21L = Ip x~.J32

(5) Gambar 7. Motor Pompa Hidran

Maka:

IL= "3 Ip (6)

Arus jaringan adalah "3 kali arus phasa.Seperti sebelumnya rumus umum untuk daya tigaphasa menjadi P = "3 V I cos<I>,dimana nilai V danI adalah nilai jaringan.

Kontaktor Magnetis

Kontaktor magnetis sama dalam operasinyadengan relay elektromekanis (EMR). Keduanyamempunyai keistimewaan penting yang umum yaitukontaktor bekerja apabila kumparan diberi energi[3].

The National Electrical ManufactureAssosiation (NEMA) mendetinisikan kontaktormagnetis sebagai alat yang digerakkan secaramagnetis untuk menyambung atau membukaberulang-ulang rangkaian daya listrik. Tidak sepertirelay kontaktor dirancang untuk menyambung danmembuka rangkaian daya listrik tanpa merusak.Beban-beban tersebut meliputi lampu, pemanas,transformator, kapasitor dan motor listrik.

Timer Kontaktor

Disini timer yangdigunakan adala TimingRelay. Dimana fungsi dari timer pada rancangbangun ini adalah sebagai penunda waktu padaputaran bintang keputaran segitiga, seperti terlihatpada Gambar 6.

Motor Pompa Hidran

Gambar 6. Timing-Relay

TAT A KERJA

Pekerjaan mekanik

I. Membuat rancangan gambar diagramkelistrikan.

2. Mempersiapkan komponen yang akan dipasangpada panel.

3. Melubangi panel untuk kedudukan reI.4. Pengukuran rei untuk penempatan kontaktor.

Pemasangan komponen

I. Pasang rei omega dan terminal strip sesuaigambar penempatan komponen pada panel.

2. Pasang kontaktor, timer, fuse holder pada reiomega.

3. Pasang lampu indicator, Volt meter, dan tomboltekan pada panel.

Pelaksanaan pengawatan

I. Merangkai pengawatan untuk sumber PLN dangenset pada rangkaian daya.

2. Memasang pengawatan untuk rangkaian kontro!sistem interlock genset dan PLN.

3. Menghubungkan pengawatan tombol dengankumparan kontaktor pada panel.

Uji coba rangkaian

I. Sebelum dihubungkan ke sumber tegangansemua pengawatan harus diperiksa ulang untukmencegah terjadinya hubungan singkat.

2. Kemudian sistem dihubungkan ke sumber PLNdan genset, apabila sumber terhubung denganbenar akan terlihat dengan menyalanya lampuindikator PLN dan genset.

3. Tombol start motor yang dari sumber PLNditekan, maka sumber listrik dari gcnset akanmati terlihat dengan padamnya lampu indikatorgenset dipanel.

270 ISSN 1410 - 8178 Rizwan Djambiar, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

HASIL DAN PEMBAHASAN

Rangkaian Daya

Rangkaian daya untuk menggerakkanmotor pompa hidran dapat dilihat pada Gambar 8dibawah. Sumber AC tiga phasa dari PLN danGenset bertegangan 380 Volt (tegangan antarphasa) dan satu phasa 220 Volt (tegangan phasadengan netml) untuk mensuplai motor pompahidran. Sumber listrik ini dapat berasal dari PLNatau genset.

Pada rangkaian daya ini digunakan untukmenentukan hubungan bintang atau hubungansegitiga. Setelah digambar dan diperiksakebenarannya maka dapat langsung dirakit padabox panel.

Ketika pompa hidran dihidupkan, pada saatstart energi listrik yang dibutuhkan sangat besarsehingga menuntut konfigurasi bintang. Dalam halini KM2 dan KM4 menutup bersamaan. Selangbebrapa detik kemudian kontaktor KM4 membukadiikuti dengan menutupnya KM I, maka motorterhubung segitiga. Dalam hal ini KM2 tetap dalamkeadaan menutup. Sistem ini untuk aliran listrikdari PLN. Untuk aliran listrik dari genset, sistemkerjanya mirip. Namun kontaktor yang bekeljaberbeda yaitu KM2 ditukar KM6, KM4 ditukarKM8, KMI ditukar KM5.

Rangkaian Kontrol

Kegiatan berikutnya adalah mendesainrangkaian kontrol (seperti Gambar 9). Rangkaian inidigunakan untuk mengunci salah satu sumber listrikyang digunakan

Adapun cara kerja rangkaian interlockuntuk mengoperasikan motor pompa hidran adalahsebagai berikut :1. Jika tombol start (STR) pada rangkaian kontrol

PLN ditekan, maka kontaktor I (KM 1) akanbekerja, kemudian saklar KM I akan menutupdan akan membuka jalur KM4. Bersamaanbekerjanya koil KMl, koil KM2 juga bekerjadan menutup saklar KM2 dan membuka untukjalur ke genset. Dalam hal ini posisi saklarsistem kontrol genset dalam keadaan terkuncimenjadi terbuka. Sehingga bila tombol untukgenset ditekan maka tidak akan berfungsi. Padakondisi ini motor tiga phasa terhubung bintangdengan jaringan

2. Setelah interval tiga detik secara outomatissaklar KM3 (berfungsi sebagai timer) membukajalur koil KM 1 dan digantikan oleh KM3menutup, dan pada koil KM4 bekelja karenasaklar KM I menutup. Pada kondisi ini motortiga phasa terhubung segitiga dengan jaringan

III..~"~'.6."'" ·····m·"

n·"'·""W'"''~HR: M,f:

L =-1

.Ill.

Gambar 8. Rangkaian DayaSIP

srn;1; ~.•••,)"'"

I, •••• ~~ .. : 't \t<J.tt,\o"'ti "'V7!':lt7 •

Rangkaian KontrolGensel'

Gambar 9. Rangkaian Kontrol

Rizwan Djambiar, dkk. ISSN 1410 - 8178 271

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

3. Untuk pengoperasian jalur genset prinsipnyasarna seperti pada jalur PLN. Untuk melihatjalur mana yang sedang bekerja dapat dilihatdengan nyala lampu yang ada pada kontrolpanel.

4. Ketika tombol stop ditekan, jalur kontrol akanterputus dan semua kontaktor akan membuka.

5. Tahap berikutnya adalah merangkai komponendengan mengacu pada rangkaian daya darirangkaian kontrol. Bentuk rangkaian sisteminterlock untuk pompa hidran kebakaran sepertiditalT\p'i~~~npada Gamb~!_!g.••

Gambar 10.Sistem Interlock kontaktor PLN-Genset

Keterangan gambar :1 dan 8 : Timer2 dan 7 : Kontaktor RST3 dan 5 : Kontaktor hubung Bintang4 dan 6 : Kontaktor hubung SegitigaSetelah semua komponen terpasang uji cobadilakukan dilakukan, sistem telah bekerja sepertiyang diinginkan. Ketika pompa hidran dihidupkanmenggunakan sumber PLN, tombol yang terkoneksike genset tidak berfungsi sarna sekali. Begitu pulasebaliknya ketika sumber Iistrik dari genset yangdigunakan, tombol yang berkaitan dengan jaringanlistrik menjadi tidak berfungsi.

KESIMPULAN

Telah dikembangkan sistem interlock untukmengoperasikan pompa hidran. Dengan sisteminterlock ini, sumber tegangan yang digunakandapat berasal dari PLN atau genset. Sistem ini dapatberfungsi dengan baik sehingga tidak akan terjadikesalahan operasi. Apabila salah satu sistem telahbekerja maka sistem yang lainnya tidak berfungsi.Dengan demikian kerusakan yang fatal dapatdihindari.

DAFTAR PUSTAKA

1. ABDUL KADIR, PROF. IR, "Transformator",PT Pradnya Pararnita, Jakarta, 1981.

2. ZUHAL, "Dasar Tenaga Listrik", Bandung,ITB, 1982.

3. SUMANTO, "Mesin Sinkron" (GeneratorSinkron dan Motor Sinkron), Andi Yogyakarta.

TANYAJAWAB

Sukosrono~ Mengapa tidak memakai stabilizer apabila

terdapat pengaruh tluktuasi tegangan baik dariPLN atau genset terhadap sistem ini?

Rizwan Djambiar~ Pengaruh fluktuasi jelas ada, namun hanya 1

% dari nominal dan ini sangat tidakberpengaruh pada motor pompa. Stabilisatortidak dibutuhkan karena pompa masih dapatbekerja pada tegangan ± 10 % dari tegangannominal.

272 ISSN 1410 - 8178 Rizwan Djambiar, dkk