(054104044) (ok)

Click here to load reader

  • date post

    14-Jun-2015
  • Category

    Education

  • view

    353
  • download

    12

Embed Size (px)

description

:)

Transcript of (054104044) (ok)

  • 1. PERENCANAAN PEMASANGAN LAMPU PENERANGAN DAN KEBUTUHAN DAYA LISTRIK Studi kasus : MESIN PRODUKSI III DAN IV PT. MANGUL JAYA BANTAR GEBANG BEKASI Oleh Yardolitos B. Purba1, Didik Notosudjono 2, M. Hariansyah 3 Program Studi Teknik Elektro Universitas Pakuan Bogor Jln. Pakuan P.O.Box 452 BogorAbstrak PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi adalah suatu perusahaan yang mengkomsumsi tenaga listrik sangat besar, mendapat suplai tenaga listrik dari PLN dengan daya sebesar 1100 kVA, dan bilamana terjadi gangguan dari PLN maka tersedia genset sebagai system bac-kup dengan daya sebesar 550 kVA. Besar daya terpakai setiap hari mampu untuk pemenuhan lampu Penerangan, Komputer, AC (Air Conditioner), mesin-mesin produksi, dan untuk menggerakkan atau menjalankan peralatan listrik lainnya . Akan tetapi karena ada penambahan gedung baru maka perlu panambahan daya listrik yang harus disuplai oleh PLN, sebesar 1100 kVA. Dalam kajian berikut, dilakukan untuk melakukan evaluasi penambahan daya listrik di gedung baru PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi dan perhitungan pemakaian beban-beban listrik dengan tujuan untuk mengoptimalkan energi listrik yang tersedia. Dengan adanya pemakaian rata-rata beban sebesar 1100 kVA, maka akan dilakukan penambahan daya terpasang untuk gedung baru menjadi 350 kVA, untuk itu perlu perhitungan kebutuhan daya listrik. Kata kata kunci : Klasifikasi listrik dan perkiraan beban, distribusi tenaga listrik, sistem instalasi listrik, daya listrik.1.PendahuluanPT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi yang bergerak dalam bidang industri pembuatan sepatu, berperan dalam sebuah pengemasan produk, sebelum didistribusikan kepada konsumen. Utuk kegiatannya memerlukan pemenuhan kebutuhan tenaga listrik sangat besar dan untuk jangka waktu yang lama. Daya listrik setiap hari digunakan untuk lampu penerangan, computer, AC, Cutting, Buffing, Stock Fitting, Assembly dan penggerak, atau menjalankan peralatan listrik lain. Perusahaan yang berdiri pada tanggal 24 april 1991, berkedudukan di desa Bantar Gebang Bekasi di atas lahan 10.000 m2. saatini sedang melakukan perluasan bangunan, termasuk, menambah sebuah mesin produksi IV baru dengan ukuran 30m x 40m, atau satu lantai. Bangunan baru direncanakan digunakan untuk mesin-mesin produksi III dan IV. Untuk itu diperlukan perencanaan menyeluruh khususnya dengan melakukan analisis sistem penerangan perancangan menyeluruh kebutuhan beban listrik terhadap bangunan yang telah ada dan yang sedang dibangun. Berdasarkan hasil pengukuran, pada bulan November 2012, kuat penerangan di dalam gedung mesin produksi I dan II, mencapai 63 lux. Mengacu pada aturan PUIL 2000, bahwa minimal kuat penerangan cahaya listrik di dalam gedung untuk industry antaraProgram Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 1

2. 200 hingga 500 lux. Sehingga perlu direncanakan jumlah lampu dan jenis lampu yang digunakan. Maksud dan tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makaalah adalalah : a)Melakukan analisis daya terpasang untuk gedung PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi sebelum dan sesudah penambahan gedung produksi III dan IV Menetukan jenis dan jumlah lampu serta kuat penerangan untuk gedung mesin produksi III dan mesin produksi IV, sesuai standar PUIL 2000.b)Untuk memperkecil penyimpangan sasaran dan target uraian dan pembahasan, maka materi penulisan dibatasi, yaitu khusus analisis kebutuhan daya listrik pada mesin produksi III dan IV termasuk kelenkapan penerangan dan peralatan-peralatan listrik yang lain. 2.TINJAUAN PUSTAKA2.1Klasifikasi BebanSeiring meningkatnya pembangunan di bidang industri dan bertambahnya jumlah penduduk maka kebutuhan daya listrik juga meningkat tergantung dari daerah yang bersangkutan kepadatan penduduk dan standar kehidupan. Rencana perkembangan sekarang dan masa yang akan datang perlu diperhatikan. Untuk itu dalam perhitungan akan kebutuhan daya listrik harus memperhatikan tipe beban dan sifat beban tersebut. Pada umumnya tipetipe beban terbagi menjadi beberapa bagian : (AS. Pabla. Ir. Abdul Hadi; 1994, 6-7) Tabel 2.4. Faktor-Faktor Karakteristik BebanDomestik Komersial Industrial Besar Industrial beratDaya (kW) 0,4 s/d 1,5 0,5 s/d 2 100500 >500Faktor Kebutuhan 70-100% 90-100% 70-80% 85-90%Faktor Beban 1015% 2530% 6065% 7080%Energi listrik yang dibangkitkan (dihasilkan) tidak dapat disimpan, melainkan langsung habis digunakan oleh konsumen. Oleh karena itu, daya yang dibangkitkan harus selalu sama dengan daya yang digunakan. Apabila pembangkitan daya tidak mencukupi kebutuhan, atau ditandai dengan turunnya frekuensi dalam sistem. terkait kebutuhan daya oleh konsumen yang terus berubah sepanjang waktu, maka untuk mempertahankan frekuensi agar tetap 50 atau 60 Hertz, daya yang dibangkitkan di pusat harus diubah-ubah untuk sewaktuwaktu agar menyesuaikan dengan kebutuhan konsumen dan frekuensi bisa konstan. Pengaturan pembangkitan tenaga listrik untuk mengikuti perubahan kebutuhan daya dari konsumen, memerlukan perencanaan operasi pembangkitan cukup rumit dan menyangkut biaya bahan bakar yang tidak kecil, dalam kondisi ini diperlukan perkiraan beban atau perkiraan kebutuhan daya konsumen sebagai dasar perencanaan operasi. ( Djiteng Marsudi; 2005, 152) 2.3Faktor Diversitas 1,2-1,3 1,1-1,2 -Karakteristik BebanKarakteristik beban diperlukan agar sistem tegangan dan pengaruh thermos dari pembebannan dapat dibuat analisis dengan baik. Analisa tersebut dalam menentukan keadaan awal yang akan diperoyeksikan dalam perencanaan selanjutnya. Agar supaya penggunaan karakteristik beban tersebut dapat efisien, diperoyeksikan dalam perencanaan selanjutnya. Agar supaya penggunaan karakteristik beban tersebut dapat efisien, harus memahami pengertian dan pemakaian praktis dari karakteristik beban tersebut. (Hasan Basri, 1997:6) 1).Faktor-faktor Beban Jenis Beban2.2 Perkiraan BebanFaktor Kebutuhan (Demand Factor)Faktor kebutuhan adalah perbandingan antara kebutuhan maksimum (beban puncak) terhadap total daya tersambung. Jumlah daya tersambung adalah jumlah dari daya tersebut dari seluruh beban dari setiap konsumen. (Hasan Basri, 1997:12)Sumber : AS. Pabla. Ir. Abdul Hadi; 1994, 6-7Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 2 3. Faktor kebutuhan/demand kebutuhan maksimum=Jumlah 2).daya terpasangditentukan berdasarkan berikut :...(2.1)Faktor Beban (Load faktor)Faktor Beban = Beban puncak periode tertentu............(2.2)menurut definisi faktor beban = P rata rata P puncak=kWh yang digunakan satu periode Jumlah jam dalam satu periode4).P rata rata PpTXTFaktor Diversitas1 + 2 + 3+ .. ...(2.6)Atau Fd =......................(2.3).(2.5)Faktor diversitas adalah perbandingan antara jumlah beban puncak dari masingmasing pelanggan dengan beban puncak dari kelompok pelanggan tersebut, faktor difersitas dapat ditulis : (Hasan Basri, 1997: 15) Fd=Beban rata rata periode tertentusebagaiBeban rata-rata =Faktor beban adalah perbandingan antara beban rata-rata dan beban puncak dalam periode tertentu. Beban rata-rata dan beban puncak dapat dinyatakan dalam kilowatt, kilovolt-amper, amper, dan sebagainya tetapi satuan kedianya harus sama. Faktor beban dapat dihitung untuk periode tertentu biasanya periode harian, bulanan, tahunan. (Hasan Basri; 1997,12)definisi =1 .(2.7)Dimana : Di =Dimana : T = Periode waktu Prata-rata = beban rata-rata dalam periode T Pp = Beban puncak dalam periode T pada selang waktu tertentu (15 menit atau 30 menit)beban puncak (kebutuhan maksimum) dari masing-masing beban 1, yang terjadi tidak pada waktu yang bersamaan. Dk = D1+2+3+.n beban pucak dari n kelompok beban. Fd = factor diversitas, nilainya lebih besar dari satu.1200 A5).KilowattBeban puncak = P puncakFaktor Kebersamaan900 Pp600Beban rata-rataP rata-rata0020406081012 T14161820C 22 24Faktor kebersamaan (waktu) dalam perbandingan beban puncak (kebutuhan maksimum) dari suatu kelompok pelanggan (beban) dan beban puncak dari masingmasing pelanggan dari kelompok tersebut.Jadi faktor kebersamaan Fc adalah: (Hasan Basri; 1997,16) DK .................(2.8) D1 D2 D3 ... DnGambar 2.7 Kurva Beban Harian dan Faktor BebanFc Sumber : (Hasan Basri; 1997,14)Dari definisi diatas dapat diketahui : 1 Fc = ................................................(2.9)3).Faktor Kapasitas Beban rata rataFaktor Kapasitas = Bebanterpasang.(2.4)Sedangkan untuk mengetahui beban rata-rata dalam suatu kelompok beban listrik dapatDari persamaan (2.10) Faktor Kebutuhan (Fk) adalah : Fk = ...................(2.10)Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 3 4. Atau : Kebutuhan Maksimum = jumlah daya tersambung x Fk ..........(2.11) Subtitusikan persamaan (2.19) ke dalam persamaan (2.16), maka faktor diversitas dapat juga dinyatakan sebagai (Hasan Basri; 1997,16): Fd= =1 ................................(2.12)Dimana : TDTi = jumlah daya tersambung dari suatu kelompok atau beban i,Fddi = kebutuhan dari suatu kelompok atau beban IDk = kebutuhan maksimum (puncak) tiap kelompok beban. 2.3Segi Tiga DayaPersamaan (2.20) menunjukan daya semu dengan daya aktif dan daya reaktif. Hubungan ini dilihat pada gambar 2.12 Dari gambar 2.12 jelas bahwa : S = P 2 Q 2 ....(2.13) Atau P = S cos ; Q = S sin dan tan =Q PPada gambar 2.13. digambarkan segitiga daya yang terdiri dari dua beban, yang pertama beban induktif dengan sudut fasa 1 (mengikut) yang terdiri dari P1, Q1 dan S1 yang kedua beban kapasitif yang terdiri dari P1, Q1 dan S2 dengan sudut fasa 2 (mendahului). Kedua beban yang paralel ini menghasilkan segi tiga daya dengan sisisisinya P1 + P2, Q1+ Q2 dan sisi miringnya SR. sudut fasa antara tegangan dan arus yang diberikan oleh beban gangguan ini adalah R.Gambar 2.13. Segi tiga daya untuk beban gabungan (Sumber : Hasan Basri; 1997,9) 2.5Kapasitor Untuk Memperbaiki Faktor DayaSebuah sumber listrik AC mengeluarkan energi listrik dalam bentuk energi aktif dan energi reaktif. Energi aktif (dinyatakan dalam kW) adalah energi yang diperlukan untuk ditrasnformasikan/diubah ke bentuk energi yang lain, misalnya: energy mekanik, panas, cahaya dan sebagainya. Sedangkan energi reaktif ( dinyatakan dalam kVAR) diperlukan oleh peralatan yang bekerja dengan sistem elektromagnet, yaitu untuk pembentukan medan magnetnya ( Panduan Aplikasi Teknis 92). Peralatan yang demikian diantaranya: trafo, motor, lampu pilar dan sebagainya. Kedua energi di atas membentuk daya total yang disebut dengan daya nyata (dinyatakan dalam kVA). Daya ini merupakan penjumlahan vector dari daya aktif dan daya reaktif. Merupakan banyaknya perubahan tenaga terhadap waktu besaran dan arus, dan diketahui satuan daya adalah Watt. Dalam keperluan analisis daya dibagi-bagi sesuai tipe daya tersebut, yaitu : ( Sumber : Hasan Basri : 1997,7) Daya listrik umumnya yang dibangkitkan oleh pusat tenaga listrik dibagi menjadi 3 (tiga) bagian, yaitu : a). Daya aktifGambar 2.12. Segitiga DayaDaya aktif merupakan daya listrik yang terpakai yang dapat diubah menjadi daya thermis dan mekanis yang lansung dapat dipakai oleh konsumen yang membutuhkan.Sumber Ir. Hasan Basri; 1997,9Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 4 5. Satuannya : watt ( W), kilowatt ( kW), MegaWatt (MW), dan seterusnya.P V . I . Cos ..................................(2.14) Atau P 3.VL . I L Cos ..................(2.15) P S. Cos ..............................(2.16) Dimana : VL = Tegangan Fasa fasa IL = Arus JalaCos FaktorDayab). Daya reaktifc).Daya semuDaya semu untuk system fasa tunggal, sirkit dua kawat adalah hasil perkalian secara arus efektif dan beda tegangan efektif. ( Sumber : Hasan Basri : 1997,8) Jadi daya semu S dinyatakan oleh persamaan : S= V.I........................................(2.20) Untuk Sistem tiga fasa daya semunya adalah : Sumber :(Ir. Hasan Basri; 1997,8) S = 3V1.I1... ............................(2.21)Daya reaktif merupakan daya yang diperlukan oleh rangkaian megnetisasi untuk suatu peralatan listrik, dan tidak langsung dipakai tetapai hanya untuk magnetisasi saja.Faktor daya pada dasarnya didefenisikan sebagai perbandingan daya aktif dengan daya semu, dan dinyatakan oleh persamaan: (Sumber : Hasan Basri : 1997,28)Satuannya :Faktor Daya Volt-ampere-reaktif (Var), kilo Volt-amperereaktif (kVar), Mega Volt- ampere-rektif (MVar).AtauSedangakan daya reaktif ini terbagi menjadi dua bagian, yaitu : Daya reaktif induktif ( lagging) Adalah daya listrik yang dibutuhkan untuk menghasilkan medan magnet yang diperlukan oleh alat-alat induksi seperti motor induksi dan transformator.Daya reaktif kapasitif Adalah daya yang dibutuhkan oleh suatu kapasitor seperti kawat transmisi tegangan tinggi dan kapasitor shunt. Daya reaktif dinyatakan dalam Q ( VAR)( Sumber : Hasan Basri : 1997,8) Untuk Sistem 1 Fasa :Q V . I . Sin ............................(2.17) Untuk Sistem 3 Fasa : Q 3 VL . I L . Sin ...................(2.18)Q S. Sin ...............................(2.19)Daya aktif P .(2.22) Daya semu SFaktor Daya Cos P (2.23) SSudut adalah sudut fasanya; dimana arus mengikut dengan tegangan dari beban yang bersangkutan.Defenisi diatas tidak dapat begitu saja di terapkan terhadap bebanbeban yang didistribusikan atau terhadap sekelompok beban yang terdiri dari sejumlah beban-beban individu yang setiap saat bebannya berubah. Pada keadaan seperti ini, faktor daya yang digunakan adalah pada keadaan tertentu seperti pada keadaan beban ringan atau pada beban puncaknya, bila diperlukan mengetahui faktor daya dari suatu beban individu pada satu titik, faktor daya dari suatu beban individu pada suatu beban individu pada suatu titik, faktor daya dari kelompok beban ini dapat dianggap sebagai faktor daya dari masing-masing individu beban. Tentu saja asumsi seperti ini terdapat kesalahannya karena komposisi dari sekelompok beban disebabkan oleh beban yang terbesar dari kelompok yang bersangkutan. Pada keadaan seperti ini faktor daya dari individu beban sudah tidak lagi dianggap sama dengan faktor daya kelompoknya.Untuk menggunakan faktor daya kelompok sebagai faktor daya dari beban individu, maka perlu diasumsikan bahwa daya total ( daya aktif dan reaktifnya) tersebar merata disepanjang penyulang selanjutnya lebih baik lagi menentukan faktor daya rata-rata dari faktor daya dariProgram Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 5 6. keadaan beban tertentu.Semua peralatan listrik, kecuali motor sinkron, tahanan pemanas dan lampu pijar, mengkomsumsi daya listrik pada faktor daya pengikut. Faktor daya rata-rata dari beban beraneka macam peralatan listrik adalah sebagai berikut :Sumber :( Ir. Hasan Basri; 1997,28) 2.6Daya Pasor ( Pashor Power )Daya pasor untuk sirkuit tunggal, dan kawat yang terbentuk gelombang arus dan tahanannya sinussoidal adalah : V.I Bila V dan I dinyatakan dalam bentuk eksponensial; yaitu :Vmaks . e j1 dan I I maks .e j 2 V = maka hasil kaliVI Vmaks .I maks .e j ( 2)Gambar 2.5 Vektor arus dan tegangan Sumber :( Ir. Hasan Basri; 1997,9) Dimana dari hasilnya termasuk penjumlahan kedua dari sudut fasanya, terlihat pada gambar 2.11; yang diinginkan sebenarnya adalah perbedaan sudut antara V dan I, sehingga perkalian ini tidak betul. Perbedaan sudut fasa diperoleh bila dipakai sekawan (conyugate) dari arus maupun tegangannya, bila diambil dari besar arus sekawan maka hasilnya. Sumber : (Ir. Hasan Basri;1997,9)Vmaks .e j Ie j 2 Vie ( 1 2 ) VI* = VI ( cos + j sin ) = P + jQ...(2.25) VI* =Atau bila diambil sekawan tegangannya, hasilnya adalah : V*I = VI (cos j sin ) = P-jQ......(2.26) Biasanya yang dipakai V.I*, maka daya semu S adalah : S = V. I* = P + jQ...............................(2.27) Daya reaktif Q akan positif bila sudut fasa( 1 2 ) , yaitu sudut antara tegangan dan arus, positif; jadi positif bila, 1 2 ,yang berarti arus mengikuti tegangannya. Ini merupakan suatu perjanjian dimana Q positif untuk beban yang reaktid-induktif.2.7Perbaikan Faktor DayaUntuk mendukung optimalisasi daya listrik, baik pada perumahan, fasilitas umum, gedung-gedung perkantoran, dan industri perlu dilakukan perbaikan faktor daya. Perbaikan faktor daya ini dapat dilakukan melalui pemasangan kapasitor bank secara paralel pada sumber-sumber penyuplai beban, baik daya suplai dari PLN maupun dari generator set. Hal ini disebabkan pada daya listrik yang rendah, peralatan listrik akan banyak menarik daya reaktif induktif sehingga perlu adanya daya reaktif kapasitif agar faktor daya listrik dari peralatan dimaksud menjadi lebih besar, dan diharapkan faktor daya dapat mendekati 1.Untuk memperbaiki faktor daya dilakukan melalui perbaikan faktor daya dengan daya aktif dimana daya semu tetap. Cara yang sudah umum dan banyak digunakan adalah cara perbaikan faktor daya dengan daya aktif tetap. Dengan cara ini yang akan mengalami perubahan adalah daya semu sedangkan daya aktif tetap. Besarnya faktor daya sebelum memakai kapasitor bank adalah S1, cos 1 , sedangkan P1 = P2, sehingga beban daya reaktif yang disediakan oleh pembangkit tenaga listrik adalah seperti persamaan berikut ini : Q2 = P1 x tan 1 ( KVAr)..(2.28) Sedangkan setelah memakai kapasitor bank, besarnya daya reaktif ayang disediakan oleh pembangkit tenaga listrik adalah seperti persamaan berikut : Q2 = P2 x tan 2 ( KVAr )............(2.29) Basar kVAr kapasitor adalah selisih anatara daya reaktif induktif sebelum dipasang kapasitor bank ( kVAr ), sehingga besarrya rating kapasitor bank yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :Sumber : ( Ir. Hasan Basri; 1997 : 90 ) Qc = P x ( tan 1 tan 2) ( kVAr ).(2.30) Dimana : Qc = Besarnya kapasitas kapasitor bank ( kVAr ) P = Daya aktif ( kW ) 1 = Sudut fasa mula-mula 2 = Sudut fasa yang diinginkanProgram Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 6 7. 2.8Sistem Instalasi listrikSistem instalasi tenaga listrik adalah proses penyaluran daya listrik yang dibangkitkan dari sumber tenaga listrik ke alat-alat listrik atau beban yang disesuaikan dengan ketentuan yang telah ditetapkan dalam peraturan dan standar listrik yang ada,misalnya IEC (International Electro technical Commission), PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik), IEEE, SPLN dan sebagainya.(PUIL,2000:8) Pada perencanaan obyek instalasi modern biasanya ditujukan untuk kelangsungan suplai daya listrik bagi beban-beban yang kritis (vital) misalnya untuk kelangsungan suplai daya listrik pada telekomunikasi dan sistem data-data komputer yang tidak boleh padam. Sistem instalasi listrik pada dasarnya dapat dibagi menjadi 2 bagian: a) b) c) d) e) f)Instalasi Tenaga Listrik Instalasi Penerangan Listrik Instalasi Dalam Gedung Instalasi Diluar Gedung Pipa Instalasi Listrik Pengaman Instalasi ListrikPerlengkapan-perlengkapan hubung untuk penerangan dan tegangan harus dipisah dengan jelas, pada instalasi lebih besar lagi dipasang perlengkapan hubung bagi utama yang memberi suplai kepada dua perlengkapan hubung bagi utama lainnya, satu untuk tenaga dan satu untuk penerangan. Dua perlengkapan hubung bagi utama yang terakhir ini bila perlu dilengkapi dengan sakelar utama, kemampuan hantar arus dari sakelar utama sekurang-kurangnya harus sama dengan kemampuan hantar arus pengaman yang berada di depannya. Ketentuan ini juga berlaku untuk sakelar rangkain cabang dan sakelar rangkain akhir. kemampuan Hantar Arus (KHA) pengaman dan luas penampang yang diperlukan tergantung pada beban yang dihubungkan. Untuk menentukan hantar arus pengaman dan luas penampang penghantar yang diperlukan, pertama-tama harus ditentukan arus yang dipakai berdasarkan daya beban yang dihubungkan. Rumus yang digunakan adalah: (P.Van Harten, 1992; 144)Untuk arus searah I=( ) ( )[amper] ..............................(2.31)Untuk Arus Bolak-Balik Satu Fasa ( ) I = . [amper] .......................(2.32) Untuk Arus Bolak-Balik Tiga Fasa ( ) IL = 3. [amper] .............(2.33) . 2.9Penghantar Instalasi ListrikPenetuan penghantar perlu diperhatikan, baik jenis, diameter maupun penampangnya setelah terlebih dahulu dihitung beban daya sehingga diketahui besar arus sebagai patokan dalam menentukan penampang dari penghantar. Umumnya jenis penghantar atau kabel yang dipakai untuk instalasi listrik dan instalasi tenaga listrik adalah jenis penghantar atau kabel NYY dan NYM. Luas penampang penghantar yang digunakan harus terlebih dahulu menentukan besar arus yang diperlukan dan suhu sekeliling harus diperhitungkan. Selain itu juga harus diperhatikan rugi tegangannya, rugi tegangan antara perlengkapan hubung bagi utama, dan setiap beban pada keadaan stasioner dengan beban penuh, toleransi tegangan pelayanannya (5-10%). Untuk dapat menentukan luas penampangnya sekurang-kurangnya sama dengan luas penampang yang tercantum pada tabel berikut. Sumber :(P.Van Harten, E. Setiawan Ir1981;73) Kalau berdasarkan rugi tegangan dan rapat arus harus digunakan luas penampang yang berbeda, harus dipilih luas penampang yang lebih besar. Akan tetapi pengaman lebur yang digunakan harus diamankan terhadap beban lebih. Rumus yang dipergunakan untuk dapat menentukan luas penampang penghantar yang diperlukan berdasarkan rugi tegangan ialah Sumber : (V.Pan harten, 1992;) Untuk penampang sA2 xlxl 2 y x u mm ..(2.34)Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 7 8. AnUntuk penampang satu fasa2 x cos xl x i mm2..(2.35) y xuUntuk penampang tiga fasa A3 x cos xlxl y xumm2.(2.36)Dimana : A= Luas penampang penghantar dalam mm2 y = Daya hantar jenis penghantar U =Rugi tegangan penghantar dalam Volt = Panjang penghantar dalam meter I = Kuat arus dalam penghantar dalam ampere Cos = Faktor daya 2.10E. A ...........................(2.37) I .U f .LL fDimana : N : Jumlah lampu yang dibutuhkan ( unit ) E : Kebutuhan kuat penerangan cahaya ( Lux ) A : Luas area pabrik (m2) I : Kuat penerangan cahaya ( lumen ) Uf:Faktor Utility ( dipengaruhi oleh kondisi didalam ruangan, seperti warna cat, tembok, lantai dan langit-langi). Kuat intensitas penerang lampu di atas permukaan lantai dengan ketinggian (d): E I ...................................(2.31) d2Lampu ListrikBermacam-macam jenis lampu yang ada di pasaran, seperti diperlihatkan pada Gambar 2.11, untuk lampu penerangan yang digunakan pada pabrik umumnya menggunakan lampu jenis hologen, dengan daya bervariasi mulai 100 W, 150 W, 250, 500 Watt hingga 1000 Watt, tergantung keperluan pengguna.3. 3.1METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan TempatPenelitian dilakukan mulai tanggal 19 Oktober 2011 sampai dengan 19 November 2011. Dan dilakukan di PT. MANGUL JAYA BANTAR GEBANG BEKASI. 3.2LampuInduksi BMXLampu TLLow pressure sodiumHigh pressure sodiumlampslampsLampu LHEMercury VapourLampu HologenLight Emiting Diode (LED)Alat dan Bahan Penelitian3.2.1Sumber Daya ListrikSumber daya listrik, PT. Mangul Jaya Bekasi menggunkan 2 jenis sumber daya listrik, yaitu: Sumber daya listrik dari gardu distribusi PLN, Sumber daya listrik dari pembangkit sendiri berupa genset.Gambar 2.10. Jenis-jenis lampu umum yang ada dipasaran Sumber : http :// Dunia Listrik, Blogspot.comKarakteristik masing-masing jenis lampu diperlihatkan pada Tabel 2.33.2.2 Sumber Daya Listrik PLNKebutuhan jumlah lampu yang digunakan sangat ditentukan oleh kuat penerangan cahaya. Berdasarkan standara (PUIL 2000) kuat penerangan cahaya untuk pabrik sebesar 100 hingga 250 lux. Mengacu kuat penerangan cahaya tersebut, kemudian dapat memilih jenis lampu yang akan digunakan. Persamaan untuk menentukan jumlah lampu:Sumber daya listrik PLN sebagai sumber daya listrik utama dengan kapasitas daya 1100 KVA.penyalurannya dilakukan melalui panel MV-MDP 20kV., dari tegangan 20 kV.Selanjutnya diturunkan menjadi 380/220 V dengan menggunakan satu (1) buah transformator yang memiliki kapasitas 1100 KVA. data-data teknis dari transformator tersebut dapat dilihat pada table 3.3 berikut:Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 8 9. Tabel 3.3 . Data Transformator di PT. Mangul Jaya Bekasi Data Transformator Merk Unindo Daya Nominal 1100 KVA Frekuensi 50 Hz Tegangan 20 kV/400 V Arus 36-1,8 kA Phase 3 Jlh.Berat 3110 Kg Berat Minyak 230 Kg Sumber : PT. Mangul Jaya, Bekasi3.2.3 Sumber Daya Listrik Generator Set Disamping memperoleh suplai daya listrik dari PLN, gedung PT. Mangul Jaya Bekasi juga memperoleh sumber daya listrik dari generator set dengan kapasitas 1100 kVA, yang berfungsi sebagai system suplai backup daya apabila daya listrik dari PLN padam. Suplay daya dari generator set di gedung PT. Mangul Jaya Bekasi dingunakan untuk mensuplay seluruh beban yang dibutuhkan pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi pada saat suplai dari PLN padam. Sistem suplai daya listrik dari generator set ini dilengkapi dengan peralatan Automatis Start, yaitu Automatic Main Failure (AMF) yang disetting untuk delai 5 detik, setelah daya listrik dari PLN padam. Data spesifikasi dari generator set yang digunakan di grdung PT. Mangul Jaya Bekasi dapat dilihat pada table 3.4 dan Gambar 3.1Sumber : PT. Mangul Jaya BekasiTabel 3.4. Data Generator Set yang Digunakan Di Gedung PT. Mangul Jaya Bekasi Data Generator Set Merk Stamford Type HC734E Tegangan 380 V Kapasitas 1100 KVA Frekuensi 50 Hz Putaran 1500 rpm p.f 0,8 Phasa 3 Sumber : PT. Mangul Jaya, Bekasi3.2.4 Sistem Distribusi Listrik Di Gedung PT. Mangul Jaya Bekasi Sistem distribusi listrik di gedung PT. Mangul Jaya Bekasi diawali dengan Suplai listrik dari PLN yang merupakan listrik tegangan menengah 20 kV dan masuk ke panel MV-MDP 20 kV (Medium Volt Min Distribution Panel). Setelah dari MV-MDP kemudian tegangan diturunkan dengan trafo penurun tegangan yang berkapasitas 1100 kVA, 220/380 Volt, lalu diteruskan ke LV-MDB (Low Volt Main Distribution Bar) dan setelah dari LVMDB energy listrik sudah menjadi tegangan rendah dan siap didistribusikan ke panelpanel di tiap-tiap unit pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi.Selain disuplai dari PLN kebutuhan energy listrik pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi menggunakan sebuah generator set(genset) yang memiliki kapasitas 1100 kV tipe HC 734E. pemanfaatan genset ini diperlukan hanya dalam keadaan darurat yaitu pada saat listrik PLN padam. Prinsip pengoperasian antara genset dengan suplai listrik dari PLN dilakukan secara otomatis (automatical switcher) yaitu jika arus listrik dari PLN yang masuk ke LVMDB lebih kecil atau tidak ada arus listrik dari PLN, maka genset akan mati. Namun untuk tujuan dan pada kondisi tertentu pengoperasiannya dapat dilakukan secara manual. Pada saat peralih an 5 detik sampai generator stabil, untuk daerah-daerah yang suplai daya listriknya tidak boleh padam disuplai oleh UPS (Uniteruptible Pawer Suplai). Gambaran umum dari sitem distribusi daya listrik di gedung PT. mangul Jaya Bekasi dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut :Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 9 10. Kapasitas beban terpasang untuk panel utama (LV-MDB) adalah sebesar 1.100.000 VA. Berdasarkan diagram segaris sistem distribusi daya listrik di gedung PT. Mangul Jaya Bekasi, bahwa keseluruhan beban masuk pada panel utama, artinya suplai daya listrik bersumber dari PLN, dan sepenuhnya di back-up oleh genset apabila terjadi ganggguan pada sumber PLN.MCBTrafo 20kV/380kVA 1100 kVA PLNPusat Panel Kontrol MDP MCCB 2F 380 AV 3X V8S PP ACOS AP 100 ASDPMCCB 2F 380 AFRSTMLDPV3.3.1Beban Penerangan3X V8S PP ACOS AP 125 ASDP LAMPU LUAR LAMPU IMLITY LAMPU KANTIN SPAREFRST V 3X V8S PP ACOS AP 830 ASDP TREATMENT POMPA COMPRESOR HEALASTING MACHICE PENDINGINANFRST V 3X V8S COS AP 380 APP A SDP BDB PROCRESING FEED WATER PUMP BLOWER BURNER MOTORFRST V 3X V8S COS AP 380 APP A SDP FRSTSTOCK FITTING MESIN PRODUKSI I MESIN PRODUKSI II KOMPUTER & AIR CONDITIONERGENSET 550 KVAGambar 3.2 Diagram Segaris Sistem Distribusi dari PLN ke gedung PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi Sumber: PT. Mangul Jaya Berdasarkan gambar 4.1 tersebut di atas, terlihat penambahan gambar instalasi pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi, yang baru dibangun. Suplai daya melalui transformator distribusi 20 kV/ 380 Volt, dengan kapasitas daya 1100 kVA, dan Genset 550 kVA.Beban penerangan di dalam gedung PT. mangul Jaya Bekasi ini terpasang di dalamnya, yaitu : lampu TDL 3 x 36 W, lampu 3 x 18 W, lampu down light 36 W, lampu D-L halogen 60 W, Down light PL 11 W, lampu down light halogen 50 W, lampu baret PL 2 x 11 W, lampu TDL 2 x 36 OUTBOW, lampu TDL 1 x 36 W BALK, lampu TDL 1 x 18 W BALK, lampu TDL 1 x 36 CHUB, lampu sorot halogen 750 W. 4.ANALISA DAN BAHASAN4.1 Diagram Segaris Sistem Distribusi Daya Listrik. Diagram segaris sistem distribusi daya listrik digedung PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi, setelah penambahan Mesin Produksi IV baru diperlihatkan pada gambar 4.1 berikut :MCBTrafo 20kV/380kVA 1100 kVA PLNPusat Panel Kontrol MDP MCCB 2F 380 AV 3X V8S PPCOS AP 100 AA SDPMCCB 2F 380 AFRSTMLDPV 3X V8S PPCOS AP 125 A3.3 Jenis Beban Di Gedung PT. Mangul Jaya BekasiASDP LAMPU LUAR LAMPU IMLITY LAMPU KANTIN SPAREFRST V 3X V8S PPCOS AP 830 AA SDP TREATMENT POMPA COMPRESOR HEALASTING MACHICE PENDINGINANFRST V 3X V8SBeban listrik yang terdapat di gedung PT. Mangul Jaya Bekasi sepenuhnya disuplai dari gardu distribusi PLN, dan menggunakan genset sebagai back-up apabila terjadi pemadaman atau masalah pada suplai daya dari PLN. Jenis beban listrik yang terdapat pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi terbagi dalam tiga jenis beban,yaitu :COS AP 380 AA SDP BDB PROCRESING FEED WATER PUMP BLOWER BURNER MOTOR3X V8S COS AP 380 APPA SDP STOCK FITTING MESIN PRODUKSI I MESIN PRODUKSI II KOMPUTER & AIR CONDITIONERFRSTGENSET 550 KVAV COS AP 380 A3X V8SDiagram Segaris Instalasi Gedung Baru PPASDP BDB PROCRESING FEED WATER PUMP BLOWER BURNER MOTORFRST V V8S 3X COS AP 380 APPAFRSTGambar Beban untuk penerangan Beban mesin produksi Beban untuk AC ( Air Conditioner)PPFRST VSTOCK FITTING MESIN PRODUKSI III MESIN PRODUKSI IV KOMPUTER & AIR CONDITIONER4.1. Diagram segaris system distribusi daya listrik gedung PT. Mangul Jaya Bantar Gebang BekasiSumber :PT. Mangul Jaya BekasiProgram Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 10 11. Berdasarkan gambar 4.1 tersebut di atas, terlihat penambahan gambar instalasi pada gedung PT. Mangul Jaya Bekasi, yang baru dibangun. Suplai daya melalui transformator distribusi 20 kV/ 380 Volt, dengan kapasitas daya 1100 kVA, dan Genset 550 kVA.disediakan oleh Transformator Distribusi sebesar 1100 kVA, maka dari segi suplay daya transformator masih sanggup untuk mensuplay daya di Mesin Produksi IV baru PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi pada saat beban puncak. 4.3 Analisis Kebutuhan Lampu4.2Analisa Daya Gedung PT. Mangul Jaya BekasiBerdasarkan persamaan (2.15) maka daya pada PT. gedung Mangul Jaya Bekasi dapat dibuat analisis. mengacu kepada hasil perhitungan tabel 4.1 maka : P = 3.V x I x CosSDP 1 : PT = 3[(VRV x IR x Cos x IS x Cos ) + (VST ) + (VTR x IT x Cos )] =3 x [(365 x 22 x 0,8) + (365 x 20 x 0,8) + (364 x 20 x 0,8)] = 3x[ 6424 + 5840 + 58 = 22,79 kW SDP 2: PT = 3[ (VRv x IR x Cos ) + (VST x IS x Cos ) + (VTR x IT x Cos )] = 3 [(365 x 12 x 0,8) + (365 x 20 x 0,8) + (366 x 12 x 0,8)] = 3 x [3504 + 5840 + 3513,6] = 15,42 kW SDP 3 : PT = 3[ (VRS x IR x Cos ) + (VST x IS x Cos ) + (VTR x IT x Cos )] = 3 [(365 x 10 x 0,8) + (365 x 20 x 0,8) + (366 x 10 x 0,8)] = 3 x [2920 + 5840 + 2928] = 13,82 kW SDP 4 : PT = 3 x[(VRS x IR x Cos ) + ( VST x IS x Cos ) + (VTR x IT xCos )] = 3 x [(368 x 10 x 0,8) + (365 x 20 x 0,8) + (366 x 10 x 0,8)] = 3 x [2944 + 5840 + 2928] = 13,86 kW Berdasarkan hasil perhitungan yang terdapat pada tabel 4.1 diperoleh daya pada LDP 1= 22,79 kW, LDP 2 =15,42 kW, LDP 3 = 13,82 kW dan LDP 4 = 13,86 kW, sehingga total daya yang digunakan di gedung PT. Mangul Jaya Bekasi sebelum ada bangunan baru sebesar 65,89 kW.Daya yangKebutuhan jumlah lampu yang digunakan sangat ditentukan oleh kuat penerangan cahaya. Berdasarkan standara PUIL kuat penerangan cahaya untuk pabrik sebesar 100 hingga 250 lux. Mengacu kuat penerangan cahaya tersebut, kemudian dapat memilih jenis lampu yang akan digunakan. Pemilihan jenis lampu sebaiknya memperhatikan kuat intensitas penerangan cahaya, faktor kerja dan besar konsumsi energi listrik serta lama usia lampu. Sebagai analisis diberikan contoh sebagai berikut, kuat penerangan cahaya (standar) : 100 lux hingga 250lux jenis lampu yang digunakan BMX- HX-342 lampu Induksi, Spesifikasi - Tegangan, Daya(P): 220 Volt, 150 Watt - Kuat penerangan cahaya (I): 12.000 lu men - Umur lampu (t) : 26.000 jam Lampu tersebut terdapat 3 pilihan daya, 80 watt, 120 watt dan 150 watt, dengan lumen masing-masing berbeda. 4.4Analisis Kuat Penerangan Cahaya Pada Mesin Produksi III.Sebagai asusmsi dasar kuat intensitas penerangan gedung produksi III direncanakan sama besarnya yaitu 250 lux, ukuran mesin produksi III= ( 30x 24 x 9 ) m, langkah analisis dilakukan menggunakan 1 unit lampu terlebih dahulu, dalam hal ini dipilih 120 Watt untuk mesin produksi III, lumen 9.500 ( sesuai spesifikasi lampu BMX-342-120 W)., sehingga analisisnya. Kuat intensitas penerang lampu diatas permukaan lantai dengan ketinggian (d), mengacu persamaan (2.31)I d2 9.500 E 9 x9 E 117,28 lux E Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 11 12. Kuat penerangan cahaya pada gedung produksi III = 117,28 lux masih belum memenuhi standar PUIL untuk pabrik, sehingga kuat penerangan tersebut masih perlu dinaikan, dengan jalan menambah jumlah lampu dan memperhatikan lumenitas dari lampu. 4.5Analisis Kuat Penerangan Cahaya Pada Gedung Produksi IV.Sebagai asusmsi dasar kuat intensitas penerangan gedung produksi IV direncanakan sama besarnya yaitu 250 lux, walaupun ukuran mesin produksi IV = ( 40 x 24 x 14) m . Langkah analisi dilakukan menggunakan 1 unit lampu terlebih dahulu, dalam hal ini dipilih 150 Watt untuk mesin produksi III, lumen 12.000 (sesuai spesifikasi lampu BMX-342-150 W)., sehingga analisisnya kuat intensitas penerangan lampu diatas permukaan lantai dengan ketinggian (d), mengacu persamaan (2.37)I d2 12.000 E 14 x14 E 61, 22 lux250 lux (30 x 24) 9.500 lumen x 0.9 x 1 n 21 unitn .4.7Sebagai asusmsi dasar, kuat intensitas penerangan gedung Produksi IV direncanakan sama besarnya yaitu 250 lux,. Ukuran gedung Produksi IV = ( 40 x 24 x 14) m. sehingga analisisnya : Kuat intensitas penerangan lampu di atas permukaan lantai dengan ketinggian (d), mengacu persamaan (2.31). Kuat penerangan cahaya 63,22 lux masih belum memenuhi standar PUIL untuk pabrik, sehingga kuat penerangan tersebut masih perlu dinaikkan. Jika Mesin Produksi IV diinginkan kuat intensitas cahaya (E) = 250 lux, maka jumlah lampu yang dibutuhkan mengacu persamaan (2.38) untuk menentukan jumlah lampu:nE Kuat penerangan cahaya pada mesin produksi III = 117,27 lux dan mesin produksi IV= 61,22 lux masih belum memenuhi standar PUIL untuk pabrik, sehingga kuat penerangan tersebut masih perlu dinaikan, dengan jalan menambah jumlah lampu dan memperhatikan lumenitas dari lampu. 4.6Analisis Kebutuhan Jumlah Lampu Pada Gedung Produksi IIIAnalisis Kebutuhan Jumlah Lampu Pada Gedung Produksi IV.E. A I .U f .LL f250 lux (24 x 40) 12.000 lumen x 0.9 x 0.8 n 28 unit n4.8Pembagian BebanPembagian beban listrik yang digunakan mengacu pada Gambar 7 tersebut di atas, karena isi panel berupa MCB dan MCCB, serta terminal penghubung. Ada dua panael yang dibutuhkan. Masing-masing panel dipasang dikedua sisi bangunan, hal tersebut digunakan kemudahan untuk pemeliharaan dan memperpendek jalur kabel. Bentuk pemasangan masing-masing Panel diperlihatkan pada Gambar 4.3 berikut: Daya ( W) MCB 4 APerencanaan menggunakan lampu BMX432, dengan daya 120 Watt dan lumen mencapai 9.500. Jika mesin produksi III ukuran = ( 30x 24 x 9 ) m diinginkan Kuat intensitas cahaya (E) yang diperlukan, 250 lux, maka jumlah lampu yang dibutuhkan mengacu persamaan (2.38) untuk menentukan jumlah lampu: E. A n I .U f .LL fRST300300300300300300 300MCCB 250 A300300S300300300240240 240 240T 240 240 MCCB 125 AJumlah Daya (W) 300300R240 240 240 24023.50023.50070.50024.700MCCB 400 A23.50024.64024.46073.800kWh 3Daya ( W) MCB 4 ARST300R300300300300300 300MCCB 250 A300300S300300300240240 240 240T 240 360 MCCB 125 AJumlah Daya (W) 300300240 240 240 36023.50023.50070.50024.700Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pakuan23.50024.64024.52073.920Page 12 13. Panel 1DAFTAR PUSTAKAPemasangan MCCB dan MCB1)MCB 4 A O N O FF ONO N O FF ONO N O FF ONO N O FF ON2)MCB 4 A O N O FF ONO N O FF ON3)O N O FF ONO N O FF ON4)MCB 4 A O N O FF ONO N O FF ONO N O FF ONO N O FF ONO NO NO F F O NO NMCCB 125 A5)6) O NMCCB 250 AOF FONONON7) RSTNSumber: PT. Mangul Jaya Bekasi8)Hasan Basri, 1997, Sistem Distribusi Daya Listrik,ISTN. AS Pabla, 1981, Electrik Power Distribution, Jakarta. AS Pabla, Abdul Kadir, 1986, SistemDistribusi Daya Listrik, Jakarta, 1986 P. Van Harten dan E. Setiawan, Instalasi Listrik Arus Kuat 1. Penerbit BINACIPTA, Bandung P. Van Harten dan E. Setiawan, Instalasi Listrik Arus Kuat 3. Penerbit BINACIPTA, Bandung Zuhal, 1995, Dasar Teknil Tenaga Listrik, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Jiteng Marsudi, 2006, Operasi Sistem Tenaga Listrik, Penerbit Graha Ilmu, Jakarta. http :// Dunia Listrik, BlogspoGambar : 5.KESIMPULANBerdasarkan analisis dapat disimpulkan: a)b)Daya yang terpasang digedung PT. Mangul Jaya Bantar Gebang Bekasi, sebelum ada penambahan gedung mesin produksi III dan IV sebesar 95,88 kW, dan setelah penambahan gedung produksi III dan IV menjadi 205 kW. Jenis lampu yang digunakan tipe induksi, dengan daya 150 Watt yang dipasang pada gedung produksi III sebanyak 21 unit lampu dan pada gedung produksi IV daya yang digunakan 80 watt dengan jumlah lampu sebanyak 28 unit, sehingga kuat penerangan cahaya didalam gedung produksi III dan IV 250 lux.Penulis : 1).2).3).Yardolitos B. Purba, Alumni (2013) Program Studi Teknik Elektro FTUnpak. Prof. DR. Ir.Didik Notosudjono M.sc Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro FT-Unpak. M.Hariansyah Ir.,MT Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro FTUnpak.Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas PakuanPage 13