Audit Energi Pada Motor Listrik

5/24/2018 Audit Energi Pada Motor Listrik

1/35

AUDIT MOTOR LISTRIK

PT. Energy Management Indonesia (Persero)

Disusun Oleh :


2/35

Audit EnergiKegiatan yang dimaksud untuk mengidentifikasi

dimana dan berapa energi digunakan sertalangkah-langkah apa yang dapat dilakukan dalam

rangka konservasi energi pada suatu fasilitas

pengguna energi.

PENGERTIAN UMUM

Tujuan Audit Energi

Untuk menentukan cara yang terbaik untukmengurangi penggunaan energi per satuan output

(produk) dan mengurangi biaya operasi (biaya

produksi).


3/35

6. Rekomendasi

4. - Diskusi

- Presentasi

3. - Analisis data

- Menyusun laporan

1. Tim audit energi

2. Mengumpulkan data

5. Menyusun Laporan

Akhir

PROSEDUR UMUM PELAKSANAAN AUDIT ENERGI


4/35

PERALATAN UKUR AUDIT PADA MOTOR

Power Quality FLUKE

435

(untuk mendapatkan Profilpada beban)

Clamp on

Power

(untuk

mendapatkan

data load

survey)

Thermo

infraret

(digunakan

untuk mengukur

suhu pada

object)

Tachometer

(digunakan

untuk mengukur

putaran

motor/rpm)


5/35

Syarat / Requirement TIM

AUDIT1. WAJIB ADA ALAT UKUR2. BISA MENGGUNAKAN/MENG-OPERASIKAN ALAT UKUR

3. PENGALAMAN DI BIDANG AUDIT ENERGI / Konservasi

Energi


6/35

6

Moto r lis t r ik

Motor Listrik Adalah alat untuk mengkonversikan energi listrik menjadi energi

mekanik (putaran)

Mengapa Digunakan Motor Listrik ? Kapasitas yang sesuai mudah diperoleh

Sederhana dalam pengoperasiannya

Ukuran dan bentuknya dapat disesuaikan

Mudah dalam maintenance

Memiliki efisiensi yang tinggi

Dapat dipilih sesuai dengan kondisi lingkungan Memiliki keandalan yang baik


7/357

Mekanisme Kerja Motor l is t r ik

Arus Listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

Jika kawat yang membawa loop, yaitu pada sudut kanan

medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang

berlawanan.

Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque utk

memutar kumparan

Medan magnet berasal dari kumparan medan,


8/358

K lasi f ikasi Jenis Utama Moto r Lis tr ik

Motor Listrik

Motor Arus Searah (DC)Motor Arus Bolak-balik

(AC)

Sinkron Induksi

Satu

PhasaTiga

Phasa

Separately

ExcitedSelf Excited

Seri Campuran Shunt


9/359

Jenis-jenis moto r l is t r ik

Motor DC : Ukuran dan berat motor relatif besar

Sulit mendapatkan sumber tegangan DC Faktor perawatan yang cukup tinggi Kurang cocok untuk derah yang berdebu dan mudah

meledak Pengaturan kecepatan mudah dan memiliki range yang

lebar.

Motor Induksi: Ukuran, berat dan harga motor yang relatif rendah Mudah memperoleh sumber tegangan AC Faktor perawatan yang mudah Konstruksi yang kokoh, sehingga cocok untuk daerah yang

mudah meledak (ekplosive) dan berdebu Memiliki keandalan yang baik Efisiensi yang tinggi untuk ukuran < 10 MW

Biasanya dioperasikan pada kondisi kec. Konstan Motor Sinkron : Efisien untuk kapasitas > 10 MW Low speed Faktor daya bisa diatur


10/3510

Motor listrik di sektor industri > 60 % beban terpasang pada sektor industri merupakan beban

motor listrik

Konsumsi energi oleh motor listrik > 80 % dari total konsumsi

energi plant.

> 95 % motor yang dipakai merupakan motor induksi

Kapan konservasi energi pada motor listrik dapat dilakukan ?

Tahap perencanaan/ pemilihan motor

Tahap pengoperasian motor

Pent ingnya konservasi energi pada moto r l is t r ik


11/3511

Pem il ihan moto r lis t r ik

Pertimbangan dalam pemilhan motor :

Jenis motor sesuai dengan kondisi operasi

Daya motor sesuai dengan besar beban

Efisiensi tinggi dan andal

Tegangan sesuai dengan beban

Bentuk dan sistim sesuai lingkungan

Secara teknis dan ekonomis feasible


12/3512

Pem il ihan kapasi tas moto r l is t r ik

Pengoperasian motor antara 80 s/d 100 % dari kapasitas-nya,

menghasilkan efisiensi yang paling baik

< 50 % dari kapasitasnya menyebabkan :

Efisiensi motor akan turun drastis

Faktor daya yang buruk

Biaya pembelian mahal Membutuhkan ruang/tempat yang lebih besar

Perhitungan kapasitas motor dapat dilakukan dengan :

Menggunakan metode akar kuadrat

Mengitung besar beban


13/3513

Penentuan kapasitas moto r (metode akar kuadrat)

Sebagai contoh, operasi kontinyu seperti gambar

disampingP1= 100 kW, t1= 10 menit

P2= 50 kW, t2= 15 menit

P3= 80 kW, t3= 10 menit

P4= 50 kW, t4= 20 menit

Output motor yang diperlukan adalah :

Pa=

= 67,6 kW = 70 kW

Agar dalam batas aman dipilih motor 75 kW.

beban maksimum 100/75 = 1,33. (133%)

torsi maksimum motor > 200%

Time

Ou

tput

t1 t2 t3 t4

t

P2P3

P4

Continous rating

P1

`


14/3514

Operasional moto r lis t r ik

Hal - hal yang mempengaruhi efisiensi motor:

Fluktuasi tegangan

Idle running

Starting loss tinggi Pengaturan kecepatan

Preventive maintenance

Motor oversize

Faktor daya rendah Rewinding kurang baik


15/3515

Id le running

Idle running mengakibatkan :

Motor bekerja tanpa beban atau,

Starting ulang menjadi lebih sering

Upaya pencegahan iddle running : Pemasangan suatu peralatan alarm iddle running

Otomatisasi proses dan peralatan

Pengurangan waktu tunggu dengan memperbaiki

layout peralatan


16/3516

Prevent ive maintenance

Bearing maintenance- Penggantian

- Lubrication

Temperature, noise and vibriation

- Bearing

- Over load

- Poor cooling

Winding maintenance

- Cleaning

- Insulating testing Brush contactor maintenance (DC)


17/3517

Menggu lung u lang motor (rew inding )

Penggunaan kawat yang lebih kecil/ kualitas kawat yang rendah untuk

kumparan menaikkan rugi-rugi stator

Mengurangi jumlah lilitan kumparan stator dapat mengurangi power

factor.

Kerusakan pada inti stator atau rotor dapat mempengaruhi bentukcelah udara dan mempengaruhi rugi-rugi stator

Penggantian bearing, fan, atau cara pemasangan kembali (assembly)

mempengaruhi rugi-rugi gesekan dan angin

Rewinding yang jelek dapat mengurangi efisiensi motor sekitar 1 - 4 %


18/35

Gambar 4


19/35Gambar 5


20/35Gambar 6


21/35Gambar 7


22/3522

Perband ingan biaya operasi

h igh eff ic iency m otor dengan mo tor standar

Contoh :Hitung biaya pertahun dari motor 25 HP yang beroperasi pada efisiensi 90 % dibandingankan

dengan efisiensi 85 %.

lPada efisiensi 85 % :

Input daya listrik : (25 x 746)/0,85 = 21941 W

lPada efisiensi 90 % :

Input daya listrik : (25 x 746)/0,90 = 20722 W

lPerbedaan input daya : 21941 - 20722 = 1160 W

lUntuk operasi selama 8000 jam/tahun dengan harga listrik Rp. 120,-/kWh, maka

didapatkan penghematan : (1160/1000)x8000x120 = Rp. 1.113.600,- per tahun.


23/3523

Apabila motor 25 Hp yang dibeli dari pabrik A mempunyai efisiensi 85 % dan yang

dibeli dari pabrik B mempunyai efisiensi 88 %, apakah cukup efektif biaya biayanyadengan membeli motor yang lebih efisien ?

Basis : full load

Pabrik A Pabrik B

Purchase price Rp. 1.000.000,- Rp. 1.300.000,-

Efficiency 85 % 88 %

Load 80 % 80 %

Operating hours/year 4000 4000

Power cost Rp. 120,-/kWh Rp. 120/kWh

Operating cost/year Rp. 10.531.800,- Rp. 10.172.700,-

Operating cost saving - Rp. 359.100,-

Simple pay back - 10 months

Cost Comparison For Motor Selection


24/3524

Kesesuaian antara moto r dan beban

Percent of load

Efficiency,

Pow

erfactor(%)

20 40 60 80 100

0,8

1,0

0,6

0,4

0,2

0

Efficiency

0

Power factor

Kesuaian motor dan beban

Kondisi operasi Motor 1 Motor 2 Motor 3

Kapasitas motor (kW) 3,7 7,5 18,5

Beban aktual (kW) 3,7 3,7 3,7

% Load 100 50 20

Efisiensi (%) 83 83 77

Faktor daya 0,85 0,65 0,5

Daya input (kW) 4,458 4,458 4,805

Saving daya (kW) - - 0,347

Daya semu input (kVAr) 5,245 6,858 9,610


25/3525

Change Moto r Size

Kasus : Rating motor > beban aktual

Kondisi existing :

Jam operasi = 7200 jam/tahun

Harga listrik = Rp. 120,-/kWh

motor rating = 75 kW

Efisiensi = 90,5 dan PF 0,89

Iron loss = 0,3 % dan Copper loss = 0,56%

Dengan pengukuran; load 37,5 kW dan PF = 0,58

Sehingga Load Factor (LF) = (kVA-terukur)/(kVA-nameplate)

= ((37,5/0,58)/(75/0,89) = 0,767

Iron loss = kW x (1/eff - 1) x % iron loss

= 75 x (1/0,905 - 1) x 0,3 = 2,362 kW

Copper loss = kW x (1/eff - 1) x % copper loss (LF)2= 75 x (1/0,905 - 1) x 0,56 x (0,767)2= 2,595 kW

Total loss 1 = 4,957 kW

.


26/35

26

Kondisi dengan menukar motor 45 kW :

Harga motor Rp. 1.376.000Efisiensi = 90,5 dan PF 0,87

Iron loss = 0,3 % dan Copper loss = 0,56%

Load Factor (LF) = ((37,5/0,87)/(45/0,87) = 0,833

Iron loss = kW x (1/eff - 1) x % iron loss

= 45 x (1/0,905 - 1) x 0,3 = 1,417 kW

Copper loss = kW x (1/eff - 1) x % copper loss (LF)2

= 45 x (1/0,905 - 1) x 0,56 x (0,833)2 = 1,837 kW

Total loss 1 = 3,254 kW

Selisih loss motor 1 dan 2 = 4,957 - 3,254 = 1,703 kW

Saving = 1,703 x 7200 = 12.262 kWh/tahun = 12.262 x Rp. 175,-

= Rp. 2.154.850,-/tahun

Simple pay-back = 8 bulan

Rekomendasi :

menukar motor 75 kW dengan motor 45 kW sehingga load faktor motor menjadi > 80 % dan

diperoleh pengematan 12.262 kWh/tahun atau Rp. 2.154.850,-/tahun dengan dengan waktu

pengembalian modal kurang lebih 8 bulan

Change Moto r Size


27/35

27

Sebuah motor 60 Hp untuk menggerakkan blower beroperasi secara kontinyu pada rating

400 Volt. Pengukuran yang dilakukan setiap minggu pada beban penuh menunjukkanvariasi antara 74 dan 77 Amper. Ketika motor terbakar, maka motor tersebut digulung

ulang dan kemudian dipasang kembali. Sekarang pengukuran arus pada beban penuh

menunjukkan variasi antara 77 dan 80 Amper. Sedangkan power factor pabrik tetap dijaga

tetap pada 0,8.

Biaya penggantian motor baru : Rp. 2.400.000,-Biaya penggulungan ulang : Rp. 750.000,-

Tambahan biaya untuk motor baru : Rp. 1.650.00,-

Konsumsi daya sebelum terbakar = 1,73 x 400 x 0,8 x 75 x 10-3= 41,6 kW

Konsumsi daya sesudah terbakar = 1,73 x 400 x 0,8 x 75 x 10-3= 43,2 kW

Tambahan konsumsi energi = (43,2-41,6) x 8760 jam/tahun = 14016 kWh/tahun

Tambahan biaya @ Rp. 120,-/kWh = Rp. 1.681.920,-/ tahun

Payback periode : sekitar 1 tahun

Kelayakan Rewinding


28/35

28

Energi reakt i f

Sumber listrik AC mengeluarkan energi listrik dalam

bentuk :

Energi aktif (kWh)

- diubah menjadi energi mekanik, panas, cahaya dsb.

Energi reaktif (kVAr)

- diperlukan oleh peralatan listrik yang bekerja

dengan sistem elekromagnet

- untuk pembentukan medan magnet

M

Ne


29/35

29

Fakto r daya

Penjumlahan vektor dari daya aktif dan daya reaktif

menghasilkan daya nyata

S= P + Q

S = daya nyata (kVA)

P = daya nyata (kW)

Q = daya reaktif (kVAr)

Faktor Daya :

F =

Daya nyata

Daya aktif

=

P

S= Cos

daya aktif (P)

daya nyata (S)

daya

reaktif(Q)


30/35

30

B iaya kVArh

PLN membebankan biaya kelebihan pemakaian kVArh :

faktor daya (cos ) < 0.85

pemakaian kVArh total > 0.62 x pemakaian kWh total ( LWBP + WBP )

pada golongan tarif tertentu

kVArhyang dibayar = kVArhterpakai- ( 0.62 x kWhtotal

terpakai)


31/35

31

Prinsip

kompensas iSEBELUM KOMPENSASI

daya aktif daya reaktif

M1 M2 Mn

daya aktif (P)

daya nyata (S)

daya

reaktif(Q)

S = P + Q


32/35

32

Prinsip

kompensas iSESUDAH KOMPENSASI

M1 M2 Mn

=

Persediaan daya

daya reaktif

daya aktif

S = P + Q

daya nyata

(S)

daya

reaktif

(Q)

daya aktif (P)

daya reaktif

yang

disuplaikapasitor

(Qc)

dengan Q < Q, maka S < S


33/35

33

Koreksi fakto r daya = penghematan

INSTALASI TANPA KAPASITOR BANK

membayar denda pemakaian kVAr pemakaian kVA jauh lebih besar dari kW yang

terpakai

karakteristik instalasi : beban 500 kW, faktor daya 0,75

pemakaian daya nyata = 666 kVA

trafo overload, tidak bisa menyuplai kebutuhan

beban

arus = 960 A, circuit breaker harus mempunyai rating yang tinggi

rugi - rugi (cable / joules ) tinggi I

Faktor daya 0,75

energi reaktif disuplai oleh trafo dan merambat pada instalasi

circuit breaker, kabel harus berkekuatan tinggi

kVA

kVArkW

630 kVA

400 V

instalasi

faktor daya = 0,75


34/35

34

Koreksi fakto r daya = penghematan

INSTALASI DENGAN KAPASITOR BANK

tidak ada lagi denda PLN

pemakaian kVA lebih mendekati kW yang terpakai

karakteristik instalasi : beban 500 kW, faktor daya 0,95

pemakaian daya nyata = 526 kVA

trafo masing masing memiliki daya untuk penambahan beban

arus = 760 A, rating circuit breaker lebih rendah

rugi - rugi berkurang 37 %

faktor daya 0,95

daya reaktif yang disuplai kapasitor = 275 kVAr

kVA

kVArkW

630 kVA

400 V

instalasi

faktor daya = 0,95

=


35/35

Metoda pemasangan kapasi tor

3) Centralized Compensation

Incoming

2) Group Compensation1) Individual Compensation

M M M M M M

Audit Energi Pada Motor Listrik

Documents

Transcript of Audit Energi Pada Motor Listrik