HERMAN HENDRAWAN (054107031) (OK).pdf
-
Upload
alka-darma-setia -
Category
Documents
-
view
38 -
download
2
Transcript of HERMAN HENDRAWAN (054107031) (OK).pdf
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 1
ANALISIS BACK-UP SYSTEM SEBAGAI PENYUPLAI DAYA
LISTRIK DI GEDUNG BERTINGKAT BOGOR TRADE MALL
(BTM)
Herman Hendrawan1)
, Dede Suhendi, Ir.,MT2)
, Ir. Yon Rizal3)
ABSTRAK
Bogor Trade Mall (BTM) merupakan salah satu mall terkenal di Kota Bogor. Mall ini terletak di
Jalan Ir. Djuanda. BTM mulai dibangun pada tahun 2003 dan diresmikan pada akhir tahun 2005,
lokasinya sangat strategis yaitu berdekatan dengan pusat perkantoran, Museum Zoologi, Kebun
Raya Bogor, dan 2 pasar teradisional terbesar di kota Bogor yaitu Pasar Lawang Seketeng dan
Pasar Baru Bogor. dengan luas 1,5 hektar, BTM terdiri dari 7 lantai, yaitu lantai Basement, Lower
Ground, Ground Floor, dan lantai 1-4.
Bogor Trade Mall (BTM) merupakan salah satu gedung bertingkat yang ada di kota Bogor yang
bersifat komersil. Suplai daya listrik merupakan hal yang utama sebagai penunjang operasional
gedung tersebut. Oleh karena itu, sebagai salah satu mall terkenal yang ada di kota Bogor, BTM
memerlukan sistem kelistrikan yang handal dan dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
Selain mendapat suplai daya listrik dari jaringan utama PLN, Bogor Trade Mall (BTM) juga
mempunyai Generator-set (Genset) sebagai Back-Up suplai daya listrik apabila suplai daya listrik
utama dari jaringan PLN mengalami gangguan atau pemutusan aliran listrik secara tiba-tiba. Bogor
Trade Mall (BTM) mempunya tiga unit Generator-set yang berkapasitas masing-masing 1000
kVA untuk memback-up daya listik apabila suplai utama dari PLN menagalami gangguan atau
pemutusan aliran listrik secara tiba-tiba.
Kata kunci: Back-Up System, Suplai Daya Listrik
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bogor Trade Mall (BTM) merupakan salah
satu gedung bertingkat yang ada di kota
Bogor yang bersifat komersil. Salah satu
untuk menunjang kenyamanan konsumen,
gedung tersebut memerlukan sistem
kelistrikan yang handal, baik suplai daya
listriknya, maupun back-up sistem
kelistrikannya yang merupakan hal yang
sangat penting sebagai penyuplai daya listrik
jika suplai daya listrik utama dari jaringan
PLN mengalami gangguan atau pemutusan
aliran listrik secara mendadak. Oleh karena
itu, back-up sistem kelistrikan di gedung
bertingkat seperti Bogor Trade Mall (BTM)
yang bersifat komersil, sangatlah penting
untuk kenyamanan konsumen apabila terjadi
gangguan atau pemutusan aliran listrik secara
tiba-tiba.
1.2. Maksud Dan Tujuan
Mengetahui sistem kerja yang diterapkan
untuk memback-up suplai daya listrik di
gedung bertingkat Bogor Trade Mall (BTM).
2. LANDASAN PUSTAKA
2.1. Suplai Daya Listrik
Kebutuhan tenaga listrik pada suatu industri
harus disesuaikan dengan keadaan
produktivitas perusahaan itu sendiri, yang
paling penting adalah kontinuitas dan
keandalan yang tinggi dalam pelayanannya.
Mengingat bahwa tenaga listrik sangat
penting dalam proses produksi, maka sumber
tenaga listrik ini harus dijaga dari adanya
berbagai macam gangguan.
Adapun suplai daya listrik dapat dapat
diperoleh dari:
a) Sulplai jaringan dari PLN
b) Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD/GENSET)
Namun demikian, untuk dapat menentukan
pilihan dalam penyediaan suplai tenaga listrik
perlu dipertimbangkan kondisi kelompok
beban yang akan terpasang.
2.1.2 Suplai Daya Listrik Dari Jaringan
PLN
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 2
Untuk menyalurkan tenaga listrik ke
konsumen, PLN membangun gardu distribusi
di pusat-pusat beban. Di gardu distribusi ini
terjadi penurunan tegangan dari tegangan
transmisi ketegangan menengah distribusi.
Dalam ketentuan pelanggan atau konsumen
itu harus memiliki gardu distribusi sendiri.
2.1.3 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD/GENSET)
Untuk menjaga kemungkinan terjadi
pemutusan aliran listrik dari PLN, maka suatu
industri menyediakan pembangkit listrik
sandiri sebagai back-up, biasanya digunakan
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
(PLTD/GENSET). Namun ada juga suatu
industri yang tidak mempergunakan suplai
daya dari PLN, tapi hanya tergantung pada
Pembangkit Lisrik Tenaga Diesel
(PLTD/GENSET).
Pembangkit Lisrik Tenaga Diesel
(PLTD/GENSET) lebih cocok digunakan
untuk industri dibandingkan dengan jenis
pembangkit listrik lain, seperti pembangkit
listrik tenaga uap, gas dan sebagainya karena
pemeliharaannya dan perawatannya lebih
mudah dibandingkan pembangkit listrik
lainnya.
Mesin Diesel termasuk mesin dengan
pembakaran dalam atau disebut motor bakar
ditinjau dari cara memperoleh energi
thermalnya. Untuk membangkitkan listrik
sebuah mesin diesel menggunakan generator
dengan sistem penggerak tenaga diesel atau
yang biasa dikenal dengan sebutan Genset
(Generator Set).
Keuntungan pemakaian mesin diesel sebagai
Prime Mover:
a) Design dan instalasi sederhana
b) Auxilary equipment sederhana
a) Waktu pembebanan relatif singkat
b) Konsumsi bahan bakar relatif murah dan hemat
Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai
Prime Mover:
a) Bobot mesin sangat berat karena harus dapat menahan getaran serta
kompresi yang tinggi.
b) Starting awal berat, karena kompresinya tinggi yaitu sekitar 200
bar.
c) Semakin besar daya maka mesin diesel tersebut dimensinya makin
besar pula, hal tersebut
menyebabkan kesulitan jika daya
mesinnya sangat besar.
Ada 2 komponen utama pada Genset, yaitu:
1) Prime Mover atau penggerak mula, dalam hal ini mesin diesel/engine.
2) Generator
2.1.3.1 Cara Kerja Mesin Diesel
Prime Mover merupakan peralatan yang
mempunyai fungsi menghasilkan energi
mekanis yang diperlukan untuk memutar
rotor generator. Pada mesin diesel/engine
terjadi penyalaan sendiri, karena proses
kerjanya berdasarkan udara murni yang
dimampatkan di dalam silinder pada tekanan
yang tinggi ( 30 atm), sehingga temperatur
di dalam silinder naik. Dan pada saat itu
bahan bakar disemprotkan dalam silinder
yang bertemperatur dan bertekanan tinggi
melebihi titik nyala bahan bakar sehingga
akan menyala secara otomatis. Pada mesin
diesel penambahan panas atau energi
senantiasa dilakukan pada tekanan yang
konstan. Pada mesin diesel, piston melakukan
2 langkah pendek menuju kepala silinder
pada setiap langkah daya. (http://dunia-listrik.blogspot.com)
Adapun cara kerja mesin diesel adalah
sebagai berikut:
1) Langkah ke atas yang pertama merupakan langkah pemasukan dan
penghisapan, disini udara dan bahan
bakar masuk sedangkan poros engkol
berputar ke bawah.
2) Langkah kedua merupakan langkah kompresi, poros engkol terus berputar
menyebabkan torak naik dan menekan
bahan bakar sehingga terjadi
pembakaran. Kedua proses ini (1 dan 2)
termasuk proses pembakaran.
3) Langkah ketiga merupakan langkah ekspansi dan kerja, disini kedua katup
yaitu katup isap dan katup buang
tertutup, sedangkan poros engkol terus
berputar dan menarik kembali torak ke
bawah.
4) Langkah ke empat merupakan langkah pembuangan, disini katup buang terbuka
dan menyebabkan gas akibat sisa
pembakaran terbuang keluar. Gas dapat
keluar karena pada proses keempat ini
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 3
torak kembali bergerak naik ke atas dan
menyebabkan gas dapat keluar. Kedua
proses terakhir ini (3 dan 4) termasuk
proses pembuangan.
5) Setelah keempat proses tersebut, maka proses berikutnya akan mengulang
kembali proses yang pertama, dimana
udara dan bahan bakar masuk kembali.
Sumber: (http://dunia-listrik.blogspot.com)
Gambar 1 Cara Kerja Mesin Diesel
Berdasarkan proses di atas, maka mesin
diesel dapat digolongkan menjadi 3 bagian:
1) Diesel kecepatan rendah (n
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 4
suatu tempat. Genset dapat digunakan
sebagai sistem cadangan listrik atau off-grid (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset sering
digunakan oleh rumah sakit dan industri yang
mempercayakan sumber daya listrik yang
mantap, seperti halnya area pedesaan yang
tidak ada akses untuk secara komersial
menghasilkan listrik.
2.2 AMF dan ATS
Bila Anda memiliki backup power atau
memiliki catu daya lebih dari satu semisal
anda menggunakan sumber dari PLN dan di
Back-up oleh Genset (generator-set) tentu
sering sekali harus secara bergantian untuk
menggunakannya, pada kebiasaannya banyak
menggunakan handle Cam Switch atau sering
dinamakan COS (Change Over Switch) untuk
memindah kontak sumber daya tersebut, pada
pabrik pabrik zaman dulu juga seringnya
menggunakan saklar cam untuk
memindahkan daya, Hal tersebut berarti di
anggap secara manual dan membutuhkan
operator dalam mengoprasikan pemindah
daya tersebut, dalam perkembangan
tekhnologi dunia elektrikal akhirnya
merekayasa hal tersebut kemudian di
jalankan secara Automatic yang di singkat
ATS ( Auto Transfer Swith ) yang di
fungsikan secara Automatic untuk
memindahkan daya sesuai dengan kebutuhan
tanpa menggunakan tenaga manusia untuk
mengoprasikannya, pada kebiasaanya ATS
akan di sertakan pula AMF (Automatic Main
Failure) atau sering di jelaskan sebagai
kontrol kendali terhadap generator back-up
atau perintah kendali hidup mati mesin
Generator, dalam beberapa jenis ATS di
bedakan menurut kapasitas daya yang di
butuhkan atau berdasar Phasa dan Ampere
yang melalui panel tersebut, namun untuk
perinsip kerjanya sama.
Jadi, AMF merupakan alat yang berfungsi
menurunkan downtime dan meningkatkan
keandalan sistem catu daya listrik. AMF
dapat mengendalikan transfer Circuit
Breaker (CB) atau alat sejenis, dari catu daya
utama (PLN) ke catu daya cadangan (genset)
dan sebaliknya, ATS merupakan pelengkap
dari AMF dan bekerja secara bersama-sama.
ATS atau Automatic Transfer Switch, yaitu
proses pemindahan sumber listrik yang satu
ke sumber listrik yang lain secara bergantian
sesuai perintah pemrograman, ATS adalah
pengembangan dari COS atau yang biasa
disebut secara jelas sebagai Change Over
Switch, beda keduanya adalah terletak pada
sistim kerjanya, untuk ATS kendali kerja
dilakukan secara otomatis, sedangkan COS
dikendalikan atau dioperasikan secara
manual.
Cara Kerja AMF dan ATS:
-Automatic Main Failure (AMF) dapat
mengendalikan transfer suatu alat dari suplai
utama ke suplai cadangan atau dari suplai
cadangan ke suplai utama. AMF akan
beroperasi saat catu daya utama (PLN)
padam dengan mengatur catu daya cadangan
(genset). AMF dapat mengatur genset
beroperasi jika suplai utama dari PLN mati
dan memutuskan genset jika suplai utama
dari PLN hidup lagi.
-Sistim kerja panel ATS dan AMF yang sering
kita temukan adalah kombinasi untuk
pertukaran sumber baik dari genset ke pln
maupun sebaliknya, bilamana suatu saat
sumber listrik dari PLN tiba-tiba padam,
maka AMF bertugas untuk menjalankan
diesel genset sekaligus memberikan proteksi
terhadap sistim genset, baik proteksi terhadap
unit mesin/engine yang berupa pengamanan
terhadap gangguan rendahnya tekanan
minyak pelumas (Low Oil Pressure) maupun
kondisi temperatur mesin serta media
pendinginannya, dan juga memberikan
perlindungan terhadap unit Generatornya,
baik berupa pengamanan terhadap beban
pemakaian yang berlebih maupun
perlindungan terhadap karakter listrik lain
seperti tegangan maupun frequensi genset,
apabila parameter yang diamankan melebihi
batasan normal/setting maka tugas ATS
adalah melepas hubungan arus listrik ke
beban sedangkan AMF bertugas untuk
memberhentikan kerja mesin.
Apabila generator yang dijalankan beroperasi
dengan baik, berikutnya ATS bertugas
memindahkan sambungan dari sebelumnya
yang tersambung dengan PLN dipindahkan
secara otomatis ke sisi generator sehingga
aliran listrik bisa tersambung ke sisi
pengguna.
2.3 UPS (Uninterruptible Power Supply)
Uninterruptible Power Supply (UPS)
merupakan sistem Penyedia daya listrik yang
sangat penting dan diperlukan sekaligus
dijadikan sebagai benteng dari kegagalan
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 5
daya serta kerusakan sistem dan hardware.
UPS akan menjadi sistem yang sangat
penting dan sangat diperlukan pada banyak
perusahaan penyedia jasa telekomunikasi,
jasa informasi, penyedia jasa internet dan
banyak lagi. Dapat dibayangkan berapa besar
kerugian yang timbul akibat kegagalan daya
listrik jika sistem tersebut tidak dilindugi
dengan UPS.
2.3.1 Fungsi Utama UPS
a) Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya
pada listrik utama.
b) Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera menghidupkan
genset (sistem daya darurat) sebagai
pengganti listrik utama.
c) Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera melakukan backup
data dan mengamankan sistem operasi
(OS) dengan melakukan shutdown
sesuai prosedur ketika listrik utama
padam.
d) Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat
mengganggu sistem komputer baik
berupa kerusakan software, data
maupun kerusakan hardware.
e) UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi
perubahan tegangan pada input sehingga
tegangan output yang digunakan oleh
sistem komputer berupa tegangan yang
stabil.
f) UPS dapat melakukan diagnosa dan manajemen terhadap dirinya sendiri
sehingga memudahkan pengguna untuk
mengantisipasi jika akan terjadi
gangguan terhadap sistem.
g) User friendly dan mudah dalam installasi.
h) User dapat melakukan kontrol UPS melalui jaringan LAN (Local Area
Network) dengan menambahkan
beberapa accessories yang diperlukan.
i) Dapat diintegrasikan dengan jaringan internet.
j) Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan setting software UPS
manajemen.
2.3.2 Jenis-Jenis UPS Berdasarkan Cara
Kerjanya
a) Line-interactive UPS
Pada UPS jenis ini diberi tambahan alat
AVR (automatic voltage regulator) yang
berfungsi mengatur tegangan dari suplai
daya ke peralatan.
b) On-line UPS
Pada UPS jenis ini terdapat 1 rectifier dan
1 inverter yang terpisah. Hal ini lebih
mahal apabila dibandingkan dengan dua
jenis UPS lainnya. Dalam keadaan
gangguan, suplai daya ke rectifier akan
diblok sehingga akan ada arus DC dari
baterai ke inverter yang kemudian diubah
menjadi AC.
c) Off-line UPS
UPS jenis ini merupakan UPS paling
murah diantara jenis UPS yang lain.
Karena rectifier dan inverter berada dalam
satu unit. Dalam keadaan gangguan, switch
akan berpindah sehingga suplai daya dari
suplai utama terblok. Akibatnya akan
mengalir arus DC dari baterai menuju
inverter.
2.3.3 Komponen-Komponen UPS
a) Baterai
Jenis baterai yang digunakan UPS
umumnya berjenis lead-acid atau jenis
nikel-cadmium. Baterai ini umumnya
mampu menjadi sumber tegangan
cadangan maksimal selama 30 menit.
b) Rectifier (penyearah)
Penyearah berfungsi untuk mengubah
arus AC menjadi arus DC dari suplai
listrik utama. Hal ini bermanfaat pada
saat pengisian baterai.
c) Inverter
Kebalikan dari penyearah, inverter
berfungsi untuk mengubah arus DC dari
baterai menjadi arus AC. Hal ini
dilakukan pada saat baterai pada UPS
digunakan untuk memberikan tegangan
ke komputer.
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 6
2.3.4 Cara Kerja UPS
UPS bekerja berdasar kepekaan tegangan.
UPS akan menemukan penyimpangan jalur
voltase (linevoltage) misalnya, kenaikan
tajam, kerendahan, gelombang dan juga
penyimpangan yang disebabkan oleh
pemakaian dengan alat pembangkit tenaga
listrik yang murah. Karena gagal, UPS akan
berpindah ke operasi on-battery atau baterai
hidup sebagai reaksi kepada penyimpangan
untuk melindungi bebannya (load). Jika
kualitas listrik kurang, UPS mungkin akan
sering berubah ke operasi on-battery. Kalau
beban bisa berfungsi dengan baik dalam
kondisi tersebut, kapasitas dan umur baterai
dapat bertahan lama melalui penurunan
kepekaan UPS.
Fungsi UPS bukanlah sebagai pengganti
sumber listrik, dalam pegertian anda dapat
menggunakan UPS untuk selamanya sebagai
pengganti sumber listrik utama. Waktu
maksimal yang diberikan tergantung dari
jenis baterai yang dimilikinya. Umumnya
waktu 15 30 menit sudah cukup baik.
3. SISTEM KELISTRIKAN DI GEDUNG
BERTINGKAT BOGOR TRADE
MALL (BTM)
3.1 Sumber Daya Listrik
Untuk memenuhi kebutuhan suplai daya listik
di gedung Bogor Trade Mall (BTM), gedung
tersebut mendapat suplai daya listrik dari
gardu distribusi PLN dan sumber daya listrik
cadangan, yaitu Generator-set ( Genset )
yang merupakan sumber suplai daya listrik
cadangan apabila suplai daya listrik utama
dari jaringan PLN mengalami gangguan atau
pemutusan aliran listrik secara mendadak.
Bogor Trade Mall (BTM) sendiri mempunyai
3 buah Generator-set sebagai back-up daya
listrik, dan satu unit UPS (Uninterruptible
Power System) yang berkapasitas 1000 VA.
3.1.1 Sumber Daya Listrik dari Jaringan
PLN
Sumber daya listrik dari PLN yang terpasang
pada gedung Bogor Trade Mall (BTM),
menggunakan 3 unti transformator distribusi
dengan kapasitas daya yang terpasang dari
masing-masing trafo adalah 2000 kVA (total
6000 kVA) dengan berpendingin minyak (oil
Immersed). Sumber daya listrik PLN ini
diperoleh dari jaringan tegangan menengah
20 kV yang diturunkan menjadi tegangan
rendah 380 V / 220 V dengan menggunakan
trafo penurun tegangan (step down)/ 3 phasa
dengan hubungan / Y dan ketiga trafo tersebut bekerja secara terpisah satu dengan
yang lainnya. Untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada gambar berikut
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Gambar 2 Single Line Diagram Sistem
Distribusi Daya Listrik di Gedung Bertingkat
Bogor Trade Mall (BTM)
3.1.2 Sumber Daya Listrik dari Generator-
set (Genset)
Sumber daya listrik dari Genset yang
digunakan gedung Bogor Trade Mall (BTM),
yaitu hanya untuk sebagai cadangan penyedia
daya listrik untuk beban yang terpasang di
gedung Bogor Trade Mall (BTM), kecuali
CCTV dan CHILLER. Genset yang digunakan
gedung Bogor Trade Mall berjumlah 4 unit
Genset, dari MITSHUBISI yang berkapasitas
dari masing-masing Genset adalah 3
diantaranya berkapasitas 1000 kVA, dan satu
unit berkapasitas 500 kVA, untuk genset
berkapasitas 500 kVA dipergunakan untuk
cadangan tambahan daya, jadi yang aktif
yang di gunakan daya sebesar 3000 kVA,
terpasang paralel dengan tegangan kerja
380V/220V line to line dengan frekuensi 50
Hz. Maka total kapasitas daya listrik dari 4
unit Genset adalah sebesar 3500 kVA. Di
bawah ini merupakan Tabel Klasifikasi
Genset dan gambar dari Genset yang ada di
Bogor Trade Mall (BTM).
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 7
Table 1 Klasifikasi Genset di Bogor Trade
Mall (BTM)
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Untuk Rated Voltage Genset 400/230 V
maksudnya adalah 400 V untuk tegangan
antar phasa (line to line), sedangkan 230 V
adalah tegangan phasa ke netral (line to
netral).
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Gambar 3 Generator-set 1000 KVA di Bogor
Trade Mall(BTM)
3.1.2.1 PKG (Panel Kontrol Genset)
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Gambar 4 Panel ATS dan AMF di Bogor
Trade Mall (BTM)
3.1.2.2 Module Genset
Module dari Genset ini merupakan alat yang
berfungsi mengatur start Genset saat PLN
OFF dan mengatur Genset untuk stand by
kembali saat PLN ON kembali.
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Gambar 5 Module Genset
3.1.3 UPS (Uninterruptible Power System)
Sumber daya listrik ini dipergunakan untuk
ruangan-ruangan atau peralatan yang
membutuhkan keandalan ystem yang
sangat tinggi. Di gedung Bogor Trade Mall
(BTM), karena kapasitas UPS hanya 1000
VA, UPS hanya digunakan untuk memback-
up bagian CCTV dan BAS (Building
Automation System). Di bawah ini merupakan
gambar dari UPS yang ada di Bogor Trade
Mall (BTM).
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
Gambar 6 UPS (Uninterruptible Power
System)
3.2 Sistem Distribusi Daya Listrik
Sistem distribusi daya listrik gedung Bogor
Trade Mall menggunakan ystem jaringan
tegangan menengah yang dibagi 3 panel grup
tegangan menengah 20 kV PLN
menggunakan jenis kabel N2XSY 3 x 120
mm2 yang dihubungkan pada panel utama
tegangan menegah (PUTM). PUTM ini
menggunakan 3 unit trafo step down
berkapasitas masing-masing trafo 2000 kVA
total ketiga trafo sebesar 6000 kVA
hubungan / Y dengan jenis kabel = N2XSY 3 x (1x70) mm2 dan Y = NYY 21 x
(1 x 300) mm2, yang berfungi sebagai
penurun tegangan dari 20 kV diturunkan
menjadi 380V/220V secara line to line masuk
pada 2 Panel Utama Tengangan Rendah
(PUTR 1 dan PUTR 2) dan Panel PUTR
CHILLER. PUTR CHILLER penempatannya
berada di lantai 5th. Floor seperti yang terlihat
pada gambar 3.1 hanya dipergunakan untuk
beban Chiller berkapasitas beban 666562.5
Watt. Total keseluruhan penggunaan beban
daya yang terpasang pada gedung Bogor
Trade Mall (BTM) adalah sebesar 2951765.7
Watt. Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada
tabel di bawah ini.
Tabel 2 Total Daya Terpasang Pada Gedung
Bertingkat Bogor Trade Mall (BTM)
No Lantai Daya ( W )
1 Basement 168.818,8
2 Lw. Ground Floor 236.164,1
3 Ground Floor 284.412,8
4 Up. Ground Floor 281.525,2
Merk KVA Cos
Phi
Rated
Voltage Phase
Frekuency
(Hz)
Rated
Current
Rated
Rpm
Genset 1 Mitsubishi 1000 0,8 400/230 3 50 2634 A 1500
Genset 2 Mitsubishi 1000 0,8 400/230 3 50 2634 A 1500
Genset 3 Mitsubishi 1000 0,8 400/230 3 50 2634 A 1500
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 8
5 1st. Floor 282.567,9
6 2nd. Floor 400.067,1
7 3rd. Floor 318.023,4
8 4th. Floor 770.288,5
9 5th. Floor 209.898,6
TOTAL 2.951.765,7
Sumber: Bogor Trade Mall (BTM)
4. BACK-UP SYSTEM KELISTRIKAN DI
GEDUNG BERTINGKAT BOGOR
TRADE MALL (BTM)
4.1 Komponen Back-Up System Suplai
Daya Listrik di Bogor Trade Mall
(BTM)
1. Genset (Generator-set)
Genset yang dipakai dalam memback-up
suplai daya listrik di gedung Bogor Trade
Mall (BTM) berjumalah 3 unit dengan
kapasitas masing-masing 1000 kVA. Dalam
memback-up suplai daya listrik, ketiga genset
tersebut bekerja secara paralel. Kerja paralel
genset tersebut diatur secara otomatis di
dalam PKG (Panel Kontrol Genset).
2. PKG (Panel Kontrol Genset)
PKG merupakan suatu panel yang terdiri dari
beberapa komponen yang berperan dalam
back-up sistem Genset dalam mensuplai daya
listrik jika sumber utama dari PLN
mengalami gangguan atau pemutusan aliran
listrik secara mendadak. Di dalam PKG
terdapat beberapa alat, diantaranya:
a. Timer, berfungsi untuk mengatur time delay start genset setelah mendapat
perintah dari AMF. Berikut ini merupakan
gambar dari timer dan Tabel 3 Sistem
Operasional Back-Up system Genset dalam
Mensuplai Daya Listrik Berdasarkan Waktu
Setting Timer.
Tabel 3 Sistem Operasional Back-Up system
Genset dalam Mensuplai Daya Listrik
Berdasarkan Waktu Setting Timer
Keterangan tabel:
Kondisi Normal : beban disuplai oleh trafo
(ACB Trafo ON)
Kondisi Emergency: ketika terjadi
gangguan/pemutusan aliran listrik dari suplai
utama PLN, ACB Genset dan tiga unit
Genset akan ON dalam waktu 5 detik setelah
ada perintah dari AMF.
Normal Kembali : beban akan disuplai
kembali oleh PLN setelah PLN ON kembali
dengan waktu tunda 1 menit.
b. Module Genset
Di dalam Module Genset ini terdapat AMF
yang berfungsi sebagai pengiriman sinyal
perintah Genset untuk start saat PLN OFF.
Berikut ini merupakan gambar wiring
diagram back-up system genset secra umm di
gedung bertingkat Bogor Trade Mall (BTM)
G
G
G
INCOMMING PLN
PUTM
PUTM CHILLER
TRAFO 2000 KVA
TRAFO 2000 KVA
TRAFO 2000 KVA
PUTR 1
PUTR 2
PP-CHILLER
PKGATS
GE
NS
ET
30
00
KV
A
ACB 3200 A 4P
ACB 3200 A 4P
Gambar 7 Wiring diagram back-up system
secara umum di Bogor Trade Mall (BTM)
dan berikut ini merupakan gambar wiring
dari system back-up yang yang ada di Bogor
Trade Mall (BTM).
Waktu Operasional Back-Up Sistem Dalam Setiap Kondisi
NORMAL
EMERGENCY
NORMAL
KEMBALI
0
dtk
1
dtk
2
dtk
3
dtk
4
dtk
5
dtk 1 menit
ACB Trafo ON OFF ON
ACB Genset OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
Genset 1 OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
Genset 2 OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
Genset 3 OFF OFF OFF OFF OFF OFF ON OFF
AMF OFF ON ON ON ON ON ON OFF
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 9
G
G
G
INCOMMING PLN
PUTM
PUTM CHILLER
TRAFO 2000 KVA
TRAFO 2000 KVA
TRAFO 2000 KVA
ACB 3200 A 4P
ACB 4P 1600 AACB 2500 A 3P
ACB 2500 A 3P
AM
F
PUTR 1
PUTR 2
PP-Colling Tower
75.937,5 W
PP-CHWP
590.625 W
ACB 3200 A 4PACB 3200 A 4P
3200 A 50 KA NYY 1x300 mm2
3200 A 50 KA NYY 1x300 mm2
PP-CHILLER
PKG
ATS
AM
FA
MF
TOTAL BEBAN
PUTR 1
962.556,2 W
TOTAL BEBAN
PUTR 2
1.322.647 W
Gambar 8 Wiring diagram back-up system
genset di Bogor Trade Mall (BTM)
4.2 Sistem Operasional Genset
4.2.1 Pada saat PLN ON
Berdasarkan gambar 4.4 wiring diagram
back-up system genset, maka, pada saat PLN
beroperasi (ON), maka semua beban yang
ada di gedung Bogor Trade Mall (BTM)
disuplai oleh PLN. Oleh karena itu ketiga
genset yang bertugas untuk membck-up suplai
daya listrik di gedung Bogor Trade Mall
(BTM) tersebut dalam keadaan OFF. Kondisi
dari ACB masih dalam terbuka.
4.2.2 Pada saat PLN OFF
Apabila sumber daya listrik utama yaitu PLN
mengalami gangguan atau pemutusan aliran
listrik (OFF) secara tiba-tiba, secara otomatis
ACB Trafo membuka, maka waktu delay 5
detik yang telah disetting pengiriman perintah
dari AMF (Automatic Main Failure) yang
ada di panel PK.Genset untuk start ketiga
genset, agar generator-generator tersebut ON.
Setelah waktu delay tersebut sudah dirasa
cukup, maka ketiga genset tersebut ON
(start) berdasarkan perintah dari AMF
tersebut, Genset-genset tersebut tidak
langsung menyalurkan daya, tetapi
memerlukan waktu running selama 5 detik
dan melakukan sinkronisasi terlebih dahlu
yang telah diatur oleh Module dari Genset
yang telah deprogram, setelah ketiga genset
sinkron, secara otomatispun ACB genset
menutup. Setelah ketiga genset ini sudah siap
untuk menyalurkan daya listrik, daya listrik
terlebih dahulu masuk ke PKG (Panel
Kontrol Genset), kemudian daya listrik
disalurkan ke PUTR 1 dan PUTR 2, dan dari
PUTR (Panel Utama Tegangan Rendah) ini
barulah daya listrik disalurkan ke beban
terpasang melalui panel-panel yang ada
disetiap lantai yang ada di gedung Bogor
Trade Mall (BTM). (dapat dilihat pada
gambar 2)
Setelah daya masuk ke beban, selama 10
menit genset menyesuaikan dengan kondisi
beban, jika beban ketika PLN OFF hanya
mencapai 400 kW, maka dua unit Genset kembali stand by atas perintah dari module
Genset yang ada di Panel PKG.
4.2.3 Pada saat PLN ON Kembali
Jika PLN ON kembali, suplai daya listrik dari
PLN tersebut tidak langsung masuk dan
mensuplai beban, dikarenakan ada selang
waktu yang telah disetting pada AMF
tersebut untuk waktu delay agar tegangan
dari PLN tidak langsung mensuplai beban,
karena dikhawatirkan terjadi pemutusan
aliran listrik kembali dari PLN tersebut.
Setelah waktu delay yang telah disetting
tersebut yaitu 1 menit PLN tidak mengalami
pemutusan aliran listrik, maka PLN ON
(ACB genset membuka, sementara ACB trafo
menutup) untuk mensuplai tegangan kembali
dengan masih didampingi genset tersebut
yang masih ON, dengan asumsi bila terjadi
lost conection dari PLN, maka genset tersebut
siap mensuplai kembali tanpa harus start
awal lagi.
Jika PLN ON kembali dalam kondisi Genset
siap mensuplai beban, maka AMF
memeritahkan ACB Trafo untuk menutup,
dan memerintahkan ACB Genset untuk
membuka, kemudian AMF juga
memerintahkan Genset untuk cooling down
dalam waktu 15 menit.
4.3 Kerja Paralel Genset
Di Bogor Trade Mall (BTM), ketika PLN
OFF, maka yang berperan dalam menyuplai
daya listrik adalah tiga unit Genset yang di
pasang secara paralel. Adapun syarat dari
kerja paralel dari generator adalah
1.Mempunyai tegangan kerja yang sama
Dengan adanya tegangan kerja yang sama
diharapkan pada saat diparalel dengan beban
kosong power faktornya 1. Dengan power
factor 1 berarti tegangan antara generator
persisi sama .jika sumber tegangan itu berasal
dari sumber yang sifatnya statis misal dari
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 10
battery atau transformator maka tidak akan
ada arus antara kedunya. Namun karena
sumber tegangan yang dinamis (diesel
generator) Maka power factornya akan
terjadi deviasi naik dan turun secara periodic
bergantian dan berlawanan. Hal ini terjadi
karena adanya sedikit perbedaan sudut phase
yang sesekali bergeser karena faktor gerak
dinamis dari diesel penggerak. Itu bisa
dibuktikan dengan membaca secara
bersamaan Rpm dari genset dalam keadaan
sinkron misalnya Generator 1 mempunyai
kecepatan putar 1500 rpm dan generator 2
mempunyai kecepatan putar 1501 rpm maka
terdapat selisih 1 putaran / menit Dengan
perhitungan 1/1500 x 360 derajat maka
terdapat beda fase 0,24 derajat dan jika
dihitung selisih teganan sebesar cos phi 0,24
derajat x tegangan nominal (400 V )-
tegangan nominal (400 V ) dan selisihnya
sekitar V dan selisih tegangan yang kecil
cukup mengakibatkan timbulnya arus
sirkulasi antara 2 buah genset tersebut dan
sifatnya tarik menarik . dan itu tidak
membahayakan. Dan pada saat dibebani
bersama sama maka power faktornya akan
relative sama sesuai dengan power factor
beban.
Memang sebaiknya dan idealnya masing
masing generator menunjukkan power factor
yang sama. Namun jika terjadi power factor
yang berbeda dengan selisih tidak terlalu
banyak tidak terjadi akibat apa apa.
Akibatnya salah satu genset yang mempunyai
nilai power factor rendah akan mempunyai
nilai arus yang sedikit lebih tinggi. Yang
penting diperhatikan adalah tidak melebihi
arus nominal dan daya nominal dari genset.
2.Mempunyai urutan phase yang sama
Yang dimaksud urutan phase adalah arah
putaran dari ketiga phase. Arah urutan ini
dalam dunia industri dikenal dengan nama
CW (clock wise) yang artinya searah jarum
jam dan CCW (Counter Clock Wise) yang
artinya berlawanan dengan jarum jam. Hal ini
dapat diukur dengan alat phase sequence tipe
jarum. Dimana jika pada saat mengukur
jarum bergerak berputar kekanan dinamakan
CW dan jika berputar kekiri dinamakan
CCW. Disamping itu dikenal juga urutan
phase ABC dan CBA. ABC identik dengan
CW sedangkan CBA identik dengan CCW.
Perlu diketahui bahwa dalam banyak
generator mencantumkan simbol R,S,T,N
ataupun L1,L2,L3 ,N namun tidak selalu
berarti bahwa urutan CW / ABC itu berarti
RST atau L1L2L3 jika diukur urutan STR,
TRS ,L2L3L1 itu juga termasuk CW/ABC .
Sebagai contoh: jika kabel penghantar yang
keluar dari generator diseragamkan semua
berwarna hitam dan tidak ada kode sama
sekali, apakah kita bisa membedakan secara
visual atau parameter listrik bahwa
penghantar itu phasenya R, S, atau T tentu
tidak. Kita hanya bisa membedakan arah
urutannya saja CW atau CCW. Apapun
generatornya jika mempunyai arah urutan
yang sama maka dapat dikatakan mempunyai
salah satu syarat dari paralel generator.
Sehingga bisa jadi pada dua generator yang
sama urutan RST pada genset 1 dapat
dihubungkan dengan phase STR pada Genset
2 dan itu tidak ada masalah asal keduanya
mempunyai arah urutan yang sama.
3.Mempunyai frekuensi kerja yang sama
Didalam dunia industri dikenal 2 buah sistem
frekuensi yaitu 50 hz dan 60 hz. Dalam
operasionalnya sebuah genset bisa saja
mempunyai frekuensi yang fluktuatif
(berubah ubah) karena faktor faktor tertentu.
Pada jaringan distribusi dipasang alat
pembatas frekuensi yang membatasi
frekuensi pada minimal 48,5 hz dan
maksimal 51,5 Hz. Namun pada genset
genset pabrik over frekuensi dibatasi sampai
55 hz sebagai overspeed.
Pada saat hendak paralel, dua atau lebih
genset tentu tidak mempunyai frekuensi yang
sama persis. Jika mempunyai frekuensi yang
sama persis maka genset tidak akan bisa
paralel karena sudut phasanya belum match,
salah satu harus dikurangi sedikit atau
dilebihi sedikit untuk mendapatkan sudut
phase yang tepat. Setelah dapat disinkron dan
berhasil sinkron baru kedua genset
mempunyai frekuensi yang sama sama persis.
4.Mempunyai sudut phase yang sama
Mempunyai sudut phase yang sama bisa
diartikan , kedua phase dari 2 genset
mempunyai sudut phase yang berhimpit sama
atau 0 derajat. Dalam kenyataannya tidak
memungkinkan mempunyai sudut yang
berhimpit karena genset yang berputar
meskipun dilihat dari parameternya
mempunyai frekuensi yang sama namun jika
dilihat menggunakan synchronoscope pasti
bergerak labil kekiri dan kekanan, dengan
kecepatan sudut radian yang ada sangat sulit
untuk mendapatkan sudut berhimpit dalam
jangka waktu 0,5 detik. Breaker
membutuhkan waktu tidak kurang dari 0,3
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 11
detik untuk close pada saat ada perintah
close.
Dalam proses sinkron masih diperkenankan
perbedaan sudut maksimal 10 derajat.
Dengan perbedaan sudut maksimal 10 derajat
selisih tegangan yang terjadi berkisar 49 Volt.
4.4 Kemampuan Genset berdasarkan Total
Daya Terpasang
Dari gambar 2 terlihat ada tiga unit genset
yang dipakai dalam berperan sebagai back-up
suplai daya listrik jika sumber suplai daya
listrik utama dari PLN mengalami gangguan
atau pemutusan aliran listrik secara tiba-tiba.
Untuk memback-up seluruh beban (kecuali
CHILLER dan CCTV) yang ada di gedung
Bogor Trade Mall (BTM), maka ketiga
genset yang setiap genset berkapasitas 1000
kVA tersebut, bekerja secara paralel.
Kemampuan dari ketiga genset tersebut
dalam memback-up total daya yang ada di
gedung Bogor Trade Mall (BTM) tersebut
dapat terlihat dari perhitungan di bawah:
Total 3 unit genset = 3 x 1000 kVA
= 3000 kVA
Sementara itu, total daya terpasang yang
diketahui dari table 2 di bab III adalah:
2.951.765,7 Watt
Total daya tersebut harus dikurangi oleh
besar daya CHILLER, karena genset tidak
memback-up bagian tersebut, maka total daya
sebenarnya yang diback-up oleh ketiga genset
tersebut adalah: 2.951.765,7 Watt - 666562.5
Watt = 2.285.203,2 W
Maka dari total daya 3 unit genset
= 3.000 kVA
= 3.000 kVA x 0,8
= 2.400 kW
= 2.400.000 W
Dari total daya 3 unit genset, ketiga genset
tersebut mampu untuk memback-up daya
terpasang maksimal sebesar 2.400.000 W,
sementara itu daya terpasang di gedung
Bogor Trade Mall (BTM) yang harus diback-
up oleh ketiga genset tersebut adalah sebesar:
2.285.203,2 W. Jadi, ketiga genset tersebut
mampu untuk memback-up daya sebesar
2.285.203,2 W di gedung Bogor Trade Mall
(BTM).
5. KESIMPULAN
1. Back-up system di gedung bertingkat Bogor Trade Mall (BTM), tidak dapat
diback-up oleh satu unit Generator-set
saja, oleh karena itu Generator-set yang
digunakan untuk memback-up daya
listrik apabila daya dari PLN mengalami
gangguan di gedung bertingkat Bogor
Trade Mall (BTM) menggunakan Tiga
unit Generator-set, yaitu Generator-set
yang berkapasitas masing-masing 1000
kVA.
2. Berdasarkan analisa perhitungan kemampuan Generator-set, ketiga
Generator-set dengan kapasitas masing-
masing 1000 kVA yang dipasang secara
paralel, dapat bekerja dengan baik, yaitu
dengan kapasitas 2.400 kW, ketiga
Generator-set yang diparalel dapat
memback-up daya sebesar 2.285.203,2
W di gedung bertingkat Bogor Trade
Mall (BTM).
PUSTAKA
[1] Prasetyo, Agus. Skripsi. Back-Up System Untuk Mensuplai Kebutuhan
Daya Pada Lembaga Biologi Molekuler
Eijkman (LBME) Jakarta. Universitas
Pakuan Bogor. Tidak dipublikasikan.
[2] Herdiyanto Maulana, Hery. Skripsi. Studi Back-Up System Genset di
Lembaga Biologi Molekuler Eijkman
(LBME) Jakarta. Universitas Pakuan
Bogor. Tidak dipublikasikan.
[3] Abdul Kadir, TRANSFORMSTOR, Penerbit PRADNY PARAMITA. Jakatra
1986.
[4] AS Pabla, Sistem Distribusi Daya Listrik, Erlangga. 1995.
[5] Hartono Poerba, Utility Bangunan, M.ARCH. 1992
[6] Hasan Basri, Sistem Distribusi Daya Listrik, ISTN. 1997.
[7] Michael Nedle, Teknologi Instalasi Listrik. Erlangga. 1987.
[8] P. Van Harten, E Setiawan, Instalasi Arus Kuat. Jakarta. 1980.
-
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik-Universitas Pakuan Page 12
[9] M Muslimin, Konstruksi Generator, Erlangga. 1993.
[10] (http://dunia-listrik.blogspot.com)/ Cara Kerja Mesin Diesel.
[11] www.google.com / Generator set.
[12] www.google.com / Suplai Daya Listrik.
[13] www.google.com / Kerja Paralel Generator.
Penulis
1) Herman Hendrawan, ST., Alumni (2013) Program Studi Teknik Elektro
FT- Unpak.
2) Ir. Dede Suhendi, MT. Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro FT-
Unpak.
3) Ir. Yon Rizal, Staf Dosen Program Studi Teknik Elektro FT-Unpak.