INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

77
INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI DAN PROTEKSI HILANG SATU FASA PADA MOTOR CRANE DEMAG 40 TON DI WORKSHOP UNIT 3 PT BARATA INDONESIA DISUSUN OLEH: ELIZABETH EKO WARDHANI NIM: 201771045 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT TEKNLOGI - PLN JAKARTA, 2020

Transcript of INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

Page 1: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

PROYEK AKHIR

RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI DAN PROTEKSI HILANG SATU FASA PADA MOTOR CRANE DEMAG 40 TON DI

WORKSHOP UNIT 3 PT BARATA INDONESIA

DISUSUN OLEH:

ELIZABETH EKO WARDHANI

NIM: 201771045

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNLOGI - PLN

JAKARTA, 2020

Page 2: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

i

LEMBAR PENGESAHAN

Proyek Akhir dengan Judul

RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI DAN PROTEKSI HILANG SATU FASA PADA MOTOR CRANE DEMAG 40 TON DI

WORKSHOP UNIT 3 PT BARATA INDONESIA

Disusun Oleh:

ELIZABETH EKO WARDHANI

NIM: 201771045

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

Jakarta, 19 Juli 2020

Mengetahui, Kepala Program Studi

Diploma III Teknologi Listrik

Disetujui Dosen Pembimbing Utama

Retno Aita Diantari, ST., MT Tony Koerniawan, ST., MT

Dosen Pembimbing Kedua

Christine Widyastuti, ST., MT

Digitally signed by Tony KoerniawanDN: C=ID, OU=Teknik Elektro, O=Institut Teknologi PLN, CN=Tony Koerniawan, [email protected]: JakartaDate: 2020-08-18 23:02:44

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:56:59Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Page 3: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI Nama : Elizabeth Eko Wardhani

NIM : 2017-71-045

Program Studi : D-III Teknologi Listrik

Judul : Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dan Proteksi Hilang Satu Fasa Pada Motor Crane Demag 40 Ton di Workshop Unit 3 PT Barata Indonesia

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program

Diploma III Program Studi Teknologi Listrik Institut Teknologi PLN pada tanggal

11 Agustus 2020

Nama Jabatan Tanda Tangan

1. Retno Aita Diantari, ST., MT Ketua Penguji

2. Oktaria Handayani, ST., MT Sekretaris

3. Aas Wasri Hasanah, ST., MT Anggota

Mengetahui:

Kepala Program Studi D-III Teknologi Listrik

Retno Aita Diantari, ST., MT

Digitally signed by Oktaria HandayaniDN: OU=Fakulytas Ketenagalistrikan & Energi Terbarukan, O=IT PLN, CN=Oktaria Handayani, [email protected]: I am the author of this documentLocation: your signing location hereDate: 2020-08-18 20:18:18Foxit Reader Version: 9.7.1

Digitally signed by Retno Aita DDate: 2020-08-19 09:52:57

Page 4: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

iii

Page 5: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

iv

UCAPAN TERIMA KASIH Dengan ini saya menyampaikan perhargaan dan ucapan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada yang terhormat :

Bapak Tony Koerniawan, ST., MT Selaku Pembimbing I

Ibu Christine Widyastuti, ST., MT Selaku Pembimbing II

Yang telah memberikan petunjuk, saran-saran serta bimbingannya sehingga

Proyek Akhir ini dapat terselesaikan.

Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada :

1. Bapak Bambang Setyawan, S.Kom

2. Ibu Gustina, S.Kom., M.Kom

Yang telah mengijinkan melakukan penelitian di PT Barata Indonesia dan telah

membimbing serta memberikan ilmu yang sangat berharga sehingga Proyek

Akhir ini dapat terselesaikan.

Cilegon, 19 Juli 2020

Elizabeth Eko Wardhani

2017-71-045

Page 6: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH PROYEK AKHIR UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda tangan

dibawah ini :

Nama : Elizabeth Eko Wardhani

NIM : 2017-71-045

Program Studi : Diploma

Jurusan : Teknologi Listrik

Jenis Karya : Proyek Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Institut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dan Proteksi Hilang Fasa Pada Motor Crane

Demag 40 Ton di Workshop Unit 3 PT Barata Indonesia.

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat,

dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Cilegon

Pada tanggal : 19 Juli 2020

Yang menyatakan

Elizabeth Eko Wardhani

Page 7: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

vi

Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dan Proteksi Hilang Fasa Pada Motor Crane Demag 40 Ton di Workshop Unit 3 PT Barata

Indonesia

Elizabeth Eko Wardhani, 2017-71-045 dibawah bimbingan Tony Koerniawan, ST., MT dan Christine Widyastuti,

ST., MT

ABSTRAK PT Barata Indonesia merupakan perusahaan manufaktur yang memproduksi komponen turbin seperti kondensor, stator turbin, dan pengarah sudut turbin. Proses produksi ini membutuhkan overhead crane yang digunakan untuk mengangkat dan memindahkan material. Namun beberapa unit overhead crane yang terdapat pada perusahaan ini sering mengalami kerusakan yang disebabkan kehilangan supply satu fasa motornya, salah satunya yaitu motor overhead crane Demag pada mekanisme hoist 40 ton, dan menyebabkan proses produksi jadi terhambat serta mengalami kerugian. Karena sering terjadi hilangnya supply satu fasa yang masuk ke motor, maka dibuat sebuah perancangan alat simulasi menggunakan metode prototyping. Perancangan alat ini bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan motor akibat hilangnya supply salah satu fasa. Hasil perancangan ini akan melakukan locking atau penguncian terhadap overhead crane dan memberikan alarm apabila terjadi kehilangan supply satu fasa motornya. Dengan hasil perancangan alat simulasi yang telah dibuat maka dapat diketahui bahwa ketepatan waktu penutupan dan pelepasan anak kontak sebuah relay diperlukan untuk memproteksi sebuah motor dari gangguan hilangnya salah satu fasa. Waktu yang dibutuhkan relay untuk memberikan sinyal kepada alarm yaitu sebesar 0.1 sekon.

Kata Kunci: Overhead Crane, Hilang Satu Fasa, Proteksi, Relay.

Page 8: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

vii

Design Equipment Detector And Protection Phase Failure of Crane Demag 40 Ton Motor at Workshop Unit 3 PT Barata

Indonesia

Elizabeth Eko Wardhani, 2017-71-045 Under the Guidance of Tony Koerniawan, ST., MT and Christine

Widyastuti, ST., MT

ABSTRACT PT Barata Indonesia is a manufacturing company that produces turbine components such as condensors, turbine stators, and turbine angle directors. This production process requires overhead cranes that are used to lift and move material. However, several overhead crane units at this company often suffer damage due to loss of supply of one-phase motor, one of which is Demag's overhead crane motor on a 40-ton hoist mechanism, and causes the production process to be hampered and suffer losses. Because of the frequent loss of single-phase supply that enters the motor, a simulation tool is designed using prototyping methode. The design of this tool aims to prevent motor damage due to loss of supply of one phase. The results of this design will be locking the overhead crane and giving an alarm if there is a loss of supply of one-phase motor. With the results of the design of the simulation tool that has been made, it can be seen that the accuracy of the closing time and the release of a contact of a relay is needed to protect a motor from interference loss of one phase. The time needed for the relay to give an alarm signal is 0.1 seconds.

Keywords: Overhead Crane, Phase failure, Protection, Relay.

Page 9: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

viii

DAFTAR ISI Halaman

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .......................................................... ii PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR .................................................. iii UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................. iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................ v ABSTRAK ......................................................................................................... vi ABSTRACT ...................................................................................................... vii DAFTAR ISI ......................................................................................................viii DAFTAR TABEL ............................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR RUMUS .............................................................................................xiii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv DAFTAR SINGKATAN ..................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang........................................................................................... 1 1.2 Permasalahan Penelitian ........................................................................... 3

1.2.1 Identifikasi Masalah ............................................................................. 3 1.2.2 Ruang Lingkup Masalah ...................................................................... 4 1.2.3 Rumusan Masalah .............................................................................. 4

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................. 5 1.3.1 Tujuan Penelitian ................................................................................. 5 1.3.2 Manfaat Penelitian ............................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ................................................................................ 6 2.1 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 6 2.2 Landasan Teori .......................................................................................... 7

2.2.1 Crane ................................................................................................... 7 2.2.1.1 Jenis – Jenis Crane ...................................................................... 7 2.2.1.2 Overhead Crane Demag 150/40 Ton ........................................... 8 2.2.1.3 Bagian – Bagian Crane Demag 150/40 Ton ................................. 9

Page 10: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

ix

2.2.1.4 Technical Data Crane Demag 150/40 Ton ................................. 10 2.2.2 Proteksi atau Pengamanan ............................................................... 10

2.2.2.1 Sistem Proteksi atau Pengamanan ............................................ 14 2.2.2.2 Proteksi Arus .............................................................................. 14 2.2.2.2.1 Proteksi Arus Lebih ................................................................. 14 2.2.2.2.2 Proteksi Arus selisih ................................................................ 15

2.2.3 Motor Listrik ....................................................................................... 15 2.2.3.1 Jenis – Jenis Motor Listrik .......................................................... 15 2.2.3.2 Motor Induksi .............................................................................. 16 2.2.3.3 Keuntungan dan Kerugian Motor Induksi ................................... 17 2.2.3.4 Prinsip Kerja Motor Induksi ......................................................... 18 2.2.3.5 Sumber Tegangan 3 Fasa .......................................................... 19 2.2.3.6 Sumber Tegangan 1 Fasa .......................................................... 20 2.2.3.7 Jenis Motor Induksi..................................................................... 20

2.2.3.7.1 Motor Induksi Satu Fasa ................................................... 21 2.2.3.7.2 Motor Induksi Tiga Fasa .................................................... 23 2.2.3.7.2.1 Jenis Motor Induksi tiga Fasa ......................................... 24 2.2.3.7.2.2 Keuntungan dan Kerugian Motor Induksi Tiga Fasa ...... 24 2.2.3.7.2.3 Pengasutan Motor Induksi Tiga Fasa ............................. 25

2.2.4 Hilang Satu Fasa ............................................................................... 26 2.2.5 Time Delay Relay (TDR) ................................................................... 27

2.2.5.1Jenis – Jenis Time Delay Relay .................................................. 27 2.2.5.2Prinsip Kerja Time Delay Relay ................................................... 28

2.2.6 Relay Tegangan ................................................................................ 28

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................ 29 3.1 Perancangan Penelitian ........................................................................... 29

3.3.1 Metode Penelitian .............................................................................. 29 3.3.2 Kerangka Penelitian........................................................................... 29

3.2 Teknik Analisis ......................................................................................... 32 3.2.1 Konsep Perancangan ........................................................................ 32 3.2.2 Simulasi Perancangan ....................................................................... 33 3.2.3 Persiapan Kebutuhan Alat ................................................................. 36

Page 11: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

x

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 37 4.1 Hasil ......................................................................................................... 37 4.2 Pembahasan ........................................................................................... 43

4.2.1 Waktu Operasi Time Delay Relay dan Relay Tegangan ................... 43 4.2.2 Pemilihan relay tegangan .................................................................. 45

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 47 5.1 Kesimpulan .............................................................................................. 47 5.2 Saran ....................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN

Page 12: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

xi

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 3.1 Daftar Komponen Alat Simulasi ........................................................ 35

Tabel 4.1 Data Pengukuran Arus yang Digunakan Oleh Komponen ................ 37

Tabel 4.2 Pengujian Komponen Alat Simulasi pada Sistem Satu Fasa ............ 38

Tabel 4.3 Pengujian Komponen Alat Simulasi pada Sistem Tiga Fasa ........... 38

Tabel 4.4 Keterangan single line diagram ......................................................... 40

Tabel 4.5 Hasil Uji Alat Simulasi Hilang Satu Fasa pada Sistem Satu Fasa ..... 42

Tabel 4.6 Hasil Uji Alat Simulasi Hilang Satu Fasa pada Sistem Tiga Fasa ..... 42

Tabel 4.7 Data waktu operasi relay tegangan ................................................... 43

Tabel 4.8 Data pengujian waktu operasi time delay relay dan relay tegangan . 44

Page 13: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

xii

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 2.1 Overhead Crane Double Girder ................................................. 8

Gambar 2.2 Contoh Gangguan ..................................................................... 12

Gambar 2.3 Jenis Motor Listrik ...................................................................... 16

Gambar 2.4 Sistem 3 Fasa ............................................................................ 20

Gambar 2.5 Sistem 1 Fasa ............................................................................ 21

Gambar 2.6 Rangkaian Motor Induksi Split-Phase ........................................ 22

Gambar 2.7 Rangkaian Motor Induksi Capasitor-Start .................................. 23

Gambar 2.8 Rangkaian Motor Induksi Capacitor-Run ................................... 24

Gambar 2.9 Rangkaian Motor Induksi Shaded-Pole ..................................... 24

Gambar 2.10 Sambungan Bintang (Y) ............................................................ 27

Gambar 2.11 Sambungan Segitiga (Delta) ...................................................... 27

Gambar 2.12 Time Delay Relay ....................................................................... 27

Gambar 2.13 Relay tegangan .......................................................................... 28

Gambar 3.1 Kerangka Penelitian ................................................................... 29

Gambar 3.2 Diagram cara kerja alat .............................................................. 31

Gambar 3.3 Wiring diagram motor auxiliary hoist 40 ton ............................... 32

Gambar 3.4 Single line diagram dari alat simulasi ......................................... 33

Gambar 4.1 Single line diagram rangkaian simulasi ...................................... 38

Gambar 4.2 Single line diagram rangkaian kontrol alat simulasi .................... 38

Page 14: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

xiii

DAFTAR RUMUS Halaman

Persamaan 2.1 Kecepatan Relay ..................................................................... 11

Persamaan 2.2 Kecepatan Sinkron .................................................................. 19

Page 15: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Lembar Bimbingan Proyek Akhir Pembimbing Satu..................... A1

Lampiran 2 Lembar Bimbingan Proyek Akhir Pembimbing Kedua .................. C1

Lampiran 3 Manual Book Time Delay Relay (TDR) ........................................ E1

Lampiran 4 Spesifikasi Relay Tegangan ......................................................... F1

Lampiran 5 Perancangan Alat Simulasi Menggunakan Software ................... G1

Lampiran 6 Proses Perancangan dan Perakitan Alat Simulasi ....................... I1

Lampiran 7 Alat Simulasi Pendeteksi dan Proteksi Hilang Satu Fasa ............ J1

Lampiran 8 Manual Book Overhead Crane Demag 150/40 Ton ..................... K1

Page 16: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

xv

DAFTAR SINGKATAN

A = Ampere

AC = Alternating Current

CB = Circuit Breaker

CT = Current Transformer

DC = Direct Current

ES = Emergency Switch

GGL = Gaya Gerak Listrik

Hz = Hertz

kW = Kilo Watt

m = Meter

mm = Millimeter

NC = Normally Close

NO = Normally Open

Pc = Pieces

TDR = Time Delay Relay

V = Volt

Page 17: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Crane pada suatu perusahaan merupakan alat bantu yang sangat

dibutuhkan dalam menunjang proses produksi, selain forklift. Crane merupakan

alat bantu untuk mengangkat dan memindahkan material, yang dilengkapi

dengan tali baja dan rantai. Crane memiliki kemampuan mengangkat muatan

(lifting), menggeser (trolleying), atau menahannya tetap di atas bila diperlukan

dan membawa muatan ke tempat yang ditentukan (slewing dan travelling). Crane

terhubung dengan motor induksi tiga fasa yang digunakan sebagai mesin

penggeraknya. Motor induksi tiga fasa tersebut dioperasikan oleh operator crane

dengan menggunakan remote. Operator akan mengoperasikan crane untuk

bergerak maju mundur, ke atas ke bawah, dan ke kanan ke kiri.

Seperti halnya di PT Barata Indonesia, overhead crane digunakan sebagai

alat penunjang produksi untuk handling material dari satu tempat ke tempat yang

lain. Ada sekitar 21 unit crane yang ada di perusahaan ini. Setiap unit overhead

crane di PT Barata ini dilengkapi motor sebagai alat penggerak unit. Pada

Desember 2019 dan Januari 2020, terjadi masalah terkait dengan motor yang

ada pada unit crane Demag 40 ton.

Pada era ini, sudah diciptakan alat pengatur kecepatan motor yaitu

variable speed drive yang bekerja dengan cara memvariasikan nilai tegangan

dari suplai. Namun alat ini harganya mencapai dua puluh lima kali lipat dari harga

kontaktor. Padahal untuk satu unit crane memerlukan lima hingga sepuluh buah

motor induksi tiga fasa per unit crane. Untuk alasan efisiensi biaya, mengingat

banyaknya jumlah motor yang digunakan, maka tetap digunakan kontaktor

sebagai pemutus dan penyambung suplai ke terminal stator.

Motor induksi tiga fasa merupakan motor yang paling banyak dipilih

karena motor ini paling handal atau hampir free maintenance. Namun terdapat

dalam beberapa kasus pada crane PT Barata Indonesia, nyatanya motor induksi

3 fasa tetap mengalami kerusakan yang disebabkan oleh beberapa faktor. Yang

Page 18: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

2

pertama disebabkan karena motor dioperasikan mati dan nyala secara berulang,

maka kontak dari kontaktor bisa gagal beroperasi tiba tiba, dikarenakan kontak

dari kontaktor tidak tersambung atau tertutup secara sempurna. Hal ini

disebabkan karena saat penyambungan dan pemutusan kontak, terjadi oksidasi

pada konduktornya, sehingga lama kelamaan kontak utama dari kontaktor akan

timbul lapisan dan gagal beroperasi. Ketika motor kehilangan fasa, email atau

cat tahan panas yang melapisi kumparannya akan terkikis, yang menyebabkan

kontak atau short antar gulungan statornya. Yang kedua adalah faktor dari luar

atau lingkungan, yaitu disebabkan oleh debu-debu yang menempel ke kontak

kontaktor sehingga membentuk lapisan pada permukaan kontak dan

menyebabkan terjadinya gagal penyambungan. Debu debu yang ada dapat

disebabkan karena banyaknya aktivitas pengelasan dan penggerindaan pada

workshop tersebut. Penyebab kerusakan yang ketiga adalah faktor human error,

yaitu karena kegagalan prediksi waktu pemeliharaan. Faktor human error lainnya

yaitu bagian atau tim maintenance yang harusnya melakukan periodik

maintenance tidak mengecek dengan benar kondisi dari kontaktor yang

tersambung ke motor tersebut, sehingga kerusakan dari suplai maupun motor

tidak diketahui.

Kegagalan penyambungan ini, dapat menyebabkan hilangnya salah satu

fasa, sehingga membuat motor akan bekerja lebih berat karena motor hanya

disuplai oleh dua sumber saja. Kehilangan salah satu fasa menyebabkan

terjadinya tegangan yang asimetris, sehingga arus listrik yang mengalir pada

kedua fasa tersebut akan naik drastis, sehingga temperatur pada konduktor

tersebut juga naik, dan motor akan terbakar. Hilangnya salah satu fasa ini dapat

diketahui dengan perubahan suara motor yang kasar dan kecepatan putar motor

yang lama kelamaan semakin melambat. Untuk di PT Barata sendiri, kebakaran

motor pada unit crane terbilang memiliki frekuensi yang cukup tinggi.

Rusaknya motor induksi tiga fasa dapat menyebabkan kerugian bagi

perusahaan, karena motor harus dilakukan penggulungan kumparan ulang pada

bagian yang terbakar, dan hal ini memakan waktu minimal satu minggu. Hal ini

menyebabkan downtime unit akan besar atau tinggi, sehingga mengganggu kerja

unit crane tersebut. Kerugian lain akibat kerusakan ini adalah menghambat

Page 19: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

3

proses pemindahan material untuk produksi, sehingga perlu bantuan unit lain

yaitu forklift. Namun, pemindahan menggunakan forklift sangat tidak efisien,

karena memakan waktu yang lama, dan membuat kemungkinan cacatnya

material saat penurunan ataupun perubahan posisi sangat besar. Kerugian yang

lain tentu saja butuh biaya yang sangat besar untuk proses rewinding motor yang

rusak tersebut. Biaya yang dikeluarkan untuk rewinding motor itu sendiri sekitar

20 juta rupiah hingga 40 juta rupiah. Sedangkan, untuk penggantian motor baru

dengan spesifikasi daya 25 kW dan berat maksimal beban sekitar 40 ton, yaitu

seharga 400 juta rupiah.

Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis berkesimpulan judul

tugas akhir yang tepat adalah ”Rancang Bangun Monitoring dan Proteksi

Kehilangan Satu Fasa pada Motor Crane Demag 40 ton”. Diharapkan dengan

dibuatkan rancangan ini dapat mencegah terjadinya kerusakan motor listrik pada

crane yang disebabkan oleh kehilangan salah satu fasa pada motor tersebut.

1.2 Permasalahan Penelitian 1.2.1 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang sudah dijelaskan di latar belakang, maka

identifikasi masalah yang terjadi , antara lain :

1. Kerusakan kontak dari kontaktor lebih cepat atau sering rusak,

dikarenakan mode pengoperasian yang terus menerus, menyebabkan

kontak utama akan timbul lapisan sehingga titik hubung kontak tidak

menutup secara sempurna.

2. Kerusakan yang disebabkan oleh faktor luar (lingkungan) yaitu debu

yang menempel ke kontak kontaktor.

3. Kerusakan suplai maupun motor yang tidak diketahui, hal ini

disebabkan oleh human error, yaitu kegagalan prediksi waktu

pemeliharaan serta tidak dilakukan pengecekan yang benar terhadap

kondisi kontaktor, saat proses periodik maintenance.

Page 20: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

4

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah Untuk membatasi penelitian ini, maka penulis membatasi ruang lingkup

masalah dalam proyek akhir ini, hanya pada:

1. Motor yang jadi pembahasan adalah motor yang digunakan oleh crane

Demag 40 ton di workshop 3 PT Barata Indonesia

2. Motor yang jadi bahan penelitian adalah motor induksi tiga fasa,

hubungan wye atau star

3. Membuat alat deteksi kehilangan satu fasa pada sistem tiga fasa pada

tegangan kerja 220/240 volt

4. Tegangan kerja yang digunakan oleh relay yaitu sebesar 220 volt

5. Relay hanya berfungsi untuk mendeteksi kehilangan tegangan

6. Relay dipasang pada kontak utama atau anak kontak rangkaian utama

pada terminal input motor tanpa mengubah rangkaian asli motor

overhead crane Demag

7. Alat pendeteksi hanya dipasang pada motor yang digunakan sebagai

penggerak mekanisme hoist

8. Analisa kesalahan kerja dari crane tersebut, tidak dipengaruhi oleh

berat beban.

1.2.3 Rumusan Masalah

Sebagai panduan dalam pelaksanaan Tugas Akhir, maka perlu dibuatkan

rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara kerja dan hasil alat simulasi pendeteksi dan proteksi

hilangnya satu fasa?

2. Bagaimana pengaruh ketepatan waktu kerja relay terhadap operasi

kerja alat simulasi hilang satu fasa?

3. Bagaimana pengaruh pemasangan alat pendeteksi dan proteksi ini

terhadap kerusakan motor listrik crane pada PT Barata Indonesia?

4. Bagaimana hasil penggunaan alat pendeteksi dan proteksi terhadap

kinerja unit crane pada PT Barata Indonesia?

Page 21: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

5

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan yang diharapkan penulis, dalam pembuatan Tugas Akhir

ini adalah :

1. Memahami cara kerja alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilangnya

satu fasa

2. Memahami pengaruh ketepatan waktu kerja sebuah relay terhadap

operasi kerja alat simulasi hilang satu fasa

3. Mengurangi hambatan dan kerugian pada proses produksi PT Barata

Indonesia

4. Membuat alat pendeteksi dan proteksi yang murah dan sederhana.

1.3.2 Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan oleh penulis, dengan pembuatan alat proteksi

ini adalah sebagai berikut :

1. Meminimalisir terjadinya kerusakan motor crane akibatnya hilang satu

fasa

2. Mengurangi downtime akibat kerusakan motor crane karena hilangnya

satu fasa

3. Mendeteksi kehilangan satu fasa pada motor crane lebih awal, untuk

mencegah kerugian pada perusahaan.

4. Mempermudah pengindikasian oleh operator crane apabila motor

berhenti running seketika.

Page 22: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka Tinjauan pustaka diambil dari beberapa buku, jurnal dan artikel yang

berhubungan dengan penelitian yang serupa dengan penelitian yang penulis

lakukan, tinjauan pustaka yang menjadi acuan peneliti adalah sebagai berikut:

a. Penelitian yang dilakukan oleh Andri Tukananto, Junaidi dan Hardiansyah,

dalam jurnal berjudul Rancang Bangun Sistem Proteksi Arus Lebih Motor

3 Fasa dengan Timer Start dan Trip, penelitian bertujuan untuk merancang

dan membuat alat proteksi arus lebih motor induksi 3 fasa dengan timer

start dan trip, untuk pompa air pendingin generator pada PLTD Siantan,

dengan harapan motor bebas dari gangguan, khususnya dikarenakan

oleh arus lebih.

b. Natalis Hengky Ricardo, Junaidi dan Ayong Hiendro dalam jurnal berjudul

Rancang Bangun Sistem Proteksi Arus Lebih Motor Induksi Tiga Fasa

Berbasis Mikrokontroler ATMega 16, Tujuan penelitian yang dilakukan

oleh Natalis dan teman – teman adalah untuk merancang dan membuat

alat proteksi untuk mengatasi arus lebih berbasis mikrokontroler ATMega

16, dirancang alat ini karena dianggap memiliki usia proteksi atau lifetime

yang lebih besar, dibanding dengan alat proteksi menggunakan thermal

overload relay yang dilengkapi timer start dan trip.

c. Alek Susi Putra, Didik Notosudjono dan Dedek Suhendi, dalam jurnal

berjudul Rancang Bangun Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Phasa

Terhadap Gangguan Arus Lebih dan Suhu Berbasis Mikrokontroler

ATMega 8535, dalam penelitian ini dibuatkan alat pendeteksi dan

pengamanan motor induksi tiga fasa yang menggabungkan peralatan

mikrokontroler dengan peralatan elektronik dan elektromagnetik, yang

dikontrol oleh Mikrokontroler ATMega 8535 untuk mengatasi gangguan

arus lebih dan suhu pada motor.

d. Eva Mariana, Gigih Prabowo dan serta Era P, dalam jurnal berjudul

“Rancang Bangun Smart Protection pada Motor Induksi 3-Fasa”, dalam

Page 23: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

7

penelitian ini dibuat suatu rancangan alat pengamanan motor induksi tiga

fasa yang dilengkapi alat pembaca jenis dan nilai gangguan melalui LCD

matrik melalui prosesor ATMega16 dengan Bahasa pemrograman C.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Crane Berdasarkan Peraturan Menteri No 05-1985 Tentang Pesawat Angkat –

Angkut dikatakan bahwa peralatan angkat adalah alat yang dikonstruksi atau

dibuat khusus untuk mengangkat naik dan menurunkan muatan. Masih di dalam

Peraturan Menteri No 05-1985 dikatakan bahwa crane adalah termasuk alat

angkat - angkut.

Dalam dunia industri, crane merupakan alat pengangkat dan pemindah

material yang memiliki kapasitas besar, crane juga merupakan alat bantu

produksi dalam suatu perusahaan.

2.2.1.1 Jenis – Jenis Crane . Dalam dunia industri, dikenal beberapa jenis crane, diantara jenis crane

tersebut adalah :

1. Tower Crane

Crane model ini termasuk crane putar dengan tiang diam. Crane tower ini

dapat untuk mengangkat muatan baik secara vertikal maupun horizontal.

Crane jenis ini biasa digunakan pada proyek konstruksi.

2. Crane Tanpa Lintasan.

Yang masuk dalam jenis crane tanpa lintasan ini adalah :

x Mobile Crane (Truck Crane)

Mobile crane adalah crane yang terdapat pada truk. Crane ini

merupakan crane tanpa lintasan. Tiang dari crane model ini dapat

diposisikan ketika crane beroperasi, dengan tujuan agar saat

mengangkat dan memindahkan muatan crane menjadi seimbang.

x Crawler Crane

Crane yang biasa digunakan pada lokasi proyek pembangunan

dengan jangkauan yang tidak terlalu panjang. Crane ini memiliki roda-

Page 24: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

8

roda rantai (crawler) yang dapat bergerak ketika digunakan

dan digunakan pada berbagai medan.

3. Hydraulic Crane

Hydraulic crane menggunakan sistem hidroulik dan pneumatik untuk

dapat bekerja. Hydraulic crane memiliki struktur yang sederhana, crane

hanya dapat berputar sampai 180 derajat dengan jangkauan yang tidak

terlalu panjang juga. Crane ini umumnya ditempatkan pada satu titik (tiang

diam), tidak untuk dipindahkan.

4. Overhead Crane

Overhead Crane sesuai dengan namanya peletakannya di atas atau langit

– langit gedung. Crane jenis ini berjalan diatas rel, dimana rel tersebut bisa

bergerak maju maupun mundur. Overhead crane terdiri dari 2 jenis dilihat

dari strukturnya yaitu overhead single girder dan overhead double girder.

5. Jib Crane

Crane ini sistem kerja dan mesin mirip dengan overhead crane namun

secara struktur mirip dengan hydraulic crane.

2.2.1.2 Overhead Crane Demag 150/40 Ton Overhead Crane Demag 150/40 Ton PT Barata Indonesia merupakan

overhead crane double girder. Overhead crane ini memiliki 2 hoist dengan

kemampuan angkat maksimal hoistnya adalah 150 Ton dan 40 Ton.

Overhead Crane Demag 40/150 Tonnes ini memiliki dua girder (jembatan)

untuk pergerakan hoist nya, yang bertumpu pada trolley saddle (end carriages)

untuk pergerakan maju mundur hoist. Untuk desain hampir sama dengan single

girder yang membedakan hanyalah memiliki dua girder (jembatan).

Page 25: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

9

Gambar 2.1 Overhead Crane Double Girder

(Sumber : https://benziro.com)

Di PT Barata Indonesia, untuk crane dengan tonase diatas dari 5 ton,

semua unit menggunakan overhead crane double girder. Alasan penggunaan

overhead double girder adalah karena tonnase setiap unit yang besar, dengan

pertimbangan bahwa secara struktur crane model ini jauh lebih kuat dibanding

dengan overhead single girder, secara penggunaan tentunya jauh lebih aman

pada saat mengangkat dan memindahkan material.

2.2.1.3 Bagian – Bagian Crane Demag 150/40 Ton Crane Demag 150/40 Ton dirakit dari beberapa bagian – bagian crane,

diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Crab dengan unit hoist dan travel carriages

2. Jembatan crane dengan end carriages

3. Sistem kontrol (Control system)

4. Perangkat pengatur (Regulating device)

5. Perangkat control (Control devices)

6. Unit pengontrol (Control unit)

7. Sistem catu daya (Power supply system)

8. Landasan pacu crane (Crane runway)

Page 26: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

10

2.2.1.4 Technical Data Crane Demag 150/40 Ton Berdasarkan manual book operating instructions oleh Demag Crane &

Component, technical spesifikasi untuk crane Demag 150/40T ini adalah sebagai

berikut :

Crane Type : ZKKW EZMPW 150T H15 12/2

Tonnage : 150/40 Ton

Span : 31.150m

Supply Voltage : 380V, 50Hz

Control Voltage : 42V

Main lifting : 0.2 – 2 m/min 60%ED*

Aux. lifting : 3.6/0.6 m/min 25/15%ED**

Cross travelling : 0.25 - 25 m/min 100%ED* at 87 Hz

Crane travelling : 0.25 - 25 m/min 100%ED* at 87 Hz

Crane Control : Via radio remote control (Handy type) / mobile

pendant

Keterangan :

* via invertor in conjunction with sauirrel-caged brake motor for steples-speed

control

** via direct contactor control of demag squirrel-caged pole-changing self-braking

Motor

2.2.2 Proteksi atau Pengamanan Upaya untuk mengamankan peralatan, dari gangguan akibat

pengoperasian yang tidak normal, dari sistem peralatan yang tidak normal, serta

mengamankan pengguna peralatan dari bahaya yang ditimbulkan oleh satu

peralatan, biasanya dipasangkan alat proteksi atau alat pengaman.

Sistem proteksi adalah sistem yang berfungsi untuk melindungi atau

mengisolasi pada bagian yang memilki kemungkinan akan terjadi suatu

gangguan atau bahaya. Tujuan utama proteksi adalah mecegah terjadi

gangguan, melokalisir gangguan dan membatasi hal-hal yang dapat

menyebabkan gangguan pada sebuah peralatan.

Page 27: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

11

Dikutip dalam jurnal Topan, dkk, Ada beberapa kriteria yang perlu

diketahui pada pemasangan suatu sistem proteksi dalam suatu rangkaian sistem

tenaga listrik yaitu :

a. Kepekaan (Sensitivitas)

Sensitivitas adalah kepekaan rele proteksi terhadap segala macam

gangguan dengan tepat yakni gangguan yang terjadi di daerah perlindungannya.

Kepekaan suatu sistem proteksi ditentukan oleh nilai terkecil dari besaran

penggerak saat peralatan proteksi mulai beroperasi. Nilai terkecil besaran

penggerak berhubungan dengan nilai minimum arus gangguan dalam daerah

yang dilindunginya.

b. Kecepatan

Kecepatan Sistem proteksi perlu memiliki tingkat kecepatan sebagaimana

ditentukan sehingga meningkatkan mutu pelayanan, keamanan manusia,

peralatan dan stabilitas operasi. Mengingat suatu sistem tenaga mempunyai

batas-batas stabilitas serta kadang- kadang gangguan sistem bersifat

sementara, maka relay yang semestinya bereaksi dengan cepat seperti yang

ditunjukkan persamaan :

top = tp + tcb (2.1)

Keterangan :

x top = total waktu yang dipergunakan untuk memutuskan hubungan;

x tp = waktu bereaksinya unit rele;

x tcb = waktu yang dipergunakan untuk pelepasan C.B.

Pada umumnya untuk top sekitar 0,1 detik kerja peralatan proteksi

sudah dianggap bekerja cukup baik.

c. Selektifitas dan diskriminatif

Selektif berarti suatu sistem proteksi harus dapat memilih bagian sistem

yang harus diisolir apabila rele proteksi mendeteksi gangguan. Bagian yang

dipisahkan dari sistem yang sehat sebisanya adalah bagian yang terganggu saja.

Diskriminatif berarti suatu sistem proteksi harus mampu membedakan antara

kondisi normal dan kondisi abnormal. Ataupun membedakan apakah kondisi

abnormal tersebut terjadi di dalam atau di luar daerah proteksinya. Dengan

Page 28: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

12

demikian, segala tindakannya akan tepat dan akibatnya gangguan dapat

dieliminir menjadi sekecil mungkin.

Gambar 2.2 Contoh Gangguan

Dalam sistem tenaga listrik seperti gambar di atas, apabila terjadi

gangguan pada titik K, maka hanya C.B.6 saja yang boleh bekerja sedangkan

untuk C.B.1, C.B.2 dan C.B. - C.B. yang lain tidak boleh bekerja.

d. Keandalan

Suatu sistem proteksi dapat dikatakan andal jika selalu berfungsi

sebagaimana yang diharapkan. Sistem proteksi disebut tidak andal bila gagal

bekerja pada saat dibutuhkan dan bekerja pada saat proteksi itu tidak

seharusnya bekerja. Keandalan rele dikatakan cukup baik bila mempunyai harga

90-99 %. Keandalan dapat dibagi 2 macam, yaitu :

x Dependability : relay harus dapat diandalkan setiap saat.

x Security : tidak boleh salah kerja / tidak boleh bekerja yang bukan

seharusnya bekerja.

e. Ekonomis.

Suatu perencanaan teknik yang baik tidak terlepas tentunya dari

pertimbangan nilai ekonomisnya. Suatu rele proteksi yang digunakan hendaknya

ekonomis mungkin dengan tidak mengesampingkan fungsi dan kehandalannya.

Tipe Proteksi Ada dua kategori proteksi yang dikenal yaitu :

x Proteksi utama (main protection)

Proteksi utama adalah pertahanan utama dan akan membebaskan

gangguan pada bagian yang akan diproteksi secepat mungkin.

Mengingat keandalan 100 % tidak hanya dari perlindungan tetapi

juga dari trafo arus, trafo tegangan dan pemutus rangkaian yang

Page 29: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

13

tidak dapat dijamin, untuk itu diperlukan perlindungan pembantu

(auxiliary protection) pada alat proteksi tersebut.

x Proteksi pembantu (back up protection).

Proteksi pembantu bekerja bila rele utama gagal dan tidak hanya

melindungi daerah berikutnya dengan perlambatan waktu yang

lebih lama dari pada rele utamanya.

Masih menurut Topan, dkk. Jenis Gangguan Jika ditinjau dari sifat dan

penyebabnya, jenis gangguan dapat dikelompokkan sebagai :

1. Tegangan lebih

Tegangan lebih merupakan suatu gangguan akibat tegangan pada

sistem tenaga listrik lebih besar dari seharusnya. Gangguan tegangan

lebih dapat terjadi karena kondisi external dan internal. Kondisi internal

terutama karena isolasi akibat perubahan yang mendadak dari kondisi

rangkaian atau karena resonansi. Misalnya operasi hubung pada

saluran tanpa beban, perubahan beban yang mendadak, operasi

pelepasan pemutus tenaga yang mendadak akibat hubungan singkat

pada jaringan, kegagalan isolasi, dan sebagainya. Kondisi external

terutama akibat adanya sambaran petir. Petir terjadi disebabkan oleh

terkumpulnya muatan listrik, yang mengakibatkan bertemunya muatan

positif dan negatif. Pertemuan ini berakibat terjadinya beda tegangan

antara awan bermuatan posisif dengan muatan negatif, atau awan

bermuatan positif atau negatif dengan tanah. Bila beda tegangan ini

cukup tinggi maka akan terjadi loncatan muatan listrik dari awan ke

awan atau dari awan ke tanah.

2. Hubung singkat.

Hubung singkat adalah terjadinya hubungan penghantar bertegangan

atau penghantar tidak bertegangan secara langsung tidak melalui

media (resistor/ beban) yang semestinya sehingga terjadi aliran arus

yang tidak normal (sangat besar). Hubung singkat merupakan jenis

gangguan yang sering terjadi pada sistem tenaga listrik, terutama pada

Page 30: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

14

saluran udara 3 fasa. Meskipun semua komponen peralatan listrik

selalu diisolasi dengan isolasi padat, cair (minyak), udara, gas, dan

sebagainya. Namun karena usia pemakaian, keausan, tekanan

mekanis, dan sebab-sebab lainnya, maka kekuatan isolasi pada

peralatan listrik bisa berkurang atau bahkan hilang sama sekali. Hal ini

akan mudah menimbulkan hubung singkat.

Arus hubung singkat yang begitu besar sangat membahayakan

peralatan, sehingga untuk mengamankan peralatan dari kerusakan

akibat arus hubung singkat maka hubungan kelistrikan pada seksi

yang terganggu perlu diputuskan dengan peralatan pemutus tenaga

atau circuit breaker (CB).

2.2.2.1 Sistem Proteksi atau Pengamanan Menurut (Wijaya, 2001), pengamanan transformator daya akibat

gangguan yang terjadi pada transformator atau bagian lain dari sistem tenaga

listrik yang bersangkutan, dibagi menjadi dua kelompok jenis pengaman yaitu :

a. Pengamanan objek

Pengamanan transformator terhadap gangguan yang terjadi di dalam

transformator itu sendiri.

b. Pengamanan sistem

Pengamanan transformator terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem

tenaga listrik itu, diluar pengaman transformator.

2.2.2.2 Proteksi Arus Masih menurut Wijaya (2001), Pada pengamanan arus, alat pengaman

yang melindungi transformator haruslah alat yang peka terhadap perubahan

yang terjadi pada arus listrik yang mengalir. Peka terhadap besar arus yang

mengalir, dan juga peka terhadap selisih – selisih dari arus yang mengalir.

2.2.2.2.1 Proteksi Arus Lebih Dalam proteksi arus lebih, pengaman arus nya harus memiliki kepekaan

terhadap besar arus yang mengalir. Alat pengaman akan bekerja ketika besar

Page 31: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

15

arus melampaui nilai tertentu. Umumnya alat pengaman berupa untuk

menyalakan tanda bahaya, menggerakkan pemutus tenaga (circuit breaker)

sehingga transformator terlepas.

2.2.2.2.2 Proteksi Arus selisih Dalam proteksi selisih arus, pengaman bekerja sesuai dengan prinsip

yaitu pada transformator yang bekerja dalam keadaan baik, ketika arus primer

dan arus sekunder yang mengalir pada transformator adalah sama.

Pengamanan arus selisih ini sering disebut dengan pengamanan

diferensial. Sistem pengamanan ini biasanya digunakan relay defferensial, yang

mana relay ini akan bekerja bila terjadi perbedaan secara fasor dari dua besaran

listrik atau lebih yang melampaui batas dari nilai yang ditentukan.

2.2.3 Motor Listrik Menurut Bagia, Parsa (2018), motor listrik adalah alat untuk mengubah

energi listrik menjadi energi mekanik. Begitu juga dengan sebaliknya yaitu alat

untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang biasanya disebut

dengan generator atau dinamo. Pada motor listrik, tenaga listrik diubah menjadi

tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik

menjadi magnet yang disebut sebagai elektromagnet.

2.2.3.1 Jenis – Jenis Motor Listrik Macam - macam motor listrik, menurut Bagia, Parsa (2018). Berdasarkan

pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi yang terangkum dalam

klasifikasi motor listrik. Secara umum motor listrik ada 2 yaitu motor listrik AC dan

motor listrik DC. motor listrik AC dan motor listrik DC juga terbagi lagi menjadi

beberapa bagian-bagian lagi, jika digambarkan maka pembagian motor listrik

dapat dilihat seperti pada gambar 2.3 di bawah ini.

Page 32: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

16

Gambar 2.3 Jenis Motor Listrik

2.2.3.2 Motor Induksi Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang berfungsi merubah energi

listrik menjadi energi gerak. Motor induksi terdiri dari stator (bagian motor yang

diam) dan rotor (bagian motor yang berputar).

Motor induksi pada dasarnya mempunyai 2 bagian penting. Menurut

(Bagia, Parsa : 2018), bagian – bagian motor induksi adalah sebagai berikut :

a. Stator

Merupakan bagian yang diam dan mempunyai kumparan yang dapat

menginduksikan medan elektromagnetik kepada kumparan rotornya.

Stator terdiri dari bagian – bagian lagi yaitu :

1. Rumah stator (rangka stator) dari besi tuang.

2. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.

3. Alur, bahannya sama dengan inti, dimana alur ini merupakan

tempat meletakkan belitan (kumparan stator).

4. Belitan (kumparan) stator dari tembaga.

b. Celah

Tempat berpindahnya energi dari startor ke rotor. Pada celah udara ini

lewat fluks induksi stator yang memotong kumparan rotor sehingga

menyebabkan rotor berputar. Celah udara yang terdapat antara stator

dan rotor diatur sedemikian rupa sehingga didapatkan hasil kerja motor

Page 33: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

17

yang optimum. Bila celah udara antara stator dan rotor terlalu besar

akan mengakibatkan efisiensi

motor induksi rendah, sebaliknya bila jarak antara celah terlalu kecil

atau sempit akan menimbulkan kesukaran mekanis pada mesin.

c. Rotor

Merupakan bagian yang bergerak akibat adanya induksi magnet dari

kumparan stator yang diinduksikan kepada kumparan rotor. Rotor

terdiri dari :

1. Inti rotor, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama

dengan inti stator.

2. Alur, bahannya dari besi lunak atau baja silikon sama dengan

inti. Alur merupakan tempat meletakkan lilitan (kumparan) rotor.

3. Belitan rotor, bahannya dari tembaga.

4. Poros atau as.

2.2.3.3 Keuntungan dan Kerugian Motor Induksi Penggunaan motor induksi cukup banyak digunakan, karena motor

induksi mempunyai beberapa keuntungan, Wijaya (2001:155) keuntungan motor

induksi adalah sebagai berikut :

a. Bentuknya sederhana, konstruksinya cukup kuat.

b. Biaya murah dan dapat diandalkan.

c. Efisiensi tinggi pada keadaan normal, sehingga rugi – rugi gesekan dapat

dikurangi.

d. Perawatan yang minimum.

e. Pada waktu mulai beroperasi tidak membutuhkan peralatan khusus.

Selain memiliki keuntungan seperti yang disebutkan diatas, tentu saja

motor induksi juga memiliki faktor tidak menguntungkan juga, antara lain :

a. Pengaturan kecepatan berpengaruh pada efisiensi.

b. Kecepatan akan berkurang jika beban bertambah.

c. Kopel mulanya lebih rendah daripada mesin arus searah parallel.

Page 34: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

18

2.2.3.4 Prinsip Kerja Motor Induksi Motor induksi adalah motor arus bolak balik (AC). Secara prinsip, motor

induksi akan bekerja berdasarkan induksi elektromagnet, yang mana sumber

tegangan diberikan oleh kumparan stator, sehingga inti stator akan berubah

menjadi magnet, yang kemudian magnet tersebut akan menginduksi ke rotor.

Menurut Bagia, Parsa (2018), bila kumparan stator motor induksi 3-fasa yang

dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3-fasa, maka kumparan stator

akan menghasilkan medan magnet yang berputar. Garis-garis gaya fluks yang

diinduksikan pada kumparan stator akan memotong kumparan rotor nya

sehingga timbul gaya gerak listrik (ggl) atau tegangan induksi. Karena

penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan

mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri

arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator

sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan torsi

yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan

induksi stator. Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-

konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lenz,

rotor pun akan turut berputar mengikuti medan putar stator. Perbedaan putaran

relative antara stator dan rotor disebut slip.

Ketika beban bertambah, maka kopel motor akan membesar, yang

tentunya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara

medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, bila beban

motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.

Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot

slotnya yang dililitkan pada sejumlah kutub tertentu. Jumlah kutub ini

menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan

ke rotornya. Makin besar jumlah kutub akan mengakibatkan semakin kecil

kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan

putar ini disebut kecepatan sinkron. Besarnya kecepatan sinkron ini adalah

berdasarkan persamaan dibawah ini.

𝒏𝒔 = 𝟏𝟐𝟎 𝒙 𝒇𝑷

(2.2)

Page 35: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

19

Dimana :

ns : Kecepatan putar dari medan putar stator (rpm)

f : Frekuensi arus dan tegangan stator

P : Banyaknya kutub

2.2.3.5 Sumber Tegangan 3 Fasa Sumber tegangan 3 fasa biasanya digunakan oleh motor induksi tiga fasa.

Sumber tegangan 3 fasa, idealnya daya yang dibangkitkan, disalurkan dan

diserap oleh beban harusnya semua seimbang. Tegangan seimbang terdiri dari

tegangan 1 fase yang memiliki magnitude serta frekuensi yang sama, namun

fase yang berbeda sebesar 120 derajat listrik. Namun, secara fisik perbedaan

fase adalah 60 derajat listrik yang bisa dihubungkan secara bintang (Y, Wye)

ataupun segitiga (Delta, Δ, D).

Fasor diagram tegangan fasa, dapat dilihat pada gambar dibawah. Sistem

3 fasa lebih dikenal dengan sistem yang mempunyai urutan fasa a – b – c.

Apabila fasor-fasor tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan

dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif

dari fasa terjadi berturut-turut untuk fasa V1, V2 dan V3.

Gambar 2.4 Sistem 3 Fasa

Bentuk hubungan penghantar dalam sistem 3 fasa terbagi dua yaitu

hubungan bintang dan hubungan segitiga. Umumnya listrik 3 fasa bertegangan

380 volt yang banyak digunakan Industri atau pabrik.

Page 36: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

20

2.2.3.6 Sumber Tegangan 1 Fasa Prinsipnya kerja untuk motor induksi 1 fasa sama dengan motor induksi 2

fasa yaitu tidak simetris, hal ini karena kumparan statornya dibuat dua kumparan

yaitu kumparan utama dan kumparan bantu, yang masing – masing kumparan

memiliki perbedaan secara listrik, dimana masing – masing kumparan tersebut

juga tidak memiliki nilai impedansi yang sama, dan biasanya motor bekerja

dengan hanya dengan satu kumparan utama.

Sumber tegangan 1 fasa menggunakan dua kawat penghantar yaitu 1

kawat penghantar untuk fase (Sumber/Tegangan) dan 1 kawat penghantar

lainnya untuk 0 (Netral). Jadi secara sederhana, dapat dikatakan bahwa sumber

tegangan 1 fasa dapat diartikan sebagai sumber tegangan yang terdiri dari dua

kabel yaitu satu kabel bertegangan dan satu kabel netral.

Umumnya sumber tegangan 1 fasa bertegangan 220 - 240 volt yang

digunakan banyak orang untuk keperluan sehari – hari. Fasor diagram untuk

tegangan 1 fasa dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 2.5 Sistem 1 Fasa

2.2.3.7 Jenis Motor Induksi Dikutip dari (Bagia, Parsa : 2018), Berdasarkan karakteristik dari arus

listrik yang mengalir, motor induksi terdiri dari 2 jenis, yaitu motor induksi satu

fasa dan motor induksi tiga fasa.

Page 37: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

21

2.2.3.7.1 Motor Induksi Satu Fasa Motor induksi satu fasa, memiliki 1 gulungan kumparan stator secara

konstruksinya. Motor induksi satu fasa tidak dapat berputar sendiri tanpa bantuan putaran dari luar. Ada 4 jenis motor induksi satu fasa kalau dilihat atau

berdasarkan cara pengaktifan motor itu sendiri, jenis – jenis motor tersebut

antara lain adalah :

a. Motor Induksi Split-Phase

Motor induksi Jenis ini pada salah satu stator windingnya

menggunakan, dengan kapasitas dari kapasitor dibuat sekecil

mungkin. Dapat dimisalkan dengan, saat ada sumber arus 2 fasa, dan

sumber ini disambungkan pada motor induksi jenis ini, maka arus yang

mengalir pada salah satu winding akan membesar dan mengalami

pergeseran fase. Akibatnya, motor akan dapat berputar karena adanya

perbedaan fluks dari tiap - tiap winding.

Motor induksi jenis ini seringnya digunakan pada beban 200W. Pada

motor jenis ini, letak kapasitor sangat berpengaruh terhadap rangkaian

ini, karena peletakan kapasitor ini dapat mengubah arah fluks yang

dihasilkan, dan berpotensi untuk mengubah arah putaran rotor. Secara

rangkaian motor induksi split-phase ini ditunjukan pada gambar 2.6

dibawah ini.

Gambar 2.6 Rangkaian Motor Induksi Split-Phase

b. Motor Induksi Capasitor-Start

Motor induksi capasitor-start, tidak jauh berbeda secara prinsip dengan

motor induksi split-phase. Yang menjadi pembeda antara motor

induksi split-phase dengan capasitor-start adalah adanya peletakan

Page 38: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

22

atau pemasangan switch antara salah satu stator winding dan

kapasitor. Pada prinsipnya, saat motor mulai berputar maka switch ini

akan close dan saat motor mencapai kecepatan yang diharapkan

maka switch akan open. Pada motor jenis ini, winding yang diserikan

dengan kapasitor lilitannya dibuatkan lebih banyak untuk mencegah

terjadinya panas yang berlebih pada winding motor tersebut. Motor

induksi jenis ini banyak dipakai pada peralatan elektronik yang

menggunakan daya tinggi dalam pemakaiannya. Untuk rangkaian

motor induksi Capasitor-Start ini dapat dilihat pada gambar 2.7

dibawah ini.

Gambar 2.7 Rangkaian Motor Induksi Capasitor-Start

c. Motor Induksi Capasitor-Run

Motor induksi Capasitor-Run, secara prinsip sama dengan motor

induksi satu fasa yang lain atau sebelumnya, letak perbedaan untuk

motor induksi jenis ini adalah adanya penambahan kapasitor yang

kapasitasnya besar yang diparalelkan dengan kapasitor lain yang

memiliki kapasitas yang kecil dengan switch motor. Pada prinsipnya,

cara kerjanya sama dengan motor induksi capasitor – run, tetapi yang

membedakan adalah arus yang mengaliri motor cukup kecil dibanding

dengan motor induksi jenis sebelumnya. Untuk rangkaiannya sendiri

dapat dilihat pada gambar 2.8 dibawah.

Page 39: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

23

Gambar 2.8 Rangkaian Motor Induksi Capacitor-Run

d. Motor Induksi Shaded-Pole

Penamaan motor ini shaded pole dikarenakan kutub stator lebih dari

1/3 ditutup dengan tembaga untuk mendapatkan perbedaan sudut

fluks yang besar. Perbedaan sudut fluks ini mengakibatkan terjadinya

perputaran rotor dengan mudah. Pada motor jenis ini kedua winding

terhubung paralel secara langsung tanpa ada tambahan komponen

lain. Meskipun salah satu winding ditambahkan atau diberikan coil tap

dengan Tujuan untuk mengatur kecepatan motornya. Torsi starting

untuk jenis motor ini, sangatlah rendah sehingga motor jenis ini

umumnya digunakan pada peralatan elektronik yang sering digunakan

dikalangan rumah tangga, seperti contoh kipas angin. Rangkaian

motor induksi shaded pole dapat dilihat pada gambar 2.9 dibawah.

Gambar 2.9 Rangkaian Motor Induksi Shaded-Pole

2.2.3.7.2 Motor Induksi Tiga Fasa Motor induksi tiga fasa, dapat berputar sendiri meskipun tanpa ada

bantuan gaya dari luar. Dikutip dari Andri, dkk dalam jurnal rancang bangun

Page 40: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

24

sistem proteksi arus lebih motor 3 fasa dengan timer start dan trip, disebutkan

bahwa Prinsip kerja motor induksi tiga fasa didasarkan pada hukum Faraday

(tegangan induksi akan ditimbulkan oleh perubahan induksi magnetik pada suatu

lilitan) dan hukum Lorentz. (perubahan magnetik akan menimbulkan gaya).

Prinsip dasar dapat dijelaskan sebagai berikut :

a. Tegangan induksi akan timbul pada setiap konduktor diakibatkan oleh

medan magnet yang memotong konduktor (hukum Faraday).

b. Karena konduktor dihubungkan menjadi satu, membuat tegangan induksi

menghasilkan arus yang mengalir dari konduktor ke konduktor lain.

c. Karena terjadi arus di antara medan magnet maka akan timbul gaya

(hukum Lorentz).

Dikutip dari (Bagia, Parsa : 2018). motor induksi tiga fasa, digunakan pada

sistem tenaga tiga fasa. Dan banyak digunakan di dalam berbagai bidang industri

dengan kapasitas yang besar.

2.2.3.7.2.1 Jenis Motor Induksi tiga Fasa Berdasarkan jenis rotor yang ada pada motor induksi tiga fasa, maka

motor induksi dibagi menjadi 2 yaitu motor induksi tiga fasa rotor sangkar tupai

dan motor induksi tiga fasa rotor belitan, yang mana kedua motor ini memiliki

prinsip kerja yang sama serta juga memiliki struktur konstruksi stator yang sama,

yang membedakan hanyalah konstruksi dari rotornya.

1. Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai

2. Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Belitan

2.2.3.7.2.2 Keuntungan dan Kerugian Motor Induksi Tiga Fasa Bagia, Parsa (2018), menyebutkan beberapa keuntungan maupun

kerugian dari motor induksi tiga fasa. Untuk keuntungan motor tiga fasa antara

lain :

a. Konstruksi sangat kuat dan sederhana terutama bila motor dengan rotor

sangkar.

b. Harganya relatif murah dan kehandalannya tinggi.

Page 41: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

25

c. Efisiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi

gesekan kecil.

d. Biaya pemeliharaan rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak

diperlukan.

Selain keuntungan, tentu saja motor induksi tiga fasa juga memiliki

kerugian atau kekurangan, yaitu :

a. Kecepatan tidak mudah dikontrol.

b. Power faktor rendah pada beban ringan

c. Arus start biasanya 5 atau 7 dari arus nominal.

2.2.3.7.2.3 Pengasutan Motor Induksi Tiga Fasa Menurut (Bagia, Parsa : 2018), Pengasutan adalah metode

penyambungan kumparan dalam motor induksi 3 fasa, model penyambungan itu

terdiri dari dua jenis yaitu penyambungan bintang dan penyambungan segitiga

(delta). Detail penjelasan terkait dengan penyambungan ini adalah sebagai

berikut :

a. Sambungan Bintang (Y, Wye)

Sambungan ini dibentuk dengan menghubungkan salah satu ujung dari

ketiga kumparan menjadi satu. Ujung kumparan yang digabung tersebut

menjadi titik netral, karena sifat arus 3 fase yang jika dijumlahkan

ketiganya hasilnya nol atau netral.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan bintang (Y, Wye) :

1. Cukup menghubungkan salah satu dari ujung-ujung kumparan phasa

menjadi satu.

2. Sedangkan yang tidak dihubungkan menjadi satu, dihubungkan ke

sumber tegangan.

Page 42: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

26

Gambar 2.10 Sambungan Bintang (Y)

b. Sambungan Segitiga (Delta, Δ, D).

Sambungan delta atau segitiga didapat dengan menghubungkan

kumparan-kumparan motor sehingga membentuk segitiga.

Cara menghubungkan motor dalam hubungan segitiga (▲) :

1. Ujung pertama dari kumparan phasa I dihubungkan dengan ujung

kedua

dari kumparan phase III.

2. Ujung pertama dari kumparan phasa II dihubungkan dengan ujung

kedua dari kumparan phase I.

3. Ujung pertama dari kumparan phasa III dihubungkan dengan ujung

kedua dari kumparan phase II.

Gambar 2.11 Sambungan Segitiga (Delta)

2.2.4 Hilang Satu Fasa Beberapa masalah yang terjadi pada motor listrik adalah hubung singkat,

putus ataupun terbakar. Hal tersebut dapat disebabkan karena single phasing.

Efek yang dapat ditimbulkan adalah perubahan arus yang mengalir akan naik

Page 43: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

27

drastis, sehingga email atau cat tahan panas motor akan terbakar dan

menyebabkan hubung singkat antar gulungan stator.

Single phasing atau phase loss terjadi karena salah satu supply pada

sistem tiga fasa terputus, sehingga motor akan terus berusaha memikul beban

yang tidak seimbang.

2.2.5 Time Delay Relay (TDR)

Time Delay Relay (TDR) merupakan suatu komponen yang menggunakan

elektromagnet untuk mengoperasikan seperangkat kontak untuk sebuah instalasi

yang membutuhkan pengaturan waktu secara otomatis. Tujuan pemasangan

time delay relay sendiri adalah mengatur waktu dari peralatan yang dikendalikan.

Time delay relay ini dimaksudkan untuk mengatur waktu penyambungan dan

penutupan anak kontak dari relay lain atau kontaktor dalam delay waktu tertentu.

Kontak NO (normally open) dan NC (normally close) pada time delay relay

akan bekerja ketika sudah diatur waktunya. Pengaturan waktu ini dapat

ditentukan dengan cara mengatur potensiometer time delay relay itu sendiri.

Misalnya, ketika telah diatur 10 detik, maka kontak NO dan NC dari time delay

relay akan bekerja 10 detik setelah time delay relay mendapat supply listrik.

Gambar 2.12 Time Delay Relay

2.2.5.1 Jenis – Jenis Time Delay Relay 1. On Delay

On delay merupakan suatu time delay relay yang dihubungkan

secara langsung ke kontaktor, yang berfungsi menunda waktu on dari

operasi kontaktor.

Page 44: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

28

2. Off Delay

Off Delay merupakan suatu time delay relay yang dihubungkan

secara langsung ke kontaktor, yang berfungsi menunda waktu off dari

operasi kontaktor.

2.2.5.2 Prinsip Kerja Time Delay Relay Kumparan pada time delay relay atau disebut koil akan bekerja selama

mendapat supply listrik. Apabila telah mencapai batas waktu pengaturan, maka

secara otomatis time delay relay akan mengunci dan membuat anak kontak

normally open menjadi normally close dan normally close menjadi normally open.

2.2.6 Relay Tegangan

Relay tegangan merupakan relay yang bekerja berdasarkan kenaikan

atau penurunan nilai tegangan dari nilai pengaturannya.

Gambar 2.13 Relay tegangan

Page 45: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

29

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Perancangan Penelitian

3.3.1 Metode Penelitian Dalam penelitian ini penulis menggunakan metode penelitian prototyping,

alasan penulis menggunakan metode penelitian ini, karena metode penelitian ini

cocok untuk pengembangan sistem yang didasarkan pada konsep working

model (model kerja), yang bertujuan untuk mengembangkan suatu model atau

desain untuk menjadi sistem jadi berupa prototype.

Dengan menggunakan metode ini, proses pengembangan sistem jadi

akan jauh lebih cepat dan menghabiskan biaya yang relatif murah. Metode

penelitian ini cukup memakan waktu yang panjang dan memungkinkan terjadi

kesalahan.

Metode prototyping ini melewati tiga proses, yaitu pengumpulan

kebutuhan, perancangan dan evaluasi prototype. Secara detail proses metode

prototyping ini dimulai dari mengumpulkan kebutuhan untuk proses pembuatan

alat, lalu dilanjutkan dengan membuat program berupa prototype dengan tujuan

agar pembuat maupun pengguna memiliki gambaran alat yang diinginkan,

program prototype ini menyediakan diagram pengawatan seperti alat yang sudah

jadi. Program prototype ini akan dievaluasi bersama oleh pembuat maupun

pengguna untuk menemukan spesifikasi yang sesuai dengan yang diharapkan.

3.3.2 Kerangka Penelitian Untuk membuat penelitian dalam proyek akhir ini lebih terarah, maka

penulis buatkan suatu kerangka penelitian. Kerangka penelitian dalam proyek

akhir ini dapat dilihat pada gambar diagram aliran atau flowchart kerangka

penelitian yang ada pada gambar 3.1 dibawah.

Page 46: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

30

Gambar 3.1 Kerangka Penelitian

Tahapan penelitian yang dilakukan dalam proyek akhir, untuk pembuatan

alat pendeteksi dan proteksi kehilangan satu fasa pada motor crane Demag unit

40 ton ini, sesuai dengan kerangka penelitian adalah sebagai berikut :

1. Studi literatur dan studi lapangan

Page 47: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

31

Pada tahapan, untuk studi literatur penulis melakukan pengkajian

tentang materi dari beberapa jurnal penelitian yang telah dilakukan

sebelumnya oleh peneliti lain, agar dapat mengetahui teori - teori serta

data yang diperlukan agar penelitian dalam proyek akhir ini lebih

terstruktur dan terperinci. Studi literatur juga dimaksudkan agar penulis

memiliki pandangan terhadap penelitian yang akan dilakukan, memiliki

pemahaman dasar tentang penelitian terkait, serta penulis mempunyai

referensi tambahan tentang penelitian yang akan dilakukan. Penulis juga

melakukan studi lapangan, yaitu dengan cara terjun langsung ke lapangan

tempat melakukan penelitian. Studi lapangan ini dimaksudkan agar

penulis memahami permasalahan secara langsung yang ada di lapangan,

penulis juga dapat memahami aplikasi dari teori - teori yang sudah penulis

dipelajari.

2. Konsep perancangan

Konsep perancangan yang dimaksud oleh penulis dalam proyek

akhir ini, adalah meliputi gambaran tentang alat yang diinginkan,

pembuatan single line diagram awal dari alat yang diinginkan,

pembahasan cara kerja alat, perincian komponen yang akan digunakan,

perancangan wadah yang digunakan untuk meletakkan rangkaian, serta

kemungkinan fail atau gagal kerja dari alat.

3. Pembuatan simulasi alat

Pembuatan simulasi alat dimulai dari pembuatan single line diagram

alat pendeteksi dan proteksi ini menggunakan software festo fluidSIM 3.6.

dan Microsoft Visio serta membuat simulasi alat dalam bentuk yang belum

lengkap atau setengah jadi.

Pembuatan simulasi ini dimaksudkan untuk merancang rangkaian

dari alat yang akan dibuat serta mengetahui kesalahan kerja sebelum

tahap perangkaian pada fix board, serta mengetahui kekurangan dan

kelebihan dari komponen yang digunakan.

Page 48: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

32

4. Persiapan alat dan bahan

Setelah pembuatan single line diagram alat pendeteksi dan proteksi

dengan menggunakan software festo fluidSIM 3.6 dan Microsoft Visio,

maka tahapan berikutnya adalah persiapan alat dan bahan yang akan

digunakan. Persiapan alat dan bahan berupa membuat list kebutuhan

barang, dan melakukan pembelian alat dan bahan atau menggunakan

barang yang tersedia.

5. Perakitan alat

Setelah alat dan bahan tersedia, maka dapat dilakukan perakitan alat

pada papan yang telah tersedia.

6. Uji coba alat

Uji coba alat dimaksudkan untuk mengetahui apakah alat berhasil

atau gagal bekerja. Apabila alat tersebut berhasil, artinya alat tersebut siap

untuk digunakan. Namun, bila terjadi kegagalan kerja, maka alat harus

dilakukan pengecekan ulang, mulai dari pengecekan rangkaian, ataupun

pengecekan nilai-nilai parameter yang telah ditentukan.

7. Analisa alat

Setelah uji coba alat, maka dapat dilakukan analisa alat. Analisa

dapat diambil dari kesalahan kerja dan juga keberhasilan kerja. Faktor

faktor yang mempengaruhi berhasil atau gagal kerjanya alat, serta

parameter-parameter yang diukur, sebagai hasil akhir dari penelitian yang

dibuat.

3.2 Teknik Analisis

3.2.1 Konsep Perancangan Untuk konsep perancangan cara kerja sistem simulasi pendeteksi dan

proteksi, secara keseluruhan dapat dilihat pada diagram dibawah.

Page 49: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

33

Gambar 3.2 Diagram cara kerja alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilang satu fasa motor overhead crane Demag 40 ton

3.2.2 Simulasi Perancangan Simulasi rancangan, penulis buat dengan menggunakan software festo

fluidSIM 3.6. dan Microsoft Visio. Pada simulasi rancangan penulis membuat

simulasi untuk single line diagram dari alat pendeteksi dan proteksi untuk unit

crane 40 ton. Tentunya penulis membuat simulasi ini berdasarkan wiring diagram

tenaga dari unit crane demag 40 ton, milik PT Barata Indonesia.

Untuk single line diagram alat simulasi pendeteksi dan proteksi unit crane

Demag 40 ton, dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah.

Page 50: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

34

Gambar 3.3 Wiring diagram tenaga motor auxiliary hoist 40 ton overhead crane

Demag

Page 51: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

35

Gambar 3.4 Single line diagram dari alat simulasi pendeteksi dan proteksi

hilang satu fasa overhead crane

Dari single line diagram diatas, terlihat bahwa alat ini dipasang empat

buah relay sebagai pendeteksi dan proteksi pada terminal masukan setelah

kontak utama dari kontaktor motor. Ketika push button start ditekan, maka koil

kontaktor satu akan bekerja. Koil time delay relay akan menghitung untuk

memberi waktu kontak utama kontaktor menutup secara sempurna, sehingga

relay tidak melakukan kesalahan deteksi dari kondisi yang seharusnya. Ketika

koil time delay relay telah terinduksi, maka kontak bantunya akan beroperasi dari

kondisi normally open menjadi close. Kontak utama dari kontaktor satu akan

beroperasi dari kondisi normally open menjadi close. Koil relay akan bekerja, dan

mengoperasikan kontak bantunya, dari kondisi normally close menjadi open.

Sehingga, bila motor tidak terjadi gangguan hilang fasa maka indikator dan alarm

tidak akan aktif.

Namun, apabila salah satu kontak utama motor gagal beroperasi, dalam

hal ini motor kehilangan salah satu fasa, maka salah satu relay tidak akan

beroperasi, sehingga kondisi kontak bantunya tetap seperti kondisi normalnya.

Page 52: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

36

Jika kontak bantu relay tetap menutup maka koil relay D akan beroperasi, dan

kontak bantunya akan beroperasi dari kondisi normally open menjadi close yang

berfungsi sebagai pengunci sistem, agar motor tidak dapat dioperasikan,

meskipun sistem sudah di reset, motor tetap tidak dapat dioperasikan karena koil

relay D masih bekerja. Indikator dan alarm juga akan menyala sebagai indikasi

bahwa terjadi kehilangan salah satu fasa pada motor.

3.2.3 Persiapan Kebutuhan Alat

Dalam pembuatan alat pendeteksi dan proteksi crane untuk demag unit

40 ton, penulis membuat persiapan kebutuhan alat yang diperlukan pada

pembuatan alat tersebut monitoring dan proteksi tersebut. Daftar alat yang

diperlukan adalah sebagai berikut :

Tabel 3.1 Daftar komponen alat simulasi

No Komponen Jumlah Satuan

1 Relay up and down 14 pin AC 220V-240V 2 Pc

2 Socket Relay 14 pin 2 Pc

3 ES (Emergency Switch) 1 Pc

4 Push button up and down 2 Pc

5 Lampu indikator 3 Pc

6 Sepatu kabel tusuk 100 Pc

7 Kabel 1.5 mm 10 m

9 Plug 1 phase 1 Pc

10 Terminal strip 12 2 Pc

11 Cable duct 25x25 1.7m 1 Pc

12 Box 3 lubang 22 mm 2 Pc

13 Box 1 lubang 22 mm 1 Pc

14 MCB 4A 1 Pc

15 Relay 5 pin AC 220V-240V 6 Pc

16 Socket relay 5 pin 6 Pc

17 Lampu alarm 1 Pc

Page 53: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

37

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil

Berdasarkan usulan yang telah dijelaskan oleh penulis pada bagian latar

belakang, maka dapat dilakukan perancangan single line diagram dan perakitan

alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilang satu fasa overhead crane Demag 40

ton dapat diselesaikan dan dilakukan pengetesan fungsi.

Tabel 4.1 Data Pengukuran Arus yang Digunakan Oleh Komponen

No Komponen Jumlah

Komponen Arus (A)

1 Relay Tegangan EWIG LY2N 7 buah 0.13

2 Alarm 1 buah 0.21

Total arus yang digunakan komponen 1.12 A

Penulis menggunakan MCB (Miniature Circuit Breaker) dengan nilai 4A

berdasarkan kebutuhan alat yang terhubung dengan 8 buah komponen pada

tabel diatas, yaitu relay tegangan 7 buah dan alarm 1 buah. Maka penggunaan

MCB (Miniature Circuit Breaker) harus bernilai 2.5 kali dari arus total yang

digunakan oleh komponen tersebut:

IMCB = 2.5 X 1.12 A

IMCB = 2.8 A

Ket:

IMCB = Arus yang dibutuhkan oleh MCB

2.5 = Nilai pengali untuk proteksi motor overhead crane Demag 150/40 ton

Maka berdasarkan perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa kapasitas

arus yang dipakai oleh 8 buah komponen adalah 2.8 A, sehingga dengan

pembulatan keatas penulis menggunakan MCB (Miniature Circuit Breaker)

dengan kapasitas 4 A

Page 54: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

38

Tabel 4.2 Pengujian Komponen Alat Simulasi pada Sistem Satu Fasa

No. Komponen Parameter Uji Hasil

1.

Relay

Tegangan

EWIG LY2N AC

220 V-240 V

Pemasangan pada

sistem satu fasa

dengan range nilai

tegangan 220V-240V

Relay tegangan dapat

bekerja pada sistem

satu fasa 225 volt

2. MCB EWIG 4A

Pemasangan pada

sistem satu fasa

dengan penggunaan

daya 1300 kW dan

range tegangan

220V-240V

MCB dapat

beroperasi pada

sistem satu fasa

dengan daya 1300

kW dan nilai tegangan

231 volt

Tabel 4.3 Pengujian Komponen Alat Simulasi pada Sistem Tiga Fasa

No. Komponen Parameter Uji Hasil

1.

Relay

Tegangan

EWIG LY2N AC

220 V-240 V

Pemasangan pada

sistem satu fasa

dengan range nilai

tegangan line to netral

220V-240V

Relay tegangan

dapat bekerja pada

sistem tiga fasa line

to netral 230 volt

2. MCB EWIG 4A

Pemasangan pada

sistem satu fasa

dengan penggunaan

daya 3.6 MW dan

range tegangan line

to netral 220V-240V

MCB dapat

beroperasi pada

sistem tiga fasa

dengan daya 3.6 MW

dan nilai tegangan

230 volt

Page 55: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

39

Berdasarkan pada perancangan pertama, maka penulis melakukan

modifikasi rangkaian. Dikarenakan pada perancangan pertama, alat simulasi

gagal bekerja. Maka dilakukan suatu modifikasi dengan cara mengganti

komponen time delay relay (TDR) dengan relay tegangan, dan rangkaian ini

berhasil beroperasi. Alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilang satu fasa ini

memiliki dua bagian dalam satu rangkaian board. Pertama adalah bagian

rangkaian simulasi yang merupakan simulasi berdasarkan rangkaian tenaga dari

motor overhead crane Demag 40 ton putar kiri dan kanan mekanisme hoist,

sedangkan rangkaian yang kedua adalah rangkaian kontrol yang merupakan

rangkaian tambahan yang berfungsi sebagai alat pendeteksi dan proteksi hilang

satu fasa itu sendiri.

Gambar 4.1 Single line diagram rangkaian simulasi motor overhead crane

Demag 40 ton putar kiri dan kanan mekanisme hoist.

+240V

Page 56: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

40

Gambar 4.2 Single line diagram rangkaian kontrol alat simulasi pendeteksi

dan proteksi kehilangan salah satu fasa.

Tabel 4.4 Keterangan single line diagram

No. Nama Keterangan

1. RL 1, RL 2, RL 3 Relay Detektor

2. K1 Relay Up

3. K2 Relay Down

4. F1 Breaker

5. F2 MCB (Miniature Circuit Breaker)

6. ES Emergency Switch

7. RL 4 Relay alarm dan pengunci

8. RL 5 Relay pengindikasi

Langkah kerja dari rangkaian alat simulasi pendeteksi dan proteksi

hilang satu fasa dalam kondisi normal (tidak kehilangan supply salah satu

fasa) sebagai berikut:

1. Tombol push button up atau down ditekan, maka arus akan mengalir ke

koil relay K1 atau koil relay K2.

Page 57: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

41

2. Anak kontak dari relay K1 atau relay K2 akan beroperasi dari kondisi

normally open menjadi close, sehingga disaat yang bersamaan koil dari

relay 5 akan mendapat supply arus listrik dan mengoperasikan anak

kontaknya dari kondisi normally open menjadi close 3. Disaat yang bersamaan juga, koil relay 1, relay 2, dan relay 3 telah bekerja

, sehingga anak kontak dari relay 1, relay 2, dan relay 3 akan beroperasi

dari kondisi normally close menjadi open. 4. Koil relay 4 tidak mendapat supply arus listrik, dikarenakan posisi anak

kontak relay detektor telah membuka.

5. Alarm tidak akan bekerja.

Sedangkan, langkah kerja rangakaian pada kondisi abnormal (kehilangan supply

satu fasa) adalah sebagai berikut:

1. Tombol push button up atau down ditekan, maka arus akan mengalir ke

koil relay K1 atau koil relay K2 2. Anak kontak dari relay K1 atau relay K2 akan beroperasi dari kondisi

normally open menjadi close, sehingga disaat yang bersamaan koil dari

relay 5 akan mendapat supply arus listrik dan mengoperasikan anak

kontaknya dari kondisi normally open menjadi close 3. Disaat yang bersamaan juga, koil relay 1, relay 2, dan relay 3 telah bekerja

, sehingga anak kontak dari relay 1, relay 2, dan relay 3 akan beroperasi

dari kondisi normally close menjadi open 4. Namun salah satu anak kontak kehilangan supply fasanya. 5. Salah satu koil relay detektor akan berhenti beroperasi, sehingga anak

kontaknya akan kembali ke kondisi semula dari open menjadi normally

close 6. Supply arus akan masuk ke koil relay 4 dan mengoperasikan anak

kontaknya yang berfungsi sebagai pengunci 7. Alarm atau indikator hilang fasa akan berbunyi.

Page 58: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

42

Tabel 4.5 Hasil Uji Alat Simulasi Hilang Satu Fasa pada Sistem Satu Fasa

No. Fasa Parameter Uji Hasil

1. R Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

2. S Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

3. T Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

Tabel 4.6 Hasil Uji Alat Simulasi Hilang Satu Fasa pada Sistem Tiga Fasa

No. Fasa Parameter Uji Hasil

1. R Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

2. S Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

3. T Alarm Bunyi dan Mengunci Berhasil

Tabel 4.7 Data waktu operasi relay tegangan untuk mengaktifkan alarm

No Fasa Waktu operasi relay (s) Rata-rata waktu operasi

1. R

0.1

0.10 s 0.13 0.1 0.1 0.1

2. S

0.13

0.11 s 0.13 0.1 0.1 0.1

3. T

0.1

0.10 s 0.1 0.13 0.1 0.1

TOTAL RATA-RATA WAKTU OPERASI 0.10 s

Page 59: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

43

Tabel 4.8 Data pengujian waktu operasi time delay relay dan relay tegangan

No Fasa Waktu Off Delay Time Delay Relay

Waktu Operasi Relay

Tegangan

Rata-rata waktu operasi

TDR

Rata-rata waktu

operasi relay tegangan

1. R

0.5 s 0.1 s

0.50 s 0.10 s

0.5 s 0.13 s

0.5 s 0.1 s

0.52 s 0.1 s

0.5 s 0.1 s

2. S

0.5 s 0.1 s

0.50 s 0.10 s

0.5 s 0.13 s

0.5 s 0.1 s

0.52 s 0.1 s

0.5 s 0.1 s

3. T

0.52 s 0.1 s

0.50 s 0.10 s

0.5 s 0.13 s

0.52 s 0.1 s

0.5 s 0.1 s

0.5 s 0.1 s

TOTAL RATA-RATA WAKTU OPERASI 0.50 s 0.10 s

4.2 Pembahasan

4.2.1 Waktu Operasi Time Delay Relay dan Relay Tegangan Perancangan rangkaian alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilang salah

satu fasa motor overhead crane Demag 40 ton ini melalui dua kali proses

modifikasi. Pertama, perancangan alat simulasi pendeteksi dan proteksi hilang

salah satu fasa ini menggunakan komponen tambahan berupa time delay relay

pada rangkaian kontrolnya. Time delay relay ini sendiri bertujuan untuk memberi

waktu tunda agar anak kontak dari relay utama, yaitu relay K1 dan relay K2 yang

berfungsi sebagai komponen up dan down menutup secara sempurna, sehingga

tidak terjadi kesalahan kerja. Sehingga dengan memberi anak kontak relay

Page 60: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

44

waktu tunda untuk menutup, maka relay tidak akan mendeteksi terdapat

kehilangan fasa pada saat proses penutupan kontak. Namun, setelah dilakukan

perakitan pada board, rangkaian ini gagal beroperasi. Pada saat dilakukan

pelepasan push button up dan down, alarm menyala tanpa ada kondisi abnormal

yaitu kehilangan salah satu fasa. Untuk melakukan perbaikan, maka penulis

mengatur ulang waktu time delay relay, hasilnya rangkaian tetap gagal

beroperasi. Hal ini disebabkan karena karakterisitik time delay relay yang

digunakan pada alat simulasi ini memiliki waktu off delay, seharusnya untuk

memproteksi motor dari kehilangan salah satu fasanya time delay relay hanya

bekerja dengan on delay saja, supaya tidak gagal melakukan pendeteksian dan

tidak memberikan trigger terhadap koil relay detektor. Akibatnya ketika anak

kontak dari relay detektor sudah menutup kembali karena push button telah

dimatikan atau berhenti dioperasikan, relay 4 atau relay alarm telah mendapat

arus listrik, dan alarm menyala. Hal ini juga dibuktikan dengan data hasil

pengujian, bahwa time delay relay memiliki waktu off delay, sehingga ketika relay

detektor (relay 1, relay 2, dan relay 3) telah berhenti beroperasi, time delay relay

masih dalam kondisi beroperasi yang menimbulkan kegagalan pengindikasian

oleh alarm serta time delay relay memiliki waktu untuk kembali ke kondisi semula

dengan range atau jangka waktu yang jauh lebih lama dibandingkan relay

tegangan. Relay tegangan hanya membutuhkan rata-rata waktu 0.1 sekon untuk

beroperasi, sedangkan time delay relay membutuhkan waktu 0.5 sekon untuk

kembali ke kondisi semula yang artinya time delay relay ini memiliki waktu off

delay.

Dikarenakan kegagalan kerja tersebut, maka dilakukan modifikasi

rangkaian dengan mengganti komponen time delay relay dengan relay

elektromekanik, dan dalam rangkaian ini disebut dengan relay 5. Cara kerja dari

alat simulasi ini dalam kondisi normal atau tidak terjadi kehilangan fasa yaitu saat

push button dioperasikan, maka relay K1 dan relay K2 akan beroperasi sehingga

anak kontaknya akan bekerja dari kondisi normally open menjadi close. Disaat

yang bersamaan, koil relay detektor (relay 1, relay 2, dan relay 3) dan relay 5

beroperasi juga, sehingga anak kontaknya relay detektor akan bekerja dari

kondisi normally close menjadi open, sedangkan anak kontak relay 5 akan

Page 61: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

45

beroperasi dari kondisi normally open menjadi close. Sedangkan dalam kondisi

abnormal, maka salah satu relay detektor akan kehilangan supply dan anak

kontaknya akan kembali ke kondisi semula, yaitu dari open menjadi normally

close. Sehingga, relay 5 akan mendapat supply listrik dan beroperasi, anak

kontak relay 5 akan menutup yang berfungsi sebagai pengunci, alarm akan

menyala. Untuk mengembalikan rangkaian ke kondisi semula, maka operator

overhead crane harus menekan tombol emergency, sehingga supply listrik akan

hilang. Overhead crane tidak dapat dioperasikan sebelum gangguan hilang salah

satu fasa selesai, sehingga maintenance harus terlebih dahulu memperbaiki

kehilangan satu fasa tersebut. Apabila gangguan belum diperbaiki, maka ketika

operator crane menekan tombol push button up dan down, sistem kontrol tetap

tidak dapat beroperasi dan alarm akan terus menyala.

4.2.2 Pemilihan relay tegangan Phase failure detector atau detektor hilang fasa merupakan sebuah alat

deteksi kehilangan fasa yang sudah umum dijual di pasaran. Aplikasi phase

failure detector harus menggunakan komponen tambahan yang berupa current

transformer (CT), karena pada dasarnya phase failure detector bekerja

berdasarkan prinsip pembacaan arus yang melewati CT tersebut. Phase failure

detector ini dapat mendeteksi ketidakseimbangan arus atau beban tidak

seimbang pada sebuah equipment, sehingga pada rentang arus tertentu alat

tersebut dapat mendeteksi kehilangan fasa dengan cepat tanpa harus menunggu

kehilangan supply listrik secara total. Dikarenakan terdapat penggunaan

komponen CT pada alat tersebut, maka satu alat phase loss detector hanya

dapat digunakan pada satu alat atau mesin saja. Karena prinsip kerja CT dengan

menggunakan pembacaan induksi elektromagnetik, maka variable yang

mempengaruhi spesfikasi alat adalah arus listrik yang mensuplai alat tersebut.

Kapasitas daya pada setiap mesin juga berbeda-beda, sehingga mempengaruhi

pasokan arus yang mengalir. Sehingga, apabila pemasangan alat detektor

tersebut tidak sesuai dengan spesfikasi, maka akan terjadi kesalahan

pembacaan, dan dapat mengakibatkan detektor tidak bekerja dengan

seharusnya. Sedangkan, penggunaan relay tegangan ini dapat digunakan pada

berbagai equipment atau mesin karena tidak dipengaruhi oleh kapasitas daya

Page 62: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

46

sebuah equipment atau mesin. Karena tegangan line to netral di Indonesia telah

memiliki standar yang tetap, dengan nilai tegangan root mean square sebesar

220 volt dan nilai tegangan puncak sebesar 240 volt. Sehingga, relay tegangan

ini dapat digunakan oleh berbagai mesin sebagai alat untuk pendeteksi dan

mendeteksi kehilangan salah satu fasa. Dengan penggunaan relay tegangan

yang dapat diaplikasikan pada berbagai equipment tanpa dipengaruhi kapasitas

daya equipment tersebut, maka penyediaan spare part juga lebih mudah, dan

teknisi tidak perlu melakukan penundaan waktu perbaikan karena menunggu

datangnya spare part tersebut. Relay tegangan juga memiliki harga yang jauh

lebih murah dibandingkan dengan phase failure detector. Harga satu relay

tegangan berkisar 16.500 rupiah, sedangkan satu buah phase failure detector

mencapai 730.000 rupiah. Maka, dengan kelebihan yang sudah disebutkan,

penggunaan relay tegangan ini lebih aplikatif dan ekonomis karena perakitan

yang sederhana dan dapat digunakan pada berbagai equipment atau mesin,

serta tidak memerlukan biaya yang besar. Namun, kekurangan relay ini adalah

persentase pendeteksian hilang tegangan yang rendah, sehingga menyebabkan

operasi kerja relay tegangan yang lama dibanding phase failure detector. Karena,

relay tegangan telah berkurang sebesar 60% dari kapasitas relay tegangan 220

volt yaitu 132 volt, baru relay ini dapat mendeteksi kehilangan fasa, artinya waktu

yang diperlukan relay tegangan untuk beroperasi lebih lama dibandingkan phase

failure detector, dan relay tegangan ini tidak dapat mendeteksi beban tidak

seimbang. Relay tegangan ini juga memiliki sensitivitas yang terlalu tinggi untuk

proteksi sebuah motor, sehigga apabila terjadi gangguan seperti drop tegangan

dalam waktu yang sangat singkat, maka relay tegangan ini akan mentrigger

alarm untuk bekerja, sehingga crane harus berhenti beroperasi sejenak dan

operator crane harus menekan emergency button untuk mengoperasikan crane

kembali. Sehingga, pemilihan relay tegangan yang memiliki sensitivitas yang

tepat juga diperlukan.

Page 63: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

47

BAB V

PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan pembahasan dari proyek akhir alat pendeteksi dan

proteksi hilang satu fasa motor overhead crane Demag 40 ton, maka dapat

disimpulkan bahwa:

1. Hasil pengujian alat simulasi ini menunjukkan bahwa sistem dapat

melakukan penguncian push button up dan down serta memberi sinyal

alarm apabila terjadi kehilangan salah satu supply fasa pada motor crane

Demag 40 ton yang membutuhkan rata-rata waktu 0.1 sekon

2. Keberhasilan kerja alat simulasi dipengaruhi oleh ketepatan waktu

penyambungan dan pemutusan anak kontak relay yaitu sebesar 0.1

sekon

3. Hambatan dan kerugian pada proses produksi PT Barata Indonesia

dapat dikurangi dengan berkurangnya kerusakan motor crane, karena

pemasangan alat pendeteksi dan proteksi ini

4. Penggunaan relay tegangan sebagai detektor menjadikan sistem yang

dirancang lebih murah dan sederhana, apabila dibandingkan dengan

pemakaian current transformer sebagai komponen tambahan untuk

detektor arus pada sebuah phase failure detector.

5.2 Saran Berikut adalah beberapa saran untuk dipakai sebagai pengembangan di

masa yang akan datang, sesuai dengan perancangan, pembuatan, perakitan dan

uji coba alat pendeteksi dan proteksi hilang satu fasa motor overhead crane

Demag 40 ton yang telah dilakukan:

1. Pemilihan komponen time delay relay seharusnya hanya memiliki

karakteristik on delay saja, tidak boleh memiliki karakteristik off delay

untuk mencegah kesalahan pengindikasian hilang fasa pada motor crane

2. Untuk proteksi sebuah motor, relay tegangan tidak boleh memiliki

sensitivitas yang terlalu tinggi, karena menimbulkan pemberhentian

pengoperasian alat yang tidak seharusnya.

Page 64: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

DAFTAR PUSTAKA 1. Bagia, I Nyoman. & Parsa, I Made. (2018). Motor Motor Listrik. Cetakan

Satu. Rasibook.

2. Hutauruk, T.S. Prof. Ir . (1991). Transmisi Daya Listrik. Bandung :

Erlangga.

3. Mariana, Eva., & Prabowo, Gigih., & Era P. Rancang Bangun Smart

Protection pada Motor Induksi 3-Fasa. Jurnal ITS

4. Menteri Tenaga Kerja Indonesia. (1985). Peraturan Menteri Tenaga Kerja

Republik Indonesia No: Per.05/Men/1985 Tentang Pesawat Angkat dan

Angkut. Indonesia : Author.

5. MHE-Demag Indonesia. (2009). Crane operating instructions

Maintenance. Indonesia : Author.

6. Ricardo, Natalis Hengky., & Junaidi., & Hiendro, Ayong. (2017). Rancang

Bangun Sistem Proteksi Arus Lebih Motor Induksi Tiga Fasa Berbasis

Mikrokontroler ATMega 16. Jurnal Penelitian

7. Susi Putra, Alex.,& Notosudjono, Didik.,& Suhendi, Dedek. (2013).

Rancang Bangun Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Phasa Terhadap

Gangguan Arus Lebih dan Suhu Berbasis Mikrokontroler AT Mega8535.

Jurnal Universitas Pakuan.

8. Syamsuarnis, M.Pd, Drs. (2016). Paket Keahlian Pemanfaatan Tenaga

Listrik. Medan : PPPPTK Medan.

9. Tukanto, Andri.,& Junaidi, & Hardiansyah. (2015). Rancang Bangun

Sistem Proteksi Arus Lebih Motor 3 Fasa Timer Star dan Trip. Jurnal

Penelitian.

10. Wijaya, Mochtar, Ir. (2001). Dasar - Dasar Mesin Listrik. Jakarta :

Djambatan.

Page 65: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal

NIM : 2017-71-045 Nama : Elizabeth Eko Wardhani Tempat/Tanggal lahir : 31 Juli 2000 Jenis Kelamin : Perempuan Agama : Islam Status Perkawinan : Belum Menikah Program Studi : D-III Teknologi Listrik Alamat Rumah : Perumnas BCK Blok B.03 NO 09 RT 01 RW 11 Jl. Gagak

1 42423 Telp / Hp : 089663455258 Email : [email protected] Personal Web : -

Pendidikan

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SDN Kedaleman 4 - 2011

SMP SMPN 5 Cilegon - 2014

SMA SMAN 3 Cilegon IPA 2017

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta, 19 Juli 2020

Elizabeth Eko Wardhani

Page 66: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

LAMPIRAN

Page 67: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

A1

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama : Elizabeth Eko Wardhani

NIM : 2017-71-045

Program Studi : Teknologi Listrik

Jenjang : Diploma Tiga

Pembimbing Utama : Tony Koerniawan, ST., MT

Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dan Proteksi Hilang Satu Fasa Pada Motor Crane Demag 40 Ton di Workshop Unit 3 PT Barata Indonesia

No Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

1 11 Februari 2020 Judul Proyek Akhir

2 19 Februari 2020 Perancangan Alat, Penggunaan Komponen, Hambatan dan Peluang

3 04 Maret 2020 BAB II dan Bab III

4 13 Maret 2020 Rencana untuk hasil dan pembahasan dari alat simulasi

5 14 Maret 2020 Rencana untuk hasil dan pembahasan dari alat simulasi

Page 68: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

B1

Keterangan:

1. Konsultasi tugas akhir minimal 12 (dua belas) kali pertemuan termasuk

konsultasi proposal dan tugas akhir.

2. Meliputi: Konsultasi Judul/Tema, Materi, Metode Penyelesaian,

Pengujian, Analisis Hasil, Kesimpulan.

3. Setiap konsultasi lembar ini harus dibawa dan di PARAF oleh pembimbing

6 18 Maret 2020 Ruang ligkup masalah

7 02 April 2020 Materi presentasi sidang proposal proyek akhir

8 22 Mei 2020 Sistematika penulisan laporan

9 07 Juni 2020 Data yang harus diambil

10 08 Juni 2020 Sistematika penulisan BAB IV

11 12 Juni 2020 Pembahasan BAB IV dan BAB V

12 14 Juli 2020 Pembahasan BAB IV dan BAB V secara umum

13 20 Juli 2020 Pembahasan BAB III, BAB IV, dan BAB V

14 21 Juli 2020 Pembahasan laporan proyek akhir keseluruhan

Page 69: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

C1

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama : Elizabeth Eko Wardhani

NIM : 2017-71-045

Program Studi : Teknologi Listrik

Jenjang : Diploma Tiga

Pembimbing Kedua : Christine Widyastuti, ST., MT

Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Alat Pendeteksi Dan Proteksi Hilang Satu Fasa Pada Motor Crane Demag 40 Ton di Workshop Unit 3 PT Barata Indonesia

No Tanggal Materi Bimbingan Paraf Pembimbing

1 14 Februari 2020 Penulisan BAB I

2 21 Februari 2020 Revisi penulisan BAB I

3 05 Maret 2020 Revisi penulisan BAB I

4 16 Maret 2020 Penulisan BAB II dan BAB III

5 20 Maret 2020 Revisi penulisan BAB II dan BAB III

6 25 Maret 2020 Penulisan BAB IV

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:57:17Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:57:28Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyast

uti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:57:39Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyast

uti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:57:49Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:58:01Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Page 70: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

D1

Keterangan:

1. Konsultasi tugas akhir minimal 12 (dua belas) kali pertemuan termasuk

konsultasi proposal dan tugas akhir.

2. Meliputi: Konsultasi Judul/Tema, Materi, Metode Penyelesaian,

Pengujian, Analisis Hasil, Kesimpulan.

3. Setiap konsultasi lembar ini harus dibawa dan di PARAF oleh pembimbing

7 08 April 2020 Pembahasan isi laporan BAB IV

8 28 Mei 2020 Penulisan BAB IV

9 16 Juni 2020 Revisi penulisan BAB IV

10 18 Juni 2020 Revisi penulisan BAB IV

11 13 Juli 2020 Pembahasan isi BAB IV dan BAB V

12 14 Juli 2020 Penulisan BAB IV dan BAB V

13 19 Juli 2020 Penulisan laporan secara keseluruhan

14 21 Juli 2020 Penulisan laporan secara keseluruhan

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:58:14Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:58:26Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:58:46Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:59:08Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastu

tiDigitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:59:20Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastuti

Digitally signed by Christine WidyastutiDN: C=ID, OU=Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan, O=Institut Teknologi PLN, CN=Christine Widyastuti, [email protected]: I am the author of this documentLocation: JakartaDate: 2020-08-19 09:59:31Foxit Reader Version: 9.7.1

Christine Widyastu

ti

Page 71: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

E1

Manual Book Time Delay Relay (TDR)

Page 72: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

F1

Spesifikasi Komponen Relay

Komponen Relay Tegangan EWIG LY2N

Relay Tegangan EWIG MY4

Page 73: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

G1

Perancangan Alat Simulasi Menggunakan Software festo fluidSIM 3.6

1. Single line diagram alat simulasi monitoring dan proteksi hilang satu fasa yang menunjukkan pengoperasian alat dalam kondisi normal

2. Single line diagram alat simulasi monitoring dan proteksi hilang satu fasa yang menunjukkan pengoperasian alat dalam kondisi abnormal

Page 74: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

H1

Page 75: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

I1

Proses Perancangan dan Perakitan Alat Simulasi Monitoring dan Proteksi

Hilang Satu Fasa Overhead Crane Demag 40 ton

Page 76: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

J1

Alat Simulasi Pendeteksi dan Proteksi Hilang Satu Fasa Motor Crane Demag

40 Ton

Page 77: INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR RANCANG …

K1

Manual Book Overhead Crane Demag 150/40 Ton