motor+diatas+150+KW

5/19/2018 motor+diatas+150+KW

1/13

MOTOR-MOTOR LISTRIK DIBAWAH 150 KW DAN DIATAS 150 KW

Sesuai dengan aturan buku kontrak, motor listrik dibawah 150

KW adalah motor tiga phasa, dengan rating 400 V, 50 HZ dan

powernya disuplai dari LV Switchgear. Motor listrik dengan kapasitas150 KW keatas adalah motor Medium Voltage dan powernya

disupplai dari MV switchgear. Penentuan motor-motor tegangan

menengah dan tegangan rendah sangat berkaitan dengan arus

start pada motor. Pengendalian arus start pada motor sangat

penting, karena arus start yang tinggi akan menimbulkan drop

tegangan yang tinggi juga dan akan mempengaruhi kestabilan

tegangan dari power supply dan beban-beban didekatnya. Untuk

menjalankan motor listrik pada saat start dibutuhkan daya yang

lebih besar dari daya operasi normalnya. Hal ini berbanding lurus

dengan besarnya arus pada saat start, walaupun terjadi dalam

waktu yang singkat, tapi untuk motor-motor besar hal ini bisa

mengganggu jaringan power supplai dan motor itu sendiri. Untuk

mengatasi dampak ini dapat dilakukan dengan pemilihan system

tegangan yang tepat, memperbesar ukuran kabel dan pemilihan

sisitem start yang tepat.

Metode start yang umum pada motor-motor listrik terdiri dari

dua bagian yakni :

1.

Starting dengan tegangan penuh dari jaringan, starting ini

menggunakan tegangan penuh dari power supply yang

langsung dihubungkan dengan terminal motor. Metode

starting ini sering disebut DOL Starting Direct On Line

Starting.2.

Starting dengan penurunan tegangan.

Berdasarkan buku kontrak AC m o to r sha ll b e suita b le for 3 ph a se

50 HZ sup p ly a nd unless o the rw ise sp e c if ie d o r a p p ro ve d , sha ll b e

sq uirre l- ca g e ind uc t io n typ e suita b le for d ire c t o n line sta rt ing . Dari


2/13

keterangan ini , motor induksi yang terpasang dapat beroperasi start

normal dengan sisitem DOL. Namun system DOL ini memiliki

kelemahan dimana arus start nya antara ( 5-7) X arus beban penuh

motor.

System dol cocok diterapkan pada motor-motor kecil antara 7.5

KW hingga 22 KW, jika ingin diterapkan pada motor-motor yang

lebih besar maka perlu dipastikan bahwa arus setartnya tidak

menggangu kestabilan jaringan power supplai , karna arus startnya

yg begitu tinggi

Gambar start langsung pada motor ( DOL start)

Motor-motor besar sangat diharapkan terpasang pada busbar

tegangan menengah, karena arus beban penuhnya akan lebih

kecil jika dibandingkan dengan motor besar yang dipasang pada

busbar tegangan rendah ,yang mana arus beban penuhnya jauh

lebih besar. Karena semakin kecil arus beban penuh berarti semakin

kecil juga arus startnya.

Berdasarkan buku kontrak starting current for motor rated above

40 KW shall not exceed the value given in IEC 34-12 ( start ing

p erfo rm a nc e o f sing le sp ee d th ree p ha se c a g e ind uc t ion m oto r .

Pada IEC 34-12 in i t id a k ad a d ia t ur m a sa la h p em b a g ia n m o to r-


3/13

m o t o r m enenga h d an m o t o r-mo t o r rend ah d an juga t id a k ad a

d ia tur m a sa la h a rus sta rt p a d a m o tor, yang diatur adalah system

design dari motor yang dikaitkan dengan kondisi torque start pada

motor dan locked rotor apparent power ( daya yang timbul pada

awal start). Torque start pada motor dapat dibagi menjadi :

Rated torque (Tn) : torsi yang bekerja dalam kondisi beban

normal

Locked rotor torque ( T1 ) : torsi yang timbul pertama kali,

sewaktu motor distart

Breakdown torque ( Tb) : torsi terbesar yang muncul pada

saat start motor, sebelum mencapai torsi normal Pull up torque ( Tu) : torsi terendah yang muncul, antara

periode rated torque ke breakdown torque.

Dari kondisi torque start ini lah ditentukan design dari motor yaitu:

Design N (DOL start),normal start torque, dengan 2,4,6,8

kutub , kelas motor 0,4 KW ke 1600 KW

Design NY : sama dengan kelas N namun dengan systemstar/ delta start

Design H ( DOL start): start torque yang tinggi, dengan 4,6,8

kutub, kelas motor 0,4 KW ke 1600 KW tetapi pada frkuensi 60

HZ

Design HY: sama dengan design H, namun dengan star/delta

start

System start dengan start/ delta adalah salah satu jenis dari

sistm start dengan reduced voltage

Pada awal start motor juga menghasilkan torque yang tinggi

bisa mencapai (1.5- 4 ) X torque normal. Besar dari torque motor ini

tergantung dari kapasitas dari motor. Untuk motor-motor dibawah

30 KW , antara (2.5-3) X torque normal. Untuk motor-motor diatas 250


4/13

KW antara (2-2.5)X torque normal. Kecendrungan motor-motor

besar memiliki start torque yang kecil, bahkan terkadang bisa

dibawah torque normal.

Untuk Indonesia dengan frekuensi 50 HZ design yang digunakan

yakni design N dan NY. Pada IEC 34-12 ini dibatasi system start

dengan DOL dan Star/Delta dan tidak ada keterangan tentang

system reducing voltage start yang lain, seperti soft starting : auto

transformer start: start dengan resistor.Pada IEC ini rating motor

antara 0.4 KW hingga 1600 KW dan tidak ada acuan menentukan

150 KW sebagai motor Low Voltage atau motor medium voltage.

Dan tidak ada acuan tentang design motor-motor diatas 1600 KW.

Berdasarkan table 2 dari IEC 60034-12 Maximum Value of locked

Rotor Apparent power for design N dan H

Range of rated output KW S1/Pn

6.3


5/13

Bardasarkan standar NEMA locked Rotor Current NEMA MG 1

horsepower 50 HZ- 380 Volt

Locked rotor

Current ampere

Design letter

(Kva/hp)

100

125

150

200

965

1207

1441

1927

B,C,D,E

B,C,D,E

B,C,D,E

B,C,E

* Locked Rotor Current adalah arus yang muncul pertama kali saat

motor di start.

Dari data table diatas menunjukkan, semakin besar kapasitas motor,

maka semakin besar arus Locked Rotor nya. Untuk melakukanpendekatan tentang motor MV dan LV dilakukan dengan

perhitungan

Sebagai contoh kalkulasi

Horsepower konversi ke KW yakni : KW = 0.746 X HP

200 HP setara dengan 149.2 KW

Formula Locked Rotor Current ampere = xV

xhpxhpkva

73.1

1000)/(

maka untuk 200 HP secara calculationnya design letter (kva/hp)

diambil harga 4.5


6/13

578.130040073.1

10002005.4=

x

xxAmpere,jauh dibawah harga standarnya 1927

Ampere. Jadi harga Locked Rotor Current diatas adalah harga

maksimal yang diijinkan.

Arus normalnya =iensiXVXpfXefes

hpx

73.1

746Ampere,jika efesiensinya 95% dan

cos q 0.85 maka arus normalnya =95.085.040073.1

746200

XXX

xAmpere yaitu

=267 Ampere.

Pada motor listrik dengan start DOL , arus start maksimun terjadi

pada locked rotor current, yang mana arusnya bisa mencapai 7 kaliarus normal. Pada system reduced voltage, arus locked rotor current

antara (2-4) kali arus normal. Dari kasus diatas arus normal 267

Ampere, jika dengan system DOL, maka arus startnya 7 X 267 = 1869

A ( hasil ini terbukti dengan data table, nilainya masih dibawah 1927

A). Jika dengan system reduced voltage 4 X 267 = 1068 A ( Arus

locked rotor currentnya lebih rendah dengan system start DOL)

Jika motor 260 HP ( 193.96 MW),dengan power factor 0.85 dan

efesiensinya 95% digantungkan pada busbar 400 V, maka arus

normalnya

=95.085.040073.1

746260

XXX

X Ampere

=347.1 Ampere

Jika motor ini distart dengan system DOL maka arus startnya ,

= 341.1 X 7 Ampere = 2429.74 Ampere.

Jika distart dengan system reduced voltage , arus locked startnya

341.1 X 4 Ampere = 1364.4 Ampere

Melihat perhitungan sederhana ini dimana motor 260 HP ( katagori

motor MV) dimana arus locked rotornya 1364.4 Ampere dibawah


7/13

1927 Ampere( batas tertinggi Locked current rotor 200 HP), maka

dapat dinyatakan motor 260 HP memenuhi sarat untuk dihubungkan

dengan sumber tegangan 400 V melalui start reduced voltage

* mengacu kependekatan kalkulasi ini , menunjukkan bahwa motor

MV 260 HP dapat digantungkan pada tegangan rendah dengan

cara reduced voltage start.

Jika motor 260 HP digantungkan pada busbar 6.3 KV, dengan power

factor yang sama dan efesiensi yang sama.

Arus normalnya =95.085.0630073.1

746260

XXX

X=22.03 Ampere

Jika distart dengan system DOL maka arus Locked Rotor nya

=22.03 X 7 Ampere =154.26 Ampere.

Jika distart dengan system reduced voltage maka locked Rotor

Current nya = 22.03 X 4 Ampere =88.15 Ampere

Dari perhitungan diatas menunjukkan bahwa motor 260 HP ,

masih dapat digantungkan pada busbar 400 V, namun arus normal

yang besar menyebabkan arus start yang besar, membutuhkanpenampang penghantar yang besar dan dengan arus yang besar

menyebabkan rugu-rugi pada penghantar lebih besar .

Ketika motor-motor besar ini digantungkan pada system 6.3 KV,

arus normal yang mengalir lebih kecil,sehingga arus start juga lebih

kecil,penampang kabel yang lebih kecil dan rugi-rugi penghantar

juga lebih kecil


8/13

Berdasarkan NEMA standart NEMA MG 10 Energy M ana ge m ent

Gu id e For Selec t ion a nd Use o f Fixe d Freq ue nc y Med ium AC

Sq ui rre l -Ca g e Polyp ha se Induc t ion M otor mengklasifikasikan

tegangan menengah sebagai berikut.

Rating motor dalam HP Putaran dalam RPM

125

150

200

250

350

500

451-514

515-60

601-720

721-900

901-1200

1201-3600

*125 HP setara dengan 93.25 KW

*500 HP setara dengan 373 KW

Dari keterangan table ini NEMA menjelaskan MV motor mulai dari

rating 93.25 KW sampai 373 KW.

Namun dari table ini tidak dijelaskan Motor-motor teganganmenengah disuplai dari tegangan menengah atau tegangan

rendah


9/13

Berdasarkan Tabel kelas motor dari scheider electric- electrical

Instalation guide 2008

Kapasitas motor (KW) Arus pada 400

V(Ampere)

Arus pada 6.9 KV

(Ampere)

150

160

185

200

220

250

315

335

400

500

560

630

710

800

900

1000

-

280

-

350

-

430

540

610

690

1478

1652

1844

2070

2340

2640

2910

-

162

-

203

-

250

313

354

400

493

551

615

690

780

880

970

Dari table ini scheider electric, membuka ruang untuk motor-motor

kelas menengah 160 KW, 200 KW dan 250 KW hingga 1000 KW

digantungkan pada jaringan 400V


10/13

Berdasarkan Tabel standart 50 HZ nameplate Motor polyphase dari

buku GE Industrial System AC Motor Selection and Application Guide

Sistem Tegangan Motor listrik

dibawah 125 HP( 93.25

KW),dalam satuan Volt

Sistem Tegangan Motor Listrik

diatas 125 HP(93.25 KW), dalam

satuan Volt

200

220

380

415

440

550

3000

-

-

380

415

440

550

3000

Dari table diatas dibuka peluang motor-motor listrik diatas 93.25 KW

digantungkan pada tegangan rendah 380 V.

Berdasarkan table dari buku The Motor Guide, ABB Motor

ABB Motor is Avalaible in these Voltage range

Motor size ( KW) Voltage (Volt) (50 HZ)

63-100 220-2440 (deltha)

380-480 (Why)

112-132 220 ( deltha)

380-480 (why)


11/13

160-400 220-240(deltha)

380-480(why)

* ABB membuka ruang untuk motor-motor kelas 160 KW sampai 400

KW dihubungkan ke tegangan rendah.

Berdasarkan MILITARY HANDBOOK, Steam Power Plant-Fossil Fueled

(UFC -3 540-02N 16 Ja nu a ry 2004)

Vo lta g e s for sta t io n se rv ic e p ow e r sup p ly w ith in stea m e le c t ric

,g e ne ra t ing sta t io ns a re re la ted to m o to r size a nd , to a lesse r exten t ,

d ista nc e s o f c a b le runs. Mo tor size s for draf t fa ns a nd b o ile r fee d

p um p s usua lly c o nt ro l the se le c t io n o f the hig he st sta t io n se rv ic ep ow er vo lta g e leve l. Rule s for se lec t ing m o tor vo lta g e a re n o t rig id

b ut a re b a se d o n re la t ive c o sts. Fo r insta nc e , if there is o nly o ne

m o to r la rg e r tha n 200 hp a nd it is, sa y, o nly 300 hp , it m ig ht b e a

g o o d c ho ic e to se le c t th is o ne la rg e r m o tor for 460 vo lts so th a t the

en t ire a uxilia ry p ow er system c a n b e d esig ne d a t the low er vo lta g e.

Dari keterangan handbook ini, bahwa pemilihan system

tegangan pada unit auxiliary pembangkit berkaitan dengan ukuran

motor-motor nya. Motor IDF dan BFP biasanya menjadi penentupemilihan system tegangan pada unit auxiliary. Aturan untuk

memilih system tegangan motor tidak kaku dan berkaitan dengan

efesiensi harga. Jika hanya ada satu motor besar saja ( diatas 200

HP), motor-motor besar ini dapat digantungkan pada tegangan

rendah, sehingga busbar system auxiliary berdesain tegangan

rendah. Hal ini juga untuk mengurangi biaya pembangunan

pembangkit.

Sejauh ini belum ada standart yang dengan tegasmenyatakan bahwa motor-motor diatas 150 KW wajib

digantungkan ditegangan menengah,Contohnya pada PLTU

Labuhan Angin 2 X 115 MW , Motor OCCW, Motor High Pressure

Pump, Motor Electric untuk hydrant yang ratingnya antara 150 KW

hingga 200 KW digantungkan ditegangan rendah 400 VAC . Kondisi


12/13

PLTU LA 2 X 115 MW sama dengan system design pada

Singrauli,Pradesh India Super Thermal Power Station 5 X 200 MW

Unit Auxiliary Power distribution System. Fo r sup p ly ing p ow e r for to

these uni t Auxi l iar ies the generator is connected to generator

t ra nsform er thro ug h iso la te d p ha se b usd uc t a nd a lso throu g h no s o funi t a uxilia ry t ra nsform e r w hic h step d ow n the vo lta g e to 6.6 KV. The

UAT a re c o nne c te d un it 6.6 KV b us system b y 2500 A , 6,6 KV b usd uc t

.Ea c h t ra nsform e r is c o nne c ted to un it b uses A a nd b . M ed ium

vo lta g e M OCB sw itc hg ea r is used for fee d ing p ow er to m oto r ra ted

above 200 KW. Dari keterangan ini motor-motor 200 KW

dihubungkan ke Medium Voltage.

Dan berdasarkan data beberapa manufacture juga

mengijinkan motor-motor 150 KW hingga 400 KW dihubungkan

dengan tegangan menengah.Namun untuk kehandalan jelasmotor-motor listrik diatas 150 KW lebih diinginkan dihubungkan ke

tegangan menengah.

Keuntungan bila MV motor dihubungkan ke LV Busbar

MV motor dihubungkan ke tegangan rendah biaya instalasinya

akan lebih murah, hal ini karena system isolasi LV jauh lebih murah

dibandingkan MV

Kerugiannya bila MV motor dihubungkan ke LV

Arus start yang lebih tinggi, hal ini menyebabkan drop voltage yang

lebih tinggi sewaktu start, kemungkinan meganggu kestabilan

power supply lebih besar. Arus normal yang mengalir lebih besar

sehingga rugi-rugi yang timbul dipenghantar lebih besar.

Yang menjadi masalah ketika motor-motor MV dihubungkan ke LV

busbar adalah arus startnya yang besar , namun arus start yangbesar ini dapat dikurangi dengan menggunakan start reduced

viltage.


13/13

Keuntungan bila MV motor digantungkan ke MV busbar

Arus startnya lebih kecil,hal ini menyebabkan drop voltage yang

timbul sewaktu start menjadi lebih kecil. Arus normal yang mengalirlebih kecil sehingga rugi-rugi dibelitan motor juga lebih kecil.

Kerugian bila MVmotor digantungkan ke MV busbar

Biaya instalasinya lebih mahal,karena biaya pengadaan isolasinya

jauh lebih mahal.

Berdasarkan data untuk mengurangi biaya instalasi,

memungkinkan motor-motor 150 KW hingga 400 KW dihubungkanketegangan rendah,apalagi dengan adanya start reduced voltage

yang dapat mengurangi arus start hingga 2 kali arus beban penuh.

Namun untuk lebih handal motor-motor diatas 150 KW diharapkan

dapat dihubungkan pada busbar Medium voltage.

motor+diatas+150+KW

Documents

Transcript of motor+diatas+150+KW