SKRIPSI

ANALISIS PERANCANGAN UNIT INSTALASI

GENERATOR SET (GENSET) DI PT. KUNANGO JANTAN

Diajukan sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Pendidikan

Sarjana Ekstensi (PPSE) Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara

Oleh :

WAHYU INDRA PRATAMA

NIM : 130422032

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2017

ABSTRAK

PT. Kunango Jantan merupakan sebuah perusahaan industri yang berada di

Sumatera Barat yang menghasilkan produk pipa beton dan tiang listrik . Dalam

menjalankan aktifitas produksi hanya mendapat satu sumber listrik, karena belum

memiliki sumber cadangan lain. Sehingga aktifitas produksi akan berlangsung jika

PLN tetap hidup. Jika PLN mati, maka aktifitas produksi akan berhenti pula. Di

PT Kunango Jantan memerlukan energi listrik yang utama untuk penerangan

ruangan-ruangan tertentu dan beberapa mesin produksi. Oleh karena itu, agar

ruangan tersebut mendapat penerangan dan beberapa mesin produksi dapat

beroperasi dibutuhkan suplai cadangan yaitu berupa genset. Daya genset (rating)

disesuaikan dengan kebutuhan minimal perusahaan. Genset akan hidup jika PLN

mati. Genset (generator set) adalah suatu alat yang dapat mengubah energi

mekanik menjadi energi listrik dengan disetting on off-nya.

Kata Kunci : Generator Set, Genset

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T yang telah

memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan,

halangan dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat

beriring salam penulis hadiahkan kepada junjungan Rasulullah Muhammad

S.A.W.

Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu

Ayahanda Erman Edirius dan Ibunda Litt Delyani yang merupakan bagian dari

hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak penulis lahir

hingga sekarang.

Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah:

“ANALISIS PERANCANGAN UNIT INSTALASI

GENERATOR SET (GENSET) DI PT. KUNANGO JANTAN”

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya

Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan

dari berbagai pihak. Untuk itu penulis dalam kesempatan ini ingin mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Raja Harahap, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Ir. Syamsul Amien, M.S

selaku Dosen Penguji yang banyak memberikan masukan dan pengarahan.

3. Bapak Dr. Ir. Fahmi, ST., M.Sc., IPM dan Bapak Ir. Arman Sani, MT

selaku ketua dan sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara atas segala bantuannya.

5. Sahabat-sahabat terbaik di elektro: Feri, Irwan, Ryan, Andika, Rafael,

Mare dan Rekan-rekan mahasiswa seperjuangan Teknik Elektro Ekstensi

USU angkatan 2010 s/d 2013 yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

6. Kepada Rio dan Anak Arema yang telah mengacau serta memberikan

semangat kepada penulis untuk mengerjakan Tugas Akhir. Dan tak lupa

juga terima kasih kepada yanqa quu Echa yang sudah capek memberikan

semangatnya supaya penulis bisa mengerjakan Tugas Akhir ini dengan

cepat.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Oleh

karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun.

Akhirnya penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca

Medan, Mei 2017

Penulis

Wahyu Indra Pratama

NIM: 130422032

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

ABSTRAK .......................................................................................................... i

KATA PENGHANTAR .................................................................................... ii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ................................................................................. 1

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 3

2.1 Penjelasan Umum Diesel Generating Set .............................................. 3

2.2 Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik ......................................... 4

2.3 Mesin Diesel .......................................................................................... 4

2.3.1 Cara Kerja Mesin Diesel ................................................................ 6

2.3.2 Faktor Kecepatan ............................................................................ 9

2.3 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch) 10

2.3.1 Cara Kerja AMF dan ATS ........................................................... 11

2.4 Baterai (Accu) dan Battery Charger ..................................................... 11

2.5 Pengaman Untuk Peralatan .................................................................. 13

2.5.1 MCB .......................................................................................... 13

2.5.2 MCCB ....................................................................................... 15

2.5.3 Thermal Over Load Relay ......................................................... 16

2.6 Saklar ................................................................................................... 17

2.6.1 Saklar Mekanis .......................................................................... 17

2.6.2 Kontaktor ................................................................................... 18

2.7 Perlengkapan Instalasi Tenaga ............................................................. 20

2.7.1 Penghantar ................................................................................. 20

2.7.2 Pemilihan Luas Penampang Penghantar ................................... 21

BAB III METODE PENELITIAN .............................................................. 24

3.1 Lokasi Penelitian .................................................................................. 24

3.2 Waktu Penelitian .................................................................................. 24

3.3 Jenis Penelitian ..................................................................................... 24

3.4 Sumber Data ......................................................................................... 24

3.5 Data dan Peralatan yang digunakan ..................................................... 25

2.5.1 Data .......................................................................................... 25

2.5.2 Peralatan ................................................................................... 25

3.6 Teknik Penelitian ............................................................................... 26

3.7 Pelaksanaan Penelitian ....................................................................... 27

3.8 Populasi .............................................................................................. 27

BAB IV HASIL DAN ANALISIS ................................................................ 28

4.1 Data .................................................................................................... 28

4.1.1 Data Total Load Actual Pengukuran Panel Distribusi

yang akan Disuplai Genset ....................................................... 28

4.1.2 Data Total Load Terpasang Panel Distribusi yang

akan Disuplai Genset ............................................................... 29

4.2 Perancangan ....................................................................................... 30

4.2.1 Deskripsi Perancangan ............................................................. 30

4.2.2 Menentukan Daya yang digunakan Genset .............................. 31

4.2.3 Menentukan Rating Kinerja Daya Genset ............................... 32

4.2.4 Analisa Faktor Kecepatan ........................................................ 33

4.2.5 Menentukan Rating Pengaman Keluaran Genset .................... 34

4.2.6 Menghitung Arus Hubung Singkat Genset .............................. 35

4.2.7 Perhitungan Kabel Penyulang Genset ...................................... 36

4.2.8 Penentuan Rating Kontaktor .................................................... 37

4.2.9 Metoda Starting Genset ............................................................ 37

4.2.10 Battery Charger ....................................................................... 38

4.2.11 Hubungan Generator dengan Penggerak Mula ...................... 39

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 41

5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 41

5.2. Saran ................................................................................................. 41

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 42

LAMPIRAN ................................................................................................... 43

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Penampang Tengah ruang bakar mesin diesel ................................ 5

Gambar 2.2 Diagram Siklus Otto ........................................................................ 6

Gambar 2.3 Cara kerja mesin diesel ................................................................... 7

Gambar 2.4 Hubungan AMF dengan alat pengontrol ....................................... 10

Gambar 2.5 Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS ................................... 11

Gambar 2.6 Battery Charger type 180px .......................................................... 12

Gambar 2.7 Konstruksi MCB (a) dan bagian-bagian MCB (b) ........................ 14

Gambar 2.8 Karakteristik MCB ........................................................................ 15

Gambar 2.9 Konstruksi MCCB ......................................................................... 16

Gambar 2.10 Konstruksi Thermal Over Load Relay ........................................ 16

Gambar 2.11 Simbol kontak-kontak ................................................................. 19

Gambar 2.12 Konstruksi Kontaktor .................................................................. 20

Gambar 3.1 Flowchart Perhitungan Menentukan Kapasitas Genset yang

Digunakan ...................................................................................... 26

Gambar 4.1 Mitsubishi MGS0500B (a) dan Olympian GEH250-2 (b) ............ 33

Gambar 4.2 Metoda Starting Genset ................................................................. 37

Gambar 4.3 Rangkaian Battery Charger ........................................................... 39

Gambar 4.4 Hubungan Generator dengan Penggerak Mula ............................. 40

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kode Pengenalan Kabel ...................................................................... 21

Tabel 4.1 Total Load Actual dari LVMDP 1....................................................... 28

Tabel 4.2 Total Load Actual dari LVMDP 2....................................................... 29

Tabel 4.3 Total Load terpasang dari LVMDP 1................................................... 29

Tabel 4.4 Total Load terpasang dari LVMDP 2................................................... 30

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Unit Instalasi adalah sekumpulan perangkat serta peralatan teknik beserta

perlengkapannya yang dipasang pada posisinya dan siap dipergunakan seperti

generator, mesin diesel, bangunan pabrik, dan sebagainya. Dengan semakin

berkembangnya teknologi industri dan ekonomi di segala bidang, maka

mendorong PT Kunango Jantan untuk meningkatkan produksi dan pelayanannya

kepada kunsumen. PT Kunango Jantan merupakan salah satu pabrik pembuatan

tiang listrik yang ada di Indonesia yang membutuhkan daya listrik yang cukup

besar dan peranan tenaga listrik sangatlah penting karena semua proses produksi

menggunakan tenaga listrik.

Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut biasanya pihak industri

menyuplai dari PLN, akan tetapi energi listrik yang dibutuhkan pihak industri

tidak dapat sepenuhnya dapat dipenuhi oleh pihak PLN mengingat sering

terjadinya gangguan baik internal (pemadaman listrik oleh PLN) maupun

eksternal (hujan, petir) serta adanya beban puncak.

Di PT Kunango Jantan genset sangat dibutuhkan sebagai suplai cadangan

untuk ruangan-ruangan tertentu apabila terjadi gangguan pada PLN. Seperti:

ruang office, ruang produksi, kamar mandi, mushola dan kantin. Karena ruangan-

ruangan ini penting untuk kegiatan yang terus berlangsung.

Sedangkan pada mesin produksi dibutuhkan juga suplai cadangan jika

terjadi gangguan pada PLN. Karena pada saat PLN padam atau terganggu, mesin-

mesin produksi akan berhenti beroperasi. Berdasarkan hal diatas agar ruangan-

ruangan produksi tersebut tetap mendapat suplai energi listrik cadangan dan

beberapa mesin beroperasi dibutuhkan genset. Suplai cadangan listrik sebagai

back-up suplai cadangan utama yaitu generator set (genset).

1.2 Perumusan Masalah

Energi listrik sangat penting untuk menjalankan aktivitas PT. Kunango

Jantan, untuk memenuhi energi listriknya hanya dari satu sumber listrik yaitu

PLN. Sehingga jika PLN padam, maka terjadi pemadaman total.

Untuk itu, diperlukankan energi listrik cadangan. Energi listrik cadangan

itu adalah genset. Dengan genset dapat memberikan energi cadangan untuk

penerangan dan suplai ke beberapa mesin.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang diharapkan pada penelitian pembuatan skripsi ini :

1. Menghitung daya yang diperlukan genset di PT Kunango Jantan.

2. Menentukan rating pengaman yang digunakan terhadap beban-beban yang

disuplai genset.

3. Menentukan rating kontaktor yang digunakan terhadap beban-beban yang

disuplai genset.

1.4 Batasan Masalah

Berikut ini yang menjadi batasan masalah pada Tugas Akhir ini :

1. Pelaksanaan perancangan unit instalasi Generator Set di lakukan di PT

Kunango Jantan.

2. Tidak membahas parameter generator secara jelas.

3. Tidak membahas prinsip thermodinamika mesin diesel

4. Tidak merincikan catalog peralatan yang digunakan

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin dicapai dalam melakukan skripsi ini adalah

Merancang unit instalasi genset di PT Kunango Jantan. Yaitu untuk mengatasi

pemadaman total oleh PLN karena belum memiliki catu daya cadangan berupa

genset.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penjelasan Umum Diesel Generating Set

Diesel generating set adalah salah satu pembangkit listrik yang sering

digunakan dengan menggunakan bahan bakar, dan cocok untuk lokasi persediaan air

yang terbatas.

Diesel generating set memiliki keuntungan antara lain adalah:

Proses start mudah dilakukan, hanya membutuhkan sedikit waktu untuk

pemanasan, kemudian mesin dapat dibebani.

Mudah dimatikan, dengan kata lain mesin diesel dijalankan tanpa beban terlebih

dahulu hingga dingin kemudian mesin dapat dimatikan.

Fungsi utama dari diesel generating set adalah penyedia listrik yang

dapat berfungsi untuk :

Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan pada saat keadaan darurat

atau saat terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama (PLN).

Sebagai unit pembangkit bantuan yang dapat membantu suplai listrik dari PLN

atau sebagai pemikul beban tetap.

Sebagai unit pembangkit listrik pada beban puncak atau peak load

Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan pilihan yang sesuai untuk

diesel generating set antara lain adalah sebagai berikut:

Jarak dari beban dekat, hal ini bertujuan agar dapat menekan rugi-rugi

yang dapat ditimbulkan oleh konduktor menuju beban.

Persedian areal tanah dan air, hal ini disebabkan karena diesel generating set

tidak membutuhkan lahan yang besar jika dibandingkan dengan PLTU yang

membutuhkan lahan yang besar dengan kapasitas air yang banyak.

Pengangkutan bahan bakar, pertimbangan tersebut penting dilakukan. Hal ini

disebabkan untuk mengurangi jumlah dana yang tidak perlu, seperti

ongkos transportasi yang jauh.

Kebisingan dan kesulitan lingkungan.

2.2 Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik

Mengingat bahwa tenaga listrik tidak dapat disimpan, maka perlu

jaminan agar daya yang dibangkitkan oleh generator sama dengan kebutuhan

(beban). Pada umumnya beban selalu berubah sehingga daya yang dihasilkan

oleh generator selalu disesuaikan dengan beban yang berubah-ubah tersebut.

Demand factor adalah perbandingan antara beban puncak dengan beban

terpasang pada suatu beban listrik. Besar demand factor dapat diketahui

dari persamaan dibawah ini:

Demand Factor =

(2.1)

Faktor pusat listrik menunjukkan bagaimana peralatan listrik telah

dimanfaatkan, factor ini dipakai sebagai standar dalam membuat penilaian

ekonomis dari pusat listrik. Faktor ini dapat juga dipakai untuk menunjukkan

dan menentukan ketepatan kapasitas dari peralatan.

Beban pada suatu sistem tenaga terjadi karena adanya permintaan

tenaga yang sifatnya berbeda-beda. Dalam suatu sistem tenaga kebutuhan listrik

untuk penerangan besar, variasi beban dalam satu hari juga besar, dengan

puncaknya pada waktu siang – malam hari.

2.3 Mesin Diesel

Mesin diesel atau motor diesel adalah sejenis motor bakar pembakaran

dalam (internal combustion engine), yang dimana pembakaran dalam yang

dimaksud adalah bahan bakar dan udara, terbakar di dalam ruang bakar, di dalam

silinder, yaitu ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala torak dan kepala

silinder.

Pada motor diesel dipakai bahan bakar minyak solar atau minyak diesel.

Bahan bakar dan udara dimasukkan berturut-turut ke dalam silinder. Mula-mula

udara bersih, terlebih dulu dimasukkan ke dalam katub isap, kemudian udara

tersebut di komplimer (dipapatkan) oleh torak ke atas, hingga tekanan udara naik

(35-40 kg/cm2) akibatnya suhu menjadi tinggi, lebih tinggi dari pada suhu nyala

bahan bakar.

Kemudian bahan bakar dimasukkan ke dalam silinder dan bahan bakar

mengalami proses pengkabutan dan berbentuk gas, gas tersebut bersentuhan dan

bercampur dengan udara panas yang ada dalam silinder dan terjadilah pembakaran

dengan suhu sekitar 1200 – 16000 C.

Gambar 2.1 Penampang Tengah ruang bakar mesian diesel

Pada prinsipnya siklus diesel secara ideal mirip siklus otto akan tetapi

proses pemasukan kalornya dilakukan dengan tekanan konstan. Diagram dibawah

ini merupakan diagram siklus otto.

Gambar 2.2 Diagram Siklus Otto

Langkah-langkah proses siklus otto adalah sebagai berikut:

1-2 : Proses kompresi adiabatic.

2-3 : Proses pemasukan kalor masuk, volume konstan.

3-4 : Proses ekspansi adiabatic.

4-1 : Proses pengeluaran kalor, volume konstan.

Q1 : Panas masuk.

Q2 : Panas keluar.

2.3.1 Cara Kerja Mesin Diesel

Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan

energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada mesin

diesel/engine terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara

murni yang dimampatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (± 30 arm),

sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar

disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik

nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis.

Pada mesin diesel penambahan panas atau energi senantiasa dilakukan pada

tekanan yang konstan. Pada mesin diesel, piston melakukan 2 langkah pendek menuju

kepala silinder pada setiap langkah daya.

1. Langkah ke atas yang pertama merupakan langkah pemasukan dan

penghisapan, di sini udara dan bahan bakar masuk sedangkan poros engkol

berputar ke bawah.

2. Langkah kedua merupakan langkah kompresi, poros engkol terus berputar

menyebabkan torak naik dan menekan bahan bakar sehingga terjadi

pembakaran. Kedua proses ini (1 dan 2) termasuk proses pembakaran.

3. Langkah ketiga merupakan langkah ekspansi dan kerja, di sini kedua katup

yaitu katup isap dan buang tertutup sedangkan poros engkol terus berputar

dan menarik kembali torak ke bawah.

4. Langkah keempat merupakan langkah pembuangan, disini katup buang

terbuka dan menyebabkan gas akibat sisa pembakaran terbuang keluar. Gas

dapat keluar karena pada proses keempat ini torak kembali bergerak naik ke

atas dan menyebabkan gas dapat keluar. Kedua proses terakhir ini (3 dan 4)

termasuk proses pembuangan.

5. Setelah keempat proses tersebut, maka proses berikutnya akan mengulang

kembali proses yang pertama, dimana udara dan bahan bakar masuk

kembali.

Gambar 2.3 Cara kerja mesin diesel

Berdasarkan kecepatan proses diatas maka mesin diesel dapat digolongkan

menjadi 3 bagian, maka:

1. Diesel kecepatan rendah (n < 400 rpm)

2. Diesel kecepatan menengah (400 - 1000 rpm)

3. Diesel kecepatan tinggi (n >1000 rpm)

Sistem starting adalah proses untuk menghidupkan/menjalankan mesin diesel.

Ada 3 macam sistem starting yaitu:

1. Sistem start manual

Sistem start ini dipakai untuk mesin diesel dengan daya yang relatif kecil

yaitu < 30 PK. Cara untuk menghidupkan mesin diesel pada sistem ini adalah

dengan menggunakan penggerak engkol start pada poros engkol atau poros

hubung yang akan digerakkan oleh tenaga manusia. Jadi sistem start ini sangat

bergantung pada faktor manusia sebagai operatornya.

2. Sistem start elektrik

Sistem ini dipakai oleh mesin diesel yang memiliki daya sedang yaitu <

500 PK. Sistem ini menggunakan motor DC dengan suplai listrik dari baterai/accu

12 atau 24 volt untuk menstart diesel. Saat start, motor DC mendapat suplai listrik

dari baterai atau accu dan menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan

diesel sampai mencapai putaran tertentu. Baterai atau accu yang dipakai harus

dapat dipakai untuk menstart sebanyak 6 kali tanpa diisi kembali, karena arus start

yang dibutuhkan motor DC cukup besar maka dipakai dinamo yang berfungsi

sebagai generator DC.

Pengisian ulang baterai atau accu digunakan alat bantu berupa battery

charger dan pengaman tegangan. Pada saat diesel tidak bekerja maka battery

charger mendapat suplai listrik dari PLN, sedangkan pada saat diesel bekerja

maka suplai dari battery charger didapat dari generator. Fungsi dari pengaman

tegangan adalah untuk memonitor tegangan baterai atau accu. Sehingga

apabila tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai 12/24 volt, yang

merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery charger dengan

baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.

3. Sistem start kompresi

Sistem start ini dipakai oleh diesel yang memiliki daya besar yaitu > 500

PK. Sistem ini memakai motor dengan udara bertekanan tinggi untuk start dari

mesin diesel. Cara kerjanya yaitu dengan menyimpan udara ke dalam suatu botol

udara. Kemudian udara tersebut dikompresi sehingga menjadi udara panas dan

bahan bakar solar dimasukkan ke dalam Fuel Injection Pump serta disemprotkan

lewat nozzle dengan tekanan tinggi. Akibatnya akan terjadi pengkabutan dan

pembakaran di ruang bakar.

Pada saat tekanan di dalam tabung turun sampai batas minimum yang

ditentukan, maka kompressor akan secara otomatis menaikkan tekanan udara di

dalam tabung hingga tekanan dalam tabung mencukupi dan siap dipakai untuk

melakukan starting mesin diesel.

2.2.2 Faktor Kecepatan

Dalam pemilihan mesin diesel, faktor kecepatan menentukan apakah

mesin yang akan digunakan adalah mesin dengan kecepatan tinggi atau rendah.

Untuk menghitung besarnya faktor kecepatan dapat dilihat pada persamaan

dibawah ini.

Cs =

(2.2)

Keterangan:

Cs : Faktor kecepatan

n : Putaran mesin diesel (rpm)

l : panjang langkah (ft).

Dari persamaan diatas maka kecepatan untuk mesin diesel dapat dibagi

menjadi 4 (empat) kelas, yaitu:

1. Mesin kecepatan rendah dengan faktor kecepatan < 3.

2. Mesin kecepatan sedang dengan faktor kecepatan 3 sampai 9.

3. Mesin kecepatan tinggi dengan faktor kecepatan 9 sampai 27.

4. Mesin dengan kecepatan sangat tinggi dengan faktor kecepatan 27

sampai 81.

2.3 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch)

Gambar 2.4 Hubungan AMF dengan alat pengontrol

ATS adalah singkatan dari Automatic Transfer Switch, yaitu proses

pemindahan penyulang dari penyulang/sumber listrik yang satu ke sumber listrik

yang lain secara bergantian sesuai perintah pemrograman, ATS adalah

pengembangan dari COS atau yang biasa disebut secara jelas sebagai Change

Over Switch, beda keduanya adalah terletak pada sistim kerjanya, untuk ATS

kendali kerja dilakukan secara otomatis, sedangkan COS dikendalikan atau

dioperasikan secara manual.

AMF adalah singkatan dalam istilah kelistrikan dari Automatic Main

Failure yang maksudnya menjelaskan cara kerja otomatisasi terhadap sistem

terhadap sistem kelistrikan cadangan apabila terjadi gangguan pada

sumber/penyulang listrik utama (Main), istilah ini secara umum sering dijabarkan

sebagai sistim kendali start dan stop genset, baik itu diesel generator, genset gas

maupun turbin.

2.3.1 Cara Kerja AMF dan ATS

Gambar 2.5 Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS

Catu daya utama (PLN) tidak selalu menyalurkan energi listriknya, kadang

mengalami gangguan. Automatic Main Failure (AMF) dapat mengendalikan

transfer suatu alat dari suplai utama ke suplai cadangan atau dari suplai cadangan

ke suplai utama. AMF akan beroperasi saat catu daya utama (PLN) padam dengan

mengatur catu daya cadangan (genset). Sumber listrik dari PLN saat beroperasi

tegangannya naik turun.

Kira-kira 10% dari tegangan nominalnya atau hilang. Sehingga sinyal

gangguan akan masuk ke AMF pada pemrosesan, sinyal diolah menghasilkan

perintah ke penggerak dapat berupa pemutusan kedua catu daya yang sedang

beroperasi dengan system saling mengunci (interlock). AMF dapat mengatur

genset beroperasi jika PLN mati dan memutuskan jika PLN hidup lagi.

2.4 Baterai (Accu) dan Battery Charger

Alat yang memiliki sumber energi kimia yang dapat menghasilkan energi

listrik disebut dengan electric cell (sel listrik). Dan ketika beberapa sel listrik

tersebut dihubungkan secara elektrik akan menjadi baterai.

Baterai ini terdiri dari elektoda dan elektrolit. Elektroda berbentuk pelat

(lapisan, sedangkan elektrolit berbentuk larutan). Ketika elektoda dihubungkan

dengan suatu konduktor akan terjadi pergerakan arus dalam elektrolit tersebut.

Elektoda ini ada dua macam yaitu katoda dan anoda.

Katoda adalah elektoda negatif berfungsi sebagai pemberi elektron dan

elektrolit. Anoda adalah elektoda positif berfungsi sebagai penerima elektron.

Gambar 2.6 Battery Charger type 180px

Battery charger ini biasanya sebagai charger yaitu alat ini mendapat suplai

listrik dari sumber PLN atau dari generator itu sendiri. Battery charger untuk

mengisi energi listrik ke accu. Accu ini biasanya berkapasitas 12/24 V, maka

battery charger ini harus dapat mengisi accu sampai kapasitas tersebut. Accu ini

digunakan untuk menstart motor dc yang akan menggerakkan generator. Battery

charger ini akan mengisi accu atau baterai sebesar 12/24 V yang digunakan untuk

menstart genset. Suplai dapat dari PLN atau generator itu sendiri.

Beterai yang dialiri listrik akan terjadi pergerakan molekul dalam

elektrolit. Pada saat sel baterai timah hitam tidak dibebani yang berisi larutan

elektrolit berupa H2SO4 dalam sel baterai. Maka H2SO4 akan terurai menjadi ion

positif (2H+) dan ion negatif (SO4-). Reaksinya sebagai berikut.

H2SO4 2H+ + SO4-

Sedangkan pada saat sel baterai dibebani maka ion negatif SO4- dengan

katoda yaitu pelat timah murni (Pb). Ion tersebut dan katoda akan bereaksi

menjadi timah sulfat (PbSO4) yang melepaskan dua elektron. Dan ion hidrogen

(H+) akan bereaksi dengan pelat timah peroksida (PbO3) sebagai anoda menjadi

timah sulfat (PbSO4) yang melepaskan dua elektron, lalu bersenyawa dengan satu

atom hidrogen yang membentuk molekul air H2O. Reaksinya sebagai berikut.

PbO2 + Pb + 2H2SO4 PbSO4 + 2H2O

2.5 Pengaman untuk Peralatan

2.5.1 MCB

MCB sering disebut juga pengaman otomatis. Pengaman otomatis ini

memutuskan sirkit secara otomatis apabila arusnya melebihi setting dari MCB

tersebut. Pengaman otomatis dapat langsung dioperasikan kembali setelah

mengalami pemutusan (trip) akibat adanya gangguan arus hubung singkat dan

beban lebih.

Jenis-Jenis MCB

Berdasarkan waktu pemutusannya, pengaman-pengaman otomatis dapat

terbagi atas Otomat-L, Otoma-H, dan Otomat-G.

1. Otomat-L (Untuk Hantaran)

Pada Otomat jenis ini pengaman termisnya disesuaikan dengan meningkatnya

suhu hantaran. Apabila terjadi beban lebih dan suhu hantarannya melebihi

suatu nilai tertentu, elemen dwi logamnya akan memutuskan arusnya. Kalau

terjadi hubung singkat, arusnya diputuskan oleh pengaman

elekromagnetiknya. Untuk arus bolak-balik yang sama dengan 4 In-6 In dan

arus searah yang sama dengan 8 In pemutusan arusnya berlangsug dalam

waktu 0.2 sekon.

2. Otomat-H (Untuk Instalasi Rumah)

Secara termis jenis ini sama dengan Otomat-L. Tetapi pengaman

elektromagnetiknya memutuskan dalam waktu 0,2 sekon, jika arusnya

sama dengan 2,5 In–3 In untuk arus bolak-balik atau sama dengan 4 In

untuk arus searah. Jenis Otomat ini digunakan untuk instalasi rumah.

Pada instalasi rumah, arus gangguan yang rendah pun harus diputuskan

dengan cepat. Jadi kalau terjadi gangguan tanah, bagian-bagian yang

terbuat dari logam tidak akan lama bertegangan.

3. Otomat-G

Jenis Otomat ini digunakan untuk mengamankan motor-motor listrik

kecil untuk arus bolak-balik atau arus searah, alat-alat listrik dan juga

rangkaian akhir besar untuk penerangan, misalnya penerangan pabrik.

Pengaman elektromagnetiknya berfungsi pada 8 In-11 In untuk arus

bolak-balik atau pada 14 In untuk arus searah. Kontak-kontak

sakelarnya dan ruang pemadam busur apinya memiliki konstruksi

khusus. Karena itu jenis Otomat ini dapat memutuskan arus hubung

singkat yang besar, yaitu hingga 1500 A.

(a) (b)

Gambar 2.7 Konstruksi MCB (a) dan bagian-bagian MCB (b)

Keterangan gambar (b) :

1. Tuas Operasi Strip 5. Bimetal

2. Aktuator Mekanis 6. Sekrup Kalibrasi

3. Kontak Bergerak 7. Kumparan magnetis

4. Terminal Bawah 8. Ruang busur api

Cara kerja MCB

1. Thermis; prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua

jenis logam yang koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas

jadi satu keping (bimetal) dan dihubungkan dengan kawat arus. Jika arus

yang melalui bimetal tersebut melebihi arus nominal yang diperkenankan

maka bimetal tersebut akan melengkung dan memutuskan aliran listrik.

2. Magnetik; prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat yang

cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi

elektromagnetis. Semakin besar arus hubung singkat, maka semakin besar

gaya yang menggerakkan sakelar tersebut sehingga lebih cepat memutuskan

rangkaian listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off. Busur api

yang terjadi masuk ke dalam ruangan yang berbentuk pelat-pelat, tempat

busur api dipisahkan, didinginkan dan dipadamkan dengan cepat.

3.

H L G

I

Gambar 2.8 Karakteristik MCB

2.5.2 MCCB

MCCB atau Moulded Case Circuit Breaker adalah alat pengaman yang

berfungsi sebagai pengamanan terhadap arus hubung singkat dan arus beban

lebih. MCCB memiliki rating arus yang relatif tinggi dan dapat disetting sesuai

kebutuhan. Spesifikasi MCCB pada umumnya dibagi dalam 3 parameter operasi

yang terdiri dari:

Ue (tegangan kerja), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai berikut:

Ue = 250 V dan 660 V

Ie (arus kerja), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai berikut:

Ie = 40 A-2500 A

Icn (kapasitas arus pemutusan), spesifikasi standar MCCB digambarkan sebagai

berikut:

Icn = 12 kA-200 kA

Gambar 2.9 Konstruksi MCCB

2.5.3 Thermal Over Load Relay

Thermal Over Load Relay (TOLR) adalah suatu pengaman beban lebih

menurut PUIL 2000 bagian 5.5.4.1 yaitu proteksi beban lebih (arus lebih)

dimaksudkan untuk melindungi motor dan perlengkapan kendali motor, terhadap

pemanasan berlebihan sebagai akibat beban lebih atau sebagai akibat motor tak

dapat diasut. Beban lebih atau arus lebih pada waktu motor berjalan bila bertahan

cukup lama akan mengakibatkan kerusakan atau pemanasan yang berbahaya pada

motor tersebut. TOLR memiliki rating yang berbeda-beda tergantung dari

kebutuhan biasanya tiap-tiap TOLR batas ratingnya dapat diatur.

Gambar 2.10 Konstruksi Thermal Over Load Relay

Cara kerja TOLR

TOLR pada prinsipnya terdiri dari 2 buah macam logam yang berbeda

tingkat pemuaian yang ber beda pula. Kedua logam tersebut dilekatkan menjadi

satu yang disebut bimetal. Apabila bimetal tersebut dipanasi maka akan

membengkak karena perbedaan tingkat pemuaian kedua logamnya.

Bimetal tersebut diletakan didekat sebuah elemen pemanas yang dilalui

oleh arus menuju beban ujung yang satu dipasang tetap sedangkan yang lainnya

dipasang bebas bergerak dan membengkok dan dapat membukakan kontak-

kontaknya dengan demikian rangkaian beban atau motor akan terputus.

Besarnya arus yang diperlukan untuk mengerjakan bimetal sebanding

dengan besarnya arus yang diperlukan untuk membuat alat pengaman terputus.

Di dalam penggunaanya sesuai dengan PUIL 2000 pasal 5.5.4.3 bahwa

gawai proteksi beban lebih yang digunakan adalah tidak bolehh mempunyai nlai

pengenal, atau disetel pada nilai yang lebih tinggi dari yang diperlukan untuk

mengasut motor pada beban penuh. Oleh karena itu, waktu tunda gawai proteksi

beban lebih tersebut tidak boleh lebih lama dari yang diperlukan untuk

memungkinkan motor diasut dan dipercepat pada beban penuh.

2.6 Saklar

2.6.1 Saklar Mekanis

Saklar sebagai penghubung dan pemutus arus listrik. Dalam instalasi

listrik, penghubung dan pemutus arus listrik secara manual disebut dengan saklar

mekanis diantaranya saklar togel (toggle swich).

Beberapa jenis saklar togel antara lain:

1. Saklar SPST (Single Pole Single Throw Switch), merupakan saklar togel yang

terdiri dari satu kutub dengan satu arah, yaitu sebagai pemutus dan penghubung

saja. Saklar ini hanya digunakan pada motor dengan daya > 1 HP.

2. Saklar SPDT (Single Pole Double Throw Switch), merupakan saklar yang terdiri

dari satu kutub dengan dua arah hubungan. Saklar ini dapat bekerja sebagai

penukar. Dalam pemutusan dan menghubungkan hanya bagian kutub positif atau

fasanya saja.

3. Saklar DPST (Double Pole Single Throw Switch), merupakan saklar yang terdiri

dari dua kutub dengan satu arah. Jadi hanya dapat menghubung dan memutus

saja. Untuk jenis konstruksi putar jenis saklar ini banyak dijumpai pada kotak

sekring instalasi rumah (panel hubung bagi yang paling sederhana).

4. Saklar DPDT (Double Pole Double Throw Switch), merupakan saklar yang terdiri

dari dua kutub dengan dua arah. Saklar jenis ini dapat digunakan sebagai

penukar. Pada instalai motor dapat digunakan sebagai pembalik putaran motor

arus arus searah dan dan motor satu fasa. Juga dapat digunakan sebagai

pelayanan dua sumber tegangan pada satu motor.

5. Saklar TPST (Three Pole Single Trhow Switch), merupakan sakelar dengan satu

arah pelayanan. Digunakan untuk motor 3 fasa atau system 3 fasa lainnya.

6. Saklar TPDT (Three Pole Double Trhow Switch), merupakan saklar dengan tiga

kutub yang dapat bekerja kedua arah. Saklar ini digunakan pada instalasi motor

tiga fasa atau system tiga fasa lainnya. Juga dapat digunakan sebagai pembalik

putar motor 3 fasa, layanan motor 3 fasa dari dua sumber dan juga sebagai starter

bintang segitiga yang sangat sederhana.

2.6.2 Kontaktor

Kontaktor adalah gawai elektromekanik yang dapat berfungsi sebagai

penyambung dan pemutus rangkaian, yang dapat dikendalikan dari jarak jauh

pergerakan kontak-kontaknya terjadi karena adanya gaya elektromagnet.

Kontaktor magnet merupakan sakelar yang bekerja berdasarkan kemagnetan,

artinya bekerja bila ada gaya kemagnetan. Magnet berfungsi sebagai penarik dan

pelepas kontak-kontak. Arus kerja normal adalah arus yang mengalir selama

pemutaran tidak terjadi. Kumparan/belitan magnet (coil) suatu kontaktor magnet

dirancang untuk arus searah (DC) saja atau arus bolak-balik (AC) saja.

Bila kontaktor untuk arus searah digunakan pada arus bolak-balik, maka

kemagnetannya akan timbul dan hilang setiapa saat mengikuti bentuk gelombang

arus bolak-balik. Sebaliknya jika kontaktor yang dirancang untuk arus bolak-balik

digunakan pada arus searah, maka pada kumparan itu tidak timbul induksi listrik,

sehingga kumparan menjadi panas. Jadi kontaktor yang dirancang untuk arus

searah, digunakan untuk arus searah saja. Juga untuk arus bolak-balik.

Umumnya kontaktor magnet akan bekerja normal bila tegangannya

mencapai 85% tegangan kerjanya, bila tegangan turun kontaktor akan bergetar.

Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya.

Kontak-kontak pada kontaktor ada dua macam yaitu kontak utama dan

kontak bantu. Sedangkan menurut kerjanya, kontak-kontak dibedakan menjadi

dua yaitu Normally Open (NO) dan Normally Close (NC).

Kontak NO adalah pada saat kontaktor tidak mendapat masukan listrik

kontak terbuka, sedangkan pada saat kontaktor mendapat masukan listrik maka

kontak akan tertutup. Sedangkan kontak NC adalah pada saat kontaktor tidak

mendapat masukan listrik, kontak tertutup sedangkan pada saat kontaktor

mendapat masukan listrik, kontak terbuka.

Gambar 2.11 Simbol kontak-kontak

Penandaan kontak-kontak mempunyai aturan sebagai berikut:

Penomoran kontak utama adalah 1, 3, 5 dan 2, 4, 6.

Penomoran kontak bantu adalah

a. *1 - *2 untuk NC, contoh 11-12, 21-22, 31-32 dan seterusnya.

b. *3 - *4 untuk NO, contoh 13-14, 23-24, 33-34 dan seterusnya.

Kode terminasi kontaktor

A dan B : terminal koil kontaktor

1, 3, 5 : terminal kontak utama (input)

2, 4, 6 : terminal kontak utama (output)

31, 41 : terminal kontak bantu NC (input)

32, 42 : terminal kontak antu NC (output)

13, 23 : terminal kontak bantu NO (input)

14, 24 : terminal kontak bantu NO (output)

Gambar 2.12 Konstruksi Kontaktor

2.7 Perlengkapan Instalasi Tenaga

2.7.1 Penghantar

Penghantar yang digunakan adalah berupa kabel yang memiliki

bermacam-macam jenisnya. Penghantar untuk instalasi lisrik telah diatur dalam

PUIL 2000. Menurut PUIL 2000 pasal 7.1.1 Persyaratan umum penghantar,

bahwa “semua penghantar yang digunakan harus dibuat dari bahan yang

memenuhi syarat, sesuai dengan tujuan penggunaannya, serta telah diperiksa dan

diuji menurut standar penghantar yang dikeluarkan atau diakui oleh instansi yang

berwenang.”

Jenis Penghantar

Dilihat dari jenisnya penghantar dibedakan menjadi:

Kabel instalasi

Kabel instalasi ini digunakan untuk instalasi penerangan, jenis kabel yang banyak

digunakan untuk instalasi rumah tinggal yang pemasangannya tetap yaitu NYA

dan NYM.

Kabel tanah

Terdapat dua jenis kabel tanah yaitu :

a. Kabel tanah termoplastik tanpa perisai

b. Kabel tanah bthermoplastik berperisai

Kabel Fleksibel

Tabel 2.1 Kode Pengenal Kabel

Huruf Kode Kode Komponen

N Kabel jenis standar dengan tembaga sebagai penghantar

NA Kabel jenis standar dengan aluminium sebagai penghantar

Y Isolasi PVC

Re Penghantar padat bulat

M Selubung PVC

A Kawat Berisolasi

Rm Penghantar bulat berkawat banyak

Se Penghantar padat bentuk sektor

Sm Penghantar dipilin bentuk sektor

-1 Kabel dengan sistem pengenal warna urat dengan hijau-kuning

-0 Kabel dengan sistem pengenal warna urat tanpa hijau-kuning

2.7.2 Pemilihan Luas Penampang Penghantar

Pemilihan luas penampang penghantar harus mempertimbangkan hal-hal

berikut ini:

1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)

Menurut PUIL 2000 pasal 5.5.3.1 bahwa “penghantar sirkit akhir

yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai KHA kurang dari

125% arus pengenal beban penuh.”

Untuk Arus Searah : In = P/V (A)

Untuk Arus Bolak-balik Satu Fasa: In = P/(V.Cos φ) (A)

Untuk Arus Bolak-balik Tiga Fasa: In = P/(√3 .V.Cos φ) (A)

KHA = 125% x In (2.3)

Dimana:

I = Arus Nominal Beban Penuh (A)

P = Daya Aktif (W)

V = Tegangan (V)

Cos φ = Faktor Daya

2. Drop Voltage

Drop voltage atau disebut dengan susut tegangan merupakan

perbedaan antara tegangan sumber dengan tegangan di beban, karena

tegangan di beban tidak sama dengan tegangan sumber yaitu tegangan di

beban lebih kecil dari tegangan sumber, dapat disebabkan oleh factor arus

dan impedansi saluran.

3. Sifat Lingkungan

Sifat lingkungan merupakan kondisi dimana penghantar itu

dipasang. Faktor-faktor berikut harus diperhatikan:

Penghantar dapat dipasang atau ditanam dalam tanah denagan

memperhatikan kondisi tanah yang basah, kering atau lembab. Itu

akan berhubungan dengan pertimbangan bahan isolasi penghantar

yang digunakan.

Suhu lingkungan seperti suhu kamar dan suhu tinggi, penghantar

yang digunakan akan berbeda.

Kekuatan mekanis, misalnya: pemasangan penghantar di jalan raya

berbeda dengan di dalam ruangan atau tempat tinggal. Penghantar

yang terkena beban mekanis, harus dipasang di dalam pipa baja atau

pipa beton sebagai pelindungnya.

4. Kemungkinan Lainnya

Kemungkinan lainnnya merupakan kemungkinan-kemungkinan yang

akan terjadi di masa yang akan datang. Seperti penambahan beban yang

akan mengacu pada kenaikan arus beban sehingga perhitungan KHA

penghantar untuk memilih luas penampang penghantar akan berbeda.

Drop tegangan maksimum yang diizinkan adalah dua persen untuk

penerangan dan lima persen untuk instalasi daya.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

Lokasi : PT. Kunago Jantan Jl. By Pass Km. 25 Korong Sei. Pinang,

Kanagarian Kasang, Padang Pariaman (Sumatera Barat).

3.2 Waktu Penelitian

Penelitian akan dilakukan pada bulan Juli 2016. Tanggal 08 – 19 Juli 2016,

Pukul 10.00 WIB s/d 21.00 WIB atau sesuai jam kerja yang berlaku di lokasi

penelitian (PT Kunango Jantan).

3.3 Jenis Penelitian

Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah-langkah yang benar

sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian

ini adalah metode observasi.

3.4 Sumber Data

Data-data yang akan diperlukan nantinya dalam proses pembuatan laporan

Tugas Akhir diperoleh dari:

1. Observasi

Penulis mengamati secara langsung ditempat operator dan mencatat

data-data dilapangan yang diperlukan untuk dianalisa.

2. Wawancara

Metode wawancara ini dilakukan dengan cara menanyakan hal-hal yang

sekiraya belum penulis ketahui kepada pembimbing dilapangan.

3. Studi Pustaka

Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku pendukung dan

mencari data yang diperlukan mengenai hal-hal atau materi yang

dianalisa.

4. Bimbingan

Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang

berkaitan dengan analisa dari penelitian dari pembimbing, baik dosen

maupun orang yang mengerti akan topik penelitian.

3.5 Data dan Peralatan yang Digunakan

3.5.1 Data

Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah:

a. Data Total Load Actual dari :

1. LVMDP 1

2. LVMDP 2

b. Data spesifikasi dari motor dan mesin pada Pabrik Pipa di PT.

Kunango Jantan.

3.5.2 Peralatan

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

a. 1 (satu) unit alat ukur Tang Ampere

b. 1 (satu) unit Laptop

c. Dan sebagainya.

3.6 Teknik Penelitian

Gambar 3.1 Flowchart Perhitungan Menentukan Kapasitas Genset yang digunakan

MULAI

PENGAMBILAN

DATA DARI PANEL

LVMDP

MASUKKAN DATA DRI

TIAP PENGAMBILAN DATA

PANEL LVMDP

PERHITUNGAN UNTUK

MENENTUKAN KAPASITAS

GENSET YANG AKAN DI

GUNAKAN

HASIL PERHITUNGAN

KONVERGEN

CETAK HASIL

SELESAI

TIDAK

YA

3.7 Pelaksanaan Penelitian

Secara garis besar yang akan dilakukan selama pelaksananan penelitian

adalah :

a. Membuat yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah instalasi generator

set di PT Kunango Jantan

b. Data setiap panel LVMDP dapat dimasukan kedalam rumus setelah

dilakukan pengukuran.

c. Masukan data studi kasus yang ditinjau.

d. Melakukan perhitungan menggunakan rumus yang berhubungan dengan

instalasi generator set.

e. Penentuan kapasitas generator set dapat diketahui setelah melalui

pengukuran, perhitungan dan melalui analisis.

f.

3.8 Populasi

Populasi adalah seluruh objek yang dimaksudkan untuk diselidiki, dimana

objek tersebut setidak-tidaknya memiliki satu kesamaan sifat.

BAB IV

HASIL DAN ANALISIS

4.1 Data

4.1.1 Data Total Load Actual Pengukuran Panel Distribusi yang akan

Disuplai Genset

Data total load actual merupakan data pengukuran puncak beban yang

terjadi setiap harinya. Data ini didapat dari pengukuran pada jam 18.00 WIB.

Karena pada jam ini beban puncak terjadi. Di sini data diambil berdasar load

actual. Load actual adalah pengukuran besar beban yang terjadi. Besar beban

diukur pada masing-masing panel distribusi.

Table 4.1 Total Load Actual dari LVMDP 1

No Name of Panel

Load

Setting

(A)

V

3P

(V)

Cos

Load

Pengukuran

(A)

P

3P

(kW)

S

3P

(kVA)

1 Pabrik Tiang Besi 800 380 0,85 275,2 153,9 181,1

2 Pabrik Pipa 800 380 0,85 340,5 190,4 224,1

3 Gudang Repairing 400 380 0,85 20,3 11,3 13,2

4 Workshop 1 800 380 0,85 91,6 51,2 60,2

5 Workshop 2 800 380 0,85 33,7 18,8 22,1

Total Load Pengukuran 761,3

Total kW

425,6

Total kVA

500,7

Table 4.2 Total Load Actual dari LVMDP 2

No Name of Panel

Load

Setting

(A)

V

3P

(V)

Cos

Load

Pengukuran

(A)

P

3P

(kW)

S

3P

(kVA)

1 Pabrik Crusher 400 380 0,85 202,5 113,2 133,2

2 Pabrik Elbow 600 380 0,85 55,8 31,2 36,7

3 Office 150 380 0,85 14,2 7,9 9,3

Total Load Pengukuran 272,5

Total kW 152,3

Total kVA 179,2

4.1.2 Data Total Load Terpasang Panel Distribusi yang akan Disuplai Genset

Table 4.3 Total Load terpasang dari LVMDP 1

No Name of Panel

V

3P

(V)

Cos

P

3P

(kW)

S

3P

(kVA)

1 Pabrik Tiang Besi 380 0,85 162,5 191,1

2 Pabrik Pipa 380 0,85 210,4 247,5

3 Gudang Repairing 380 0,85 14,6 17,1

4 Workshop 1 380 0,85 60,3 70,9

5 Workshop 2 380 0,85 22,6 26,5

Total P 470,4

Total S 531,1

Table 4.4 Total Load terpasang dari LVMDP 2

No Name of Panel

V

3P

(V)

Cos

P

3P

(kW)

S

3P

(kVA)

1 Pabrik Crusher 380 0,85 143,2 168,4

2 Pabrik Elbow 380 0,85 38,5 45,2

3 Office 380 0,85 8,2 9,6

Total P 189,9

Total S

223,2

4.2 Perancangan

4.2.1 Deskripsi Perancangan

Dalam perancangan ini, penulis akan merancang genset dengan penentuan

daya genset berdasar beban maksimum yang terukur pada jam 18.00 WIB di PT

Kunango Jantan. Karena permintaan dari perusahaan tersebut, besarnya daya

genset yang digunakan berdasar beban maksimum terukur dari setiap panel

distribusi. Dan catu daya cadangan atau genset hanya digunakan untuk mensuplai

beberapa panel distribusi.

LVMDP 1, terdiri dari panel distribusi.

1. Pabrik Tiang Besi

2. Pabrik Pipa

3. Gudang Repairing

4. Workshop 1

5. Workshop 2

LVMDP 2, terdiri dari panel distribusi.

1. Pabrik Crusher

2. Pabrik Elbow

3. Ofiice

Perancangannya menggunakan dua genset untuk dua LVMDP. Pada

LVMDP 1 tegangan yang digunakan adalah 380 V, maka perancangan tegangan

genset yang digunakan sebesar 380/220 V. Dan untuk LVMDP 2 tegangan yang

digunakan sama dengan LVMDP 1 yaitu 380 V, maka perancangan tegangan

genset yang digunakan juga sebesar 380/220 V.

4.2.2 Menentukan Daya yang Digunakan Genset

Penaksiran beban maksimum yang biasanya terjadi pada jam 18.00-21.00

WIB. Karena PT Kunango Jantan siang dan malam aktivitas produksi terus

berjalan. Mesin-mesin beroperasi yang membutuhkan energi listrik yang besar

pula. Data yang diperoleh dengan perkiraan beban maksimum sebesar 761,3 A

untuk LVMDP 1 dan 272,5 A untuk LVMDP 2.

Sehingga daya genset yang terukur untuk LVMDP 1 sebesar 425,6 kW

dan LVMDP 2 sebesar 152,3 kW. Daya tersebut merupakan daya genset sebesar

80% dari daya genset sebesar 100%. Daya genset yang terpasang untuk LVMDP

1 sebesar 470,4 kW dan LVMDP 2 sebesar 189,9 kW. Agar daya genset yang

digunakan mencapai 100%, untuk itu dilakukan perhitungan.

Terlebih dahulu mencari Demand Factor (DF) selanjutnya menentukan

kapasitas daya yang harus digunakan genset, dengan rumus sebagai berikut.

(Hasan Basri, 1997;12)

DF =

Kapasitas daya = DF x Beban total terpasang x Faktor keamanan trafo

= DF x Beban total terpasang x 125%

a) LVMDP 1

P = 467,6 kW

Cos = 0,85

Perhitungan:

DF =

= 0,904

Kapasitas daya = 0,904 x 470,4 kW x 125% = 531,52 kW

b) LVMDP 2

P = 152,3 kW

Cos = 0,85

Perhitungan:

DF =

= 0,802

Kapasitas daya = 0,802 x 189,9 kW x 125% = 190,37 kW

Kebutuhan daya genset yang digunakan setelah dilakukan perhitungan

adalah 531,52 kW untuk LVMDP 1 dan 190,37 kW untuk LVMDP 2.

4.2.3 Menentukan Rating Kinerja Daya Genset

Dalam menentukan rating kinerja daya Genset di PT. Kunango Jantan

direncanakan penggunaannya digunakan pada saat beban puncak yaitu jam 6 sore

sampai jam 9 malam.. Untuk menghindari kerja Generator Set yang berat, maka

diambil asumsi daya total yang akan disuplai adalah 0,85 dari daya total

Generator Set. Besar kapasitas Generator Set yang akan digunakan adalah sebagai

berikut : (P.Van Harten, 1992;144)

a) LVMDP 1 = Genset 1 =

=

= 625,35 kVA

Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog mitsubishi adalah

630 kVA.

b) LVMDP 2 = Genset 2 =

=

= 223,96 kVA

Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog caterpillar adalah

250 kVA.

Besar daya mesin Generator Set sebaiknya di pilih lebih besar dari 625,35

kVA dan 223,96 kVA. Dari besar daya unit tersebut pertimbangan dan

penambahan kebutuhan beban maka dipilih Generator Set Mitsubishi MGS0500B

yang memiliki rating kinerja daya genset yaitu 630 kVA dan Generator Set

Olympian GEH250-2 yaitu 250 kVA yang juga memiliki konsumsi bahan bakar

yang rendah.

(a) (b)

Gambar 4.1 Mitsubishi MGS0500B (a) dan Olympian GEH250-2 (b)

4.2.4 Analisa Faktor Kecepatan

Dari data spesifikasi mesin diesel menunjukkan kecepatan diesel

generating set Mitsubishi MGS0500B dengan putaran mesin sebesar 1600 rpm

dan Olympian GEH250-2 dengan putaran mesin sebesar 1500 rpm. Mitsubishi

MGS0500B memiliki panjang langkah piston sebesar 180 mm dan untuk

Olympian GEH250-2 memiliki panjang langkah piston sebesar 135,9 mm, maka

besar faktor kecepatannya dapat diketahui pada persamaan 2.2 adalah sebagai

berikut : (Andi Sumanto, 1996;25)

Cs =

; 1 meter = 3,2808 ft

Cs =

; 1 =

Cs = 2,56 ; 1 = 0,6 ft

Cs =

; 1 meter = 3,2808 ft

Cs =

; 1 =

Cs = 1,687 ; 1 = 0,45 ft

Besar faktor kecepatan mesin diesel Mitsubishi MGS0500B adalah sebesar

2,56 dan untuk Olympian GEH250-2 adalah sebesar 1,687. Besar nilai faktor

kecepatan bila dilihat pada bab 2.2.2. Faktor kecepatan, menunjukkan bahwa

mesin diesel yang digunakan memiliki faktor kecepatan rendah, karena faktor

kecepatannya < 3. Pemilihan mesin ini dianggap sesuai dengan fungsi diesel

generating set sebagai stand-by unit.

4.2.5 Menentukan Rating Pengaman Keluaran Genset

Dalam menentukan rating pengaman keluaran genset menurut PUIL 2000

pasal 5.6.1.2.3 yang berisi “generator yang bekerja pada 65 V atau kurang dan

dijalankan oleh motor tersendiri, dapat dianggap telah diproteksi oleh gawai

proteksi arus lebih yang mengamankan motor, bila gawai proteksi ini bekerja

kalau generator membangkitkan tidak lebih dari 150 persen dari arus pengenal

pada beban penuhnya.”

Pada perancangan berikut arus lebih dari genset yang digunakan 150%

sebagai faktor pengali dari In genset. Pengaman yang digunakan adalah MCCB.

Karena MCCB memiliki rating arus yang besar dan dapat disetting sesuai dengan

kebutuhan. MCCB sebagai pengaman dari arus hubung singkat dan arus beban

lebih. MCCB yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset. Maka MCCB

yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset yaitu sebagai berikut.

(Andi Sumanto, 1996;47)

Ln Genset =

√

I MCCB = 150% x ln Genset

Perhitungan:

a) Ln Genset 1 =

√ = 0,957 kA = 957 A

I MCCB = 150% x 957 = 1435,5 A

b) Ln Genset 2 =

√ = 0,379 kA = 379 A

I MCCB = 150% x 379 = 568,5 A

Dengan melihat catalog Mitsubishi diperoleh MCCB yang digunakan

memiliki jenis AE1600-SW dengan rating arus 800 ~ 880 ~ 960 ~ 1040 ~ 1120 ~

1200 ~ 1280 ~ 1360 ~ 1440 ~ 1520 ~ 1600 A dengan tegangan 380 V untuk

Genset 1 dan NF630-HEW dengan rating arus 300 ~ 350 ~ 400 ~ 500 ~ 600 ~ 630

A dengan tegangan 380 V untuk Genset 2.

4.2.6 Menghitung Arus Hubung Singkat Generator Set

Untuk menentukan arus hubung singkat keluaran genset 1 dan genset 2

dengan megetahui reaktasi generator, dalam spesifikasi bahwa batasan sub

transient rektansi 13% atau lebih kecil untuk membatasi distorsi tegangan yang di

sebabkan oleh beban non linier seperti yang terjadi pada saat starting motor besar.

Reaktansi sub-transien ini dijabarkan sebagai tegangan dibagi oleh reaktasi sub

transien atau dalam satuan per unit dapat menggunakan persamaan yang didapat

sebagai berikut : (Andi Sumanto, 1996;32)

Iu =

= 7,69 pu

Selanjutnya untuk mengetui arus dasar genset 1 menggunakan persamaan :

Ln Genset 1 =

√ = 0,957 kA = 957 A

Dan untuk genset 2 tetap menggunakan persamaan berikut :

Ln Genset 2 =

√ = 0,379 kA = 379 A

Setelah didapat arus sub transien dalam satuan per unit dan arus dasar

genset, sehingga dapat dihitung arus hunung singkat pada genset 1 dan genset 2

dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :

a) I” = 7,69 x 957 A = 7,35 kA (Genset 1)

b) I” = 7,69 x 379 A = 2,91 kA (Genset 2)

Jadi Pengaman keluaran genset 1 dan genset 2 yang digunakan dengan

kapasitas pengaman yang digunakan masing-masing 1435,5 A untuk genset 1 dan

kapasitas pengaman genset 2 yaitu 568,5 A mempunyai kemampuan pemutus

minimum 7,35 kA untuk genset 1 dan 2,91 kA untuk genset 2. Untuk kilovolt

ampere (kA) pengaman keluaran beban keseluruhan genset total arus ganguan sub

transien adalah :

Genset 1 dan Genset 2 = 7,35 kA + 2,91 kA = 10,26 kA

4.2.7 Perhitungan Kabel Penyulang Genset

Perhitungan kabel penyulang genset dapat kita lihat pada PUIL 2000 pasal

5.6.1.3 yang berisi: “penghantar dari terminal generator ke proteksi pertama harus

mempunyai kemampuan arus tidak kurang dari 115% dari arus pengenal yang

tertera pada pelat nama generator.” Dengan rumus:

KHA = 115% x ln Genset

Perhitungan:

a) KHA Genset 1 = 115% x 957 A

= 1100,5 A

Maka luas penampang kabel adalah NYY 1 X 500 dengan KHA

sebesar 1125 A.

b) KHA Genset 2 = 115% x 379 A

= 435,8 A

Maka luas penampang kabel adalah NYY 4 X 240 dengan KHA

sebesar 464 A.

4.2.8 Penentuan Rating Kontaktor

Untuk genset 1 karena ln = 957 A, maka kontaktor yang dipakai adalah

I =

=

= 1196,2 A

Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 1500 A

dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG.

Untuk genset 2 karena ln = 379 A, maka kontaktor yang dipakai adalah

I =

=

= 473,7 A

Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 500 A

dengan jenis LC1F500 untuk KT dan KG.

4.2.9 Metoda Starting Genset

Genset di sini yang digunakan adalah dengan cara metoda quick starting,

yaitu pada saat PLN mati genset langsung beroperasi tidak mengalami proses

pemanasan terlebih dahulu. Diesel ini dihubungkan satu poros dengan genset.

Pada diesel dan generator tersebut terdapat pemanas kira-kira pada suhu (25-

50)℃ yaitu oli pada heater tersebut. Dan kelembaban generator ini tidak tinggi.

Gambar 4.2 Metoda starting genset

Cara kerja rangkaian di atas adalah:

Dalam keadaan normal yaitu beban disuplai oleh PLN, arus akan mengalir

sebagai berikut. Dari meter PLN-Titik A-Switch KT (on)-Titik B-Load.

Dalam keadaan darurat yaitu PLN off (KT off), secara otomatis AMF

memerintahkan diesel untuk start dan dalam waktu ± 8 sec. Generator

mengeluarkan tegangan (voltage), secara otomatis pula switch KG on.

Sekarang beban disuplai dari genset.

Apabila PLN on kembali, ± 30 sec. AMF memerintahkan KG off

dan setelah itu meng-on-kan KT, tetapi genset masih running.

Apabila PLN dalam waktu ± 5 menit tidak off lagi, maka genset

stop.

Semuanya akan bekerja secara otomatis.

4.2.10 Battery Charger

Battery charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu. Pada

saat normal yaitu suplai dari PLN dan load disuplai dari PLN. Maka battery

charger akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLN pula.

Lalu dari battery charger ini akan mengisi accu sebesar 12 VDC untuk

Genset 1 dan 24 VDC untuk Genset 2. Dari accu ini, suplainya telah siap untuk

menstart genset, jika PLN mati atau mengalami gangguan.

Jika PLN mati, battery charger tetap mendapat suplai energi listrik, tetapi

dari genset yang akan disalurkan ke accu. Sehingga dengan cara ini battery

charger tetap mendapat suplai litrik begitu juga dengan accu.

Catu daya DC yaitu baterai atau accu digunakan untuk mengoperasikan

genset. Karena accu ini akan menyalakan genset dan pengontrolan kerja ATS.

Nah, accu ini mendapat pengisian ulang dari battery charger. Accu yang akan

menggerakkan generator harus selalu dalam keadaan bertegangan.

Gambar 4.3 Rangkaian battery charger

Pengisian ulang baterai atau accu digunakan alat bantu berupa battery

charger dan pengaman tegangan. Pada saat PLN normal (diesel dan generator

tidak beroperasi), maka battery charger mendapat suplai listrik dari PLN.

Sedangkan pada saat PLN mati atau mengalami gangguan (diesel dan generator

beroperasi), maka suplai dari battery charger didapat dari generator.

Pengaman tegangan berfungsi untuk memonitor tegangan baterai atau

accu. Jika tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai 12/24 volt, yang

merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery charger dengan

baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.

4.2.11 Analisa Hubungan Generator dengan Penggerak Mula

Generator dihubungkan satu poros dengan diesel. Pada saat akan start accu

yang berisi tegangan 12/24 V siap mensuplai motor DC. Motor DC ini akan

menstarting diesel dan generator mengikuti putaran diesel. Pada diesel terjadi

gerakan mekanik yang akan memutar generator, sehingga generator mengeluarkan

tegangan.

Karena sistem ini menggunakan sistem start elektrik maka diesel yang

dipakai memiliki daya sedang yaitu < 500 PK, digunakan sebagai prime over yang

akan menggerakkan generator. Generator akan menghasilkan energi listrik dari

energy mekanik. Motor DC mendapat suplai listrik dari baterai/accu 12/24 volt.

Saat start, motor DC mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan

menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan diesel sampai mencapai

putaran tertentu.

Terlihat pula, bahwa AMF mengontrol keadaan diesel. Kita dapat melihat

keadaan genset ini pada panel kontrol yang tersedia. Dan keadaan gangguan

seperti: low oil pressure, high water temperature dan overspeed dapat dilihat pada

AMF.

Gambar 4.4 Hubungan generator dengan penggerak mula

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam perancangan unit instalasi genset yang didasarkan pada masing-

masing bagian kemampuannya terhadap beban yang disuplai genset adalah:

1. Unit diesel generator set Mitsubishi MGS0500B dan Olympian

GEH250-2 yang digunakan untuk kondisi operasi di PT. Kunango

Jantan kapasitas tiap unit sebesar 630 kVA dan 250 kVA.

2. Rating pengaman untuk Generator Set Mitsubishi diperoleh MCCB

dengan rating arus 1435,5 A yang digunakan memiliki jenis AE1600-

SW dan untuk Generator Set Olympian MCCB dengan rating arus

568,5 A yang digunakan memiliki jenis NF630-HEW.

3. Untuk Generator Set Mitsubishi rating kontaktor yang dipakai 1500 A

dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG dan untuk Generator Set

Olympian kontaktor yang dipakai 500 A dengan jenis LC1F500 untuk

KT dan KG.

5.2 Saran

Adapun saaran yang dapat penulis berikan dari analisis perancangan unit

Generator Set di PT Kunango Jantan adalah sebagai berikut :

1. Dalam merencanakan instalasi genset yang khususnya terhadap

kemampuan daya genset, penghantar, pengaman dan kontaktornya.

Sebaiknya perlu direncanakan, diperhitungkan dan dianalisa dengan

cermat, agar hasil yang diinginkan lebih maksimal.

2. Untuk memasang genset sebagai back-up cadangan utama sebaiknya

berdasarkan keseluruhan total beban yang digunakan dari trafo.

3. Untuk dimensi ruangan genset sebaiknya menggunakan spesifikasi

dimensi ruangan yang telah ditentukan. Ruangan yang dibuat

menggunakan sirkulasi dan peredam suara, agar ada pergantian udara

dan tidak terlalu bising.

DAFTAR PUSTAKA

1 Harten, Van. Setiawan. 1981. Instalasi Listrik Arus Kuat 1. Bina Cipta:

Bandung,

2 Hasan Basri. 1997. Sistem Distribusi Daya Listrik, Bandung,

3 Lister, Eugene C. Robert J. Rusch. 1993. Electric Circuits and Machines.

Glenco: New York.

4 Muhaimin. 1995. Instalasi Listrik 1. Pusat Pengembangan Pendidikan

Politeknik Negeri Bandung,

5 Panitia PUIL. 2000. Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL

2000). Yayasan PUIL, Jakarta.

6 Seip, Gunter G. 1987. Electrical Installation Handbook Volume 1.

Siemens: England,

7 Sumanto, Andi. 1996. Mesin Sinkron (Generator Sinkron dan Motor

Sinkron). Yogyakarta,

LAMPIRAN