Download - Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik - Circuit Breaker

PRAKTIKUM PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA

PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

I. Maksud percobaan :1. Mempelajari fungsi dan kegunaan pemutus tenaga (PMT)2. Membuat dan memasang sistem sensor arus elektromagnet sebagai pembatas arus

PMT.3. Menghitung jumlah kumparan primer dan sekunder pada sensor arus PMT.4. Mencari karakteristik pemutusan PMT pada rating batas tertentu.

II. Sarana yang diperlukan :1. Panel peraga PMT.2. Kabel Konektor.3. Kontaktor manit, relay.4. Inti trafo.5. Lilitan.6. Volt meter, Amper meter 7. Sumber DC (accu).

III.Teori :Circuit Breaker atau Pemutus Tenaga yang dikenal dengan istilah PMT adalah suatu

komponen perangkat keras terpenting dalam suatu sistem kelistrikan, yang berfungsi untuk membuka dan menutup rangkaian pada arus beban yang besar.

1. Ruang hampa udara 2. Kontak bergerak 3. Kontak tetap bawah 4. Kabel fleksibel 5. Lengan kontak atas 6. Pemegang lengan ayun 7. Pegas 8. Penyangga pegas 9. Lengan ayun10.Tangkai penggerak11.Lengan penggerak12.Kontak tetap atas13.Rumah PMT (PVC)14.Tuas pengungkit15.Motor Penggerak16.Panel kontrol

Gambar 7.1. PMT dengan penggerak motor pada PMT hampa udara.

Pada waktu pemutusan maupun menghubungkan arus/daya listrik, akan terjadi busur api akibat loncatan bunga api listrik yang cukup besar. Oleh karena itu busur api listrik yang timbul harus dipadamkan. Berdasarkan media pemadam busur api listrik tersebut, PMT dapat dibagi menjadi :

1. PMTmedia Minyak

Laporan Perlengkapan Sistem Tenaga Listrik 1Bernadus Alexander L.031300345


PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

a. PMT dengan banyak menggunakan minyak (Bulk Oil Current Breaker)b. PMT dengan sedikit menggunakan minyak (Low Oil Content Circuit Breaker).

2. PMT media Udara.a. PMT udara Hembus.b. PMT Hampa udara.

3. PMT media Gas.a. PMT media Gas SF6 type tekanan ganda.b. PMT media Gas SF6 type tekanan tunggal.

Mekanisme penggerak pada PMT, berfungsi sebagai penggerak moving kontact untuk pemutusan dan penutupan dari PMT. Bagian ini terdiri dari satu kesatuan kerja tersendiri dalam suatu PMT.

Pemutusan dan penutupan oleh mekanisme penggerak dapat secara:1. Mekanik.2. Elektrik dengan menggunakan motor.3. Pneumatik.4. Hidrolis.

Gambar Sistem penggerak PMT

Gambar 7.2a. Sistem penggerak PMT.

Apabila terjadi arus lebih yang melewati PMT, maka sensor elektromagnit yang dipasang pada PMT akan memberikan tegangan yang cukup untuk mengaktifkan relai pengaman. Sehingga kontak NO pada relai pengaman akan bekerja menutup dan mengaktifkan rangkaian untuk membuka PMT.

Cara kerja dari sensor elektromagnet ini adalah bila arus yang melewati PMT melebihi kapasitas kerjanya, maka induksi medan listrik yang terjadi pada lilitan skunder trafo sensor tersebut menghasilkan tegangan induksi pada lilitan sekunder trafo yang cukup untuk mengaktifkan relai pengaman.


InputPMT

Output

MotorDC

DC12 volt

Sistem kendali

Sensor Arus Elektromagnet


PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

Gambar 7.2b. Hubungan sensor elektromagnetik dan relai pengaman.

Pada prinsipnya, cara kerja dari sensor elektromagnet tersebut mengacu pada transformator, dimana jumlah lilitan primer N1 dan lilitan sekunder N2 ditentukan dari :

= = = ……….………..……. (7-1)

Dengan : N = jumlah lilitanV = tegangan (volt)f = frekuensi (herz)Bmaks = rapat fluks (gauss)A = luas penampang teras inti trafo (cm2)P = daya (watt)

Apabila frekuensi = 50 hz, Bmaks (bahan ferit) = 9000 gauss, maka konstanta lilitan per volt:

= = a lilitan per volt…………………………………………………..(3-2)

Untuk dapat mengaktifkan relai pengaman, perlu melakukan percobaan pendahuluan pada tegangan (ac) dan arus berapakah relai akan aktif untuk menggerakkan kontak-kontaknya.. Sehingga daya coil relay adalah :Pcoil = V x I x cos ………….. (watt)

Penampang inti trafo adalah :

A = l x t (cm2)

Apabila alat peraga PMT diset pada arus Ipmt ampere, maka untuk menghitung jumlah lilitan primernya adalah :


N1 N2

Input

OutputSensor elektromagnetik

Relai Pengaman (triping relai)

Kontak dari relai dipasang ke sistem kendali PMT.

N1

E1

N2

E2

NV

2 x 108

2 f Bmaks A

NE

50A(cm2)


PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

E = (volt)

Sehingga:

= a (lilitan per volt)

N1 = a x E1 …………(lilitan)

Jumlah lilitan sekundernya (N2) agar mendapatkan tegangan yang dapat menggerakkan triping relai adalah :

N2 = a lilitan/volt x V(coil) ……………(lilitan)

Efisiensi dari trafo juga merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kepresisian sensor elektromagnetik. Untuk itu perlu di perhitungkan regulasinya.Apabila diasumsikan efisiensi dari trafo tersebut 70 %, maka perlu regulasi sebesar 30 % sehingga jumlah lilitan sekunder sebanyak :N2 = jumlah lilitan x 130 %

IV PERCOBAAN 1. Percobaan Pendahuluan :

Percobaan ini untuk menentukan arus dan tegangan minimum yang dapat mengaktifkan relay pengaman (triping relay).

a. Buat gambar seperti diatas. b. Atur perlahan-lahan travo variak (E) sehingga coil relay bekerja.c. Catat arus dan tegangan saat coil bekerja.

2. Pembuatan Sensor Elektromagnetik.Percobaan ini untuk nenentukan lilitan sensor pembatas arus pada PMT.a. Ukurlah tebal (t) dan lebar (l) dari inti trafo.b. Tentukan jumlah lilitan N1 dan N2 untuk arus PMT 3 Ampere.c. Buatlah lilitan pada inti koker yng tersedia.d. Sama dengan bagian b, Lakukan pembuatan lilitan untuk arus PMT 5 Ampere

3. Pengujian.Percobaan ini untuk menguji sensor pembatas arus pada PMT.


Pcoil

Ipmt . Cos

N1

E1

A

VE

Coil


PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

a. Buatlah rangkaian seperti gambar diatas.b. Pasanglah sensor arus elektromagnet hasil pada percobaan-2 untuk pembatas

arus 3 ampere.c. Lakukan pengujian dengan cara menghidupkan PMT, kemudian aliri arus sedikit

demi sedikit hingga trip. Catat arus tripnya, sesuaikah dengan perhitungan saudara?

d. Lakukan juga untuk sensor arus 5 ampere.e. Buat kesimpulannya.


InputPMT

Output

MotorDC

DC12 volt

Sistem kendali

Sensor Arus Elektromagnet


PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

V. LEMBAR PENGAMATAN PRAKTIKUM PERLENGKAPAN SISTEM TENAGA

1. Percobaan pendahuluan.

Tegangan coil : 162,5 volt (AC / DC )Arus Coil : 0,157 mA

NO Tegangan (volt) Arus (ampere)1 141 0,072 142 0,123 182 0,24 181 0,185 153 0,186 180 0,22

Rata-rata

V : 91,51 VA: 72,65 mA

2. Pembuatan Sensor Elektromagnetik.

Inti Trafo : lebar (l) = 1,95 cmTebal (t) = 2 cm

NO Arus PMT (Ampere) Lilitan Primer (N1) Lilitan Sekunder (N2)1 1 411,5 (500 L) 2621,125 (2000 L)2 3 137,16 (150 L)3 5 82,3 (100 L)4 10 41,15 (50 L)

3. Pengujian.

NO Arus PMT (Ampere) Arus Trip (Ampere)1 1 0,34 ; 0,3 ; 0,362 3 1 ; 1,52 ; 1,153 5 1,95 ; 1,67 ; 1,844 10 4,43 ; 4,27 ; 4,62

VI. PEMBAHASAN Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari prinsip kerja dari sistem kendali

pemutus tenaga atau yang biasa disebut dengan PMT. Hal ini perlu diketahui karena sistem ini merupakan syarat yang harus ada dalam perlengkapan sistem tenaga. Karena fungsi utama adalah untuk membuka dan menutup rangkain dalam setiap kondisi, termasuk dalam kondisi yang tidak normal.



PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

Pada praktikum kali ini kami melakukan 3 percobaan yaitu untuk percobaan pertama adalah percobaan pendahuluan, dimana pada percobaan kali ini berfungsi untuk menetukan arus dan tegangan minimum yang dibutuhkan untuk mengkatifkan relay, kemudian untuk percobaan ke 2 yaitu pembuatan sensor elektromagnetik yang berfungsi untuk menentukan lilitan sensor pembatas arus pada PMT. Dan percobaan terakhir yang kami lakukan dalam praktikum kali ini adalah pengujian PMT yang berfungsi untuk menguji sensor pembatas arus pada PMT.

Pada percobaan yang pertama yaitu percobaan pendahuluan kami melakukan pengujian terhadap relay , dimana pengujian tersebut dilakukan dengan cara memberikan tegangan kepada relay. Dan tegangan yang diberikan ini diatur perlahan mengunakan trafo variac hingga coil relay bekerja. Berdasarkan data yang kami dapatkan saat melakukan pengukuran tegangan coil, ternyata nilai Vcoil adalah 162,5 volt sedangkan nilai arus nya 0,157 miliampere.

Kemudian langkah selanjutnya yang kami lakukan adalah membuat sensor elektromagnetik agar dapat diketahui jumlah lilitan sensor pembatas arus pada PMT. Percobaan ini kami lakukan dengan cara mencari luas penampang inti trafo terlebih dahulu, dimana berdasarkan perhitungan yang kami lakukan ( terlampir ), ternyata luas penampang inti trafo tersebut adalah 3 cm2, kemudian setelah daya coil diketahui maka kami mulai melakukan perhitungan kembali untuk mencari lilitan primer untuk sensor magnet ini, dimana berdasarkan perhitungan yang kami lakukan ternyata untuk arus PMT 1 ampere jumlah lilitan primer nya 500, kemudian untuk arus PMT 3 ampere jumlah lilitan nya 150 , kemudian untuk arus PMT 5 ampere jumlah lilitan nya 100 sedangkan ketika 10 ampere jumlah lilitan nya menjadi 50. Ini berarti jika arus PMT nya naik maka jumlah lilitan nya akan berkurang sedangkan untuk lilitan sekunder pada percobaan kali ini kami buat tetap yaitu berjumlah 2000 lilitan.

Kemudian percobaan yang ketiga yang kami lakukan dalam praktikum kali ini adalah pengujian sensor pembatas arus pada PMT, dimana pada percobaan kali ini kami memasang sensor arus elektromagnetik untuk pembatas arus, yang dilakukan dengan cara menghubungkan PMT dengan jaringan, yang kemudian kami mengalirkan arus secara perlahan - lahan dengan menggunakan trafo variac hingga mengalami trip. Berdasarkan data yang kami dapatkan ternyata untuk arus PMT 1 ampere arus tripnya 0,33A dan 3 ampere memiliki arus trip sekitar 1,22A sedangkan ntuk arus PMT 5 ampere arus trip nya 1,82A dan arus PMT 10 ampere arus tripnya 4,44A. Dari hasil percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi nilai arus pembatas nya maka nilai arus trip nya juga akan semakin tinggi.

VIII. KESIMPULAN 1. Tegangan minimum yang dibutuhkan coil untuk megaktifkan relay dalam

praktikum kali ini adalah 162,5 volt dengan arus koil 0,157 mA.2. Semakin tinggi arus PMT yang diinginkan maka lilitan primer yang dibuat

akan semakin sedikit, dimana berdasarkan perhitungan nilai nya adalah :NO Arus PMT (Ampere) Lilitan Primer (N1) Lilitan Sekunder

(N2)1 1 500 20002 3 1503 5 1004 10 50



PERCOBAAN 7

Circuit Breaker

STTN 2016

3. Untuk pengujian arus trip, ternyata jika arus PMT semakin besar maka arus trip nya juga akan semakin besar, dimana hasil pengamatan nya sebagai berikut :NO Arus PMT (Ampere) Arus Trip (Ampere)1 1 0,332 3 1,223 5 1,824 10 4,44

4. Arus trip yang terjadi saat pengujian PMT ini berguna untuk memutuskan rangkaian yang ada karena arus trip ini adalah arus pembatas, yang mana berfungsi jika arus yang melewati rangkaian tersebut telah melewati batas kemampuan dari rangkaian PMT maka relay akan aktif secara otomatis dan kemudian akan memutuskan rangkain tersebut.

VIII. DAFTAR PUSTAKA Purbhadi , agus dkk. 2015. “ Modul Praktikum Perlengkapan Sistem Tenaga “ STTN – BATAN : Yogyakarta.


Praktikan,

Bernadus Alexander L.NIM: 031300345