Sumber data dari peta potensi energi nasional ini adalah dari:
- Peta Dasar : RePPRoT Bakosurtanal
- Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi (DJLPE)
- Direktorat Geologi dan Sumber Daya Mineral (DJGSM)
- PT PLN (Persero)
dan berisi tentang:
- Total daya pembangkit listrik yang sudah tersedia disuatu propinsi, dilengkapi dengan letak/posisi pembangkit tersebut.
- Total daya potensi panas bumi disuatu propinsi, dilengkapi dengan letak/posisi sumber panas buminya.
- Total daya potensi pembangkit listrik tenaga air / hydro disuatu propinsi, dilengkapi dengan letak/posisi potensi tenaga air / hydro tersebut.
- Total kapasitas produksi batubara di suatu propinsi, dilengkapi dengan letak/posisi potensi penambangan batubara.
silahkan copy dan paste link dibawah ini untuk men-download peta potensi energi nasional atau juga bisa melalui link ini "Forum Dunia Listrik/Download"
1. peta potensi energi di sumatera - 4,29 MB
link:
http://www.ziddu.com/download/3031415/petapotensienergidisumatera.pdf.html
2. peta potensi energi di kalimantan - 3,24 MB
link:
http://www.ziddu.com/download/3031419/petapotensienergidikalimantan.pdf.html
3. peta potensi energi di sulawesi - 2,07 MB
link:
http://www.ziddu.com/download/3031418/petapotensienergidisulawesi.pdf.html
4. peta potensi energi di bali, NTB dan NTT - 490,91 kB
link:
http://www.ziddu.com/download/3031416/petapotensienergidibaliNTBdanNTT.pdf.html
5. peta potensi energi di maluku dan irian - 2,59 MB
link:
http://www.ziddu.com/download/3031417/petapotensienergidimalukudanirian.pdf.html
anda juga dapat mendownloadnya melalui fitur "Download" yang ada di blog ini.
semoga bermanfaat,
hage
Saturday, December 27, 2008
Friday, December 26, 2008
Perbaikan Faktor Daya Menggunakan Kapasitor
Sebelum membahas tentang perbaikan faktor daya dengan menggunakan kapasitor, ada baiknya kita mengingat kembali tentang pengertian umum dari Daya Semu, Daya Aktif dan Daya Reaktif.
Dalam sistem listrik AC/Arus Bolak-Balik ada tiga jenis daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:
• Daya semu (S, VA, Volt Amper)
• Daya aktif (P, W, Watt)
• Daya reaktif (Q, VAR, Volt Amper Reaktif)
Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida, besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang merupakan daya rata-rata diukur dengan satuan Watt,Daya ini membentuk energi aktif persatuan waktu dan dapat diukur dengan kwh meter dan juga merupakan daya nyata atau daya aktif (daya poros, daya yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban untuk melakukan tugas tertentu.
Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan Volt-Ampere (disingkat, VA), menyatakan kapasitas peralatan listrik, seperti yang tertera pada peralatan generator dan transformator. Pada suatu instalasi, khususnya di pabrik/industri juga terdapat beban tertentu seperti motor listrik, yang memerlukan bentuk lain dari daya, yaitu daya reaktif (VAR) untuk membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reaktif adalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetik sehingga timbul magnetisasi dan daya ini dikembalikan ke sistem karena efek induksi elektromagnetik itu sendiri, sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim tenaga listrik.
Gambar 1. Segitiga Daya.
Pengertian Faktor Daya / Faktor Kerja
Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 1). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas sistim pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (VA).
Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor.
Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya
Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor daya pada sistim distribusi listrik/instalasi listrik di pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif, juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.
Sebuah contoh yang memperlihatkan perbaikan faktor daya dengan pemasangan kapasitor ditunjukkan dibawah ini:
Contoh 1. Sebuah pabrik kimia memasang sebuah trafo 1500 kVA. Kebutuhan parik pada mulanya 1160 kVA dengan faktor daya 0,70. Persentase pembebanan trafo sekitar 78 persen (1160/1500 = 77.3 persen). Untuk memperbaiki faktor daya dan untuk mencegah denda oleh pemasok listrik, pabrik menambahkan sekitar 410 kVAr pada beban motor. Hal ini meningkatkan faktor daya hingga 0,89, dan mengurangi kVA yang diperlukan menjadi 913 kVA, yang merupakan penjumlahan vektor kW dankVAr. Trafo 1500 kVA kemudian hanya berbeban 60 persen dari kapasitasnya. Sehingga pabrik akan dapat menambah beban pada trafonya dimasa mendatang. (Studi lapangan NPC)
Contoh 2. Sekelompok lampu pijar dengan tegangan 220V/58 W, digabungkan dengan 12 lampu TL 11 W, ada 30 buah lampu pijar dan lampu TL. Faktor daya terukur sebesar cos alpha1= 0,5. Hitunglah daya semu dari beban dan besarnya arus I1 sebelum kompensasi, Jika diinginkan faktor kerja menjadi cos alpha2=0,9. hitung besarnya arus I2 (setelah kompensasi).
a) Besarnya daya lampu gabungan
PG = (58 W x 18) + (11 W x 12) = 1176 watt = 1,176 kW
Cos phi1 = PG/S1 ->> S1 = Pg/Cos phi1 = 1,176kW/0,5 = 2,352 kVA.
I1 = S1/U = 2,352 kVA/220 V = 10,69 ampere (A)--> sebelum kompensasi
b) besarnya daya setelah kompensasi (cos phi = 0,9)
S2 = PG/Cos phi2 = 1,176 kW/0,9 = 1,306 kVA
maka I2 = S2/U= 1,306 kVA/220 V = 5,94 A --> setelah kompensasi
Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor
Keuntungan perbaikan faktor daya melalui pemasangan kapasitor adalah:
1. Bagi Konsumen, khususnya perusahaan atau industri:
• Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian dan pemasangan kapasitor dan tidak ada biaya terus menerus.
• Mengurangi biaya listrik bagi perusahaan, sebab:
(a) daya reaktif (kVAR) tidak lagi dipasok oleh perusahaan utilitas sehingga kebutuhan total(kVA) berkurang dan
(b) nilai denda yang dibayar jika beroperasi pada faktor daya rendah dapat dihindarkan.
• Mengurangi kehilangan distribusi (kWh) dalam jaringan/instalasi pabrik.
• Tingkat tegangan pada beban akhir meningkat sehingga meningkatkan kinerja motor.
2. Bagi utilitas pemasok listrik
• Komponen reaktif pada jaringan dan arus total pada sistim ujung akhir berkurang.
• Kehilangan daya I kwadrat R dalam sistim berkurang karena penurunan arus.
• Kemampuan kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat, mengurangi kebutuhan untuk memasang kapasitas tambahan.
METODA PEMASANGAN INSTALASI KAPASITOR
Cara pemasangan instalasi kapasitor dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Global compensation
Dengan metode ini kapasitor dipasang di induk panel ( MDP )
Arus yang turun dari pemasangan model ini hanya di penghantar antara panel MDP dan transformator. Sedangkan arus yang lewat setelah MDP tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah MDP tidak terpengaruh. Terlebih instalasi tenaga dengan penghantar yang cukup panjang Delta Voltagenya masih cukup besar.
2. Sectoral Compensation
Dengan metoda ini kapasitor yang terdiri dari beberapa panel kapasitor dipasang dipanel SDP. Cara ini cocok diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan kva dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup berjauhan.
3. Individual Compensation
Dengan metoda ini kapasitor langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. Cara ini sebenarnya lebih efektif dan lebih baik dari segi teknisnya. Namun ada kekurangan nya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk meletakkan kapasitor tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti total cost yang di perlukan lebih besar dari metode diatas
Komponen-komponen utama yang terdapat pada panel kapasitor antara lain:
1. Main switch / load Break switch
Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia disisi atasnya (dari) MDP.Mains switch atau lebih dikenal load break switch adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on load yakni dapat diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch model knife yang hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban .
Untuk menentukan kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih besar dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh :
Jika daya kvar terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita berdasarkan 600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai size 800 Ampere.
2. Kapasitor Breaker.
Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel dari breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri. Kapasitas breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal dengan I m = 10 x Ir.
Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumus
I n = Qc / 3 . VL
Sebagai contoh : masing masing steps dari 10 steps besarnya 20 Kvar maka dengan menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus sebesar 29 ampere , maka pemilihan kapasitas breaker sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40 Ampere.
Selain breaker dapat pula digunakan Fuse, Pemakaian Fuse ini sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan Short circuit lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian jika dalam kondisi putus harus selalu ada penggantian fuse. Jika memakai fuse perhitungannya juga sama dengan pemakaian breaker.
3. Magnetic Contactor
Magnetic contactor diperlukan sebagai Peralatan kontrol.Beban kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari beban motor. Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih tinggi dari arus nominal ( pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan magnetic dengan range ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic contactor lebih lama.
5. Kapasitor Bank
Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat kapasitif..yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif. Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt atau Kapasitor Bank adalah sekumpulan beberapa kapasitor yang disambung secara parallel untuk mendapatkan kapasitas kapasitif tertentu. Besaran yang sering dipakai adalah Kvar (Kilovolt ampere reaktif) meskipun didalamnya terkandung / tercantum besaran kapasitansi yaitu Farad atau microfarad. Kapasitor ini mempunyai sifat listrik yang kapasitif (leading). Sehingga mempunyai sifat mengurangi / menghilangkan terhadap sifat induktif (leaging)
6. Reactive Power Regulator
Peralatan ini berfungsi untuk mengatur kerja kontaktor agar daya reaktif yang akan disupply ke jaringan/ system dapat bekerja sesuai kapasitas yang dibutuhkan. Dengan acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari 6 steps , 12 steps sampai 18 steps.
Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel kapasitor antara lain:
- Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan magnetic contactor secara manual.
- Selektor auto – off – manual yang berfungsi memilih system operasional auto dari modul atau manual dari push button.
- Exhaust fan + thermostat yang berfungsi mengatur ambeint temperature (suhu udara sekitar) dalam ruang panel kapasitor. Karena kapasitor, kontaktor dan kabel penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang panel meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan akan otomatis berhenti.
Dalam sistem listrik AC/Arus Bolak-Balik ada tiga jenis daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:
• Daya semu (S, VA, Volt Amper)
• Daya aktif (P, W, Watt)
• Daya reaktif (Q, VAR, Volt Amper Reaktif)
Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida, besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang merupakan daya rata-rata diukur dengan satuan Watt,Daya ini membentuk energi aktif persatuan waktu dan dapat diukur dengan kwh meter dan juga merupakan daya nyata atau daya aktif (daya poros, daya yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban untuk melakukan tugas tertentu.
Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan Volt-Ampere (disingkat, VA), menyatakan kapasitas peralatan listrik, seperti yang tertera pada peralatan generator dan transformator. Pada suatu instalasi, khususnya di pabrik/industri juga terdapat beban tertentu seperti motor listrik, yang memerlukan bentuk lain dari daya, yaitu daya reaktif (VAR) untuk membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reaktif adalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetik sehingga timbul magnetisasi dan daya ini dikembalikan ke sistem karena efek induksi elektromagnetik itu sendiri, sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim tenaga listrik.
Gambar 1. Segitiga Daya.
Pengertian Faktor Daya / Faktor Kerja
Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 1). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas sistim pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (VA).
Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor.
Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya
Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor daya pada sistim distribusi listrik/instalasi listrik di pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif, juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.
Sebuah contoh yang memperlihatkan perbaikan faktor daya dengan pemasangan kapasitor ditunjukkan dibawah ini:
Contoh 1. Sebuah pabrik kimia memasang sebuah trafo 1500 kVA. Kebutuhan parik pada mulanya 1160 kVA dengan faktor daya 0,70. Persentase pembebanan trafo sekitar 78 persen (1160/1500 = 77.3 persen). Untuk memperbaiki faktor daya dan untuk mencegah denda oleh pemasok listrik, pabrik menambahkan sekitar 410 kVAr pada beban motor. Hal ini meningkatkan faktor daya hingga 0,89, dan mengurangi kVA yang diperlukan menjadi 913 kVA, yang merupakan penjumlahan vektor kW dankVAr. Trafo 1500 kVA kemudian hanya berbeban 60 persen dari kapasitasnya. Sehingga pabrik akan dapat menambah beban pada trafonya dimasa mendatang. (Studi lapangan NPC)
Contoh 2. Sekelompok lampu pijar dengan tegangan 220V/58 W, digabungkan dengan 12 lampu TL 11 W, ada 30 buah lampu pijar dan lampu TL. Faktor daya terukur sebesar cos alpha1= 0,5. Hitunglah daya semu dari beban dan besarnya arus I1 sebelum kompensasi, Jika diinginkan faktor kerja menjadi cos alpha2=0,9. hitung besarnya arus I2 (setelah kompensasi).
a) Besarnya daya lampu gabungan
PG = (58 W x 18) + (11 W x 12) = 1176 watt = 1,176 kW
Cos phi1 = PG/S1 ->> S1 = Pg/Cos phi1 = 1,176kW/0,5 = 2,352 kVA.
I1 = S1/U = 2,352 kVA/220 V = 10,69 ampere (A)--> sebelum kompensasi
b) besarnya daya setelah kompensasi (cos phi = 0,9)
S2 = PG/Cos phi2 = 1,176 kW/0,9 = 1,306 kVA
maka I2 = S2/U= 1,306 kVA/220 V = 5,94 A --> setelah kompensasi
Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor
Keuntungan perbaikan faktor daya melalui pemasangan kapasitor adalah:
1. Bagi Konsumen, khususnya perusahaan atau industri:
• Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian dan pemasangan kapasitor dan tidak ada biaya terus menerus.
• Mengurangi biaya listrik bagi perusahaan, sebab:
(a) daya reaktif (kVAR) tidak lagi dipasok oleh perusahaan utilitas sehingga kebutuhan total(kVA) berkurang dan
(b) nilai denda yang dibayar jika beroperasi pada faktor daya rendah dapat dihindarkan.
• Mengurangi kehilangan distribusi (kWh) dalam jaringan/instalasi pabrik.
• Tingkat tegangan pada beban akhir meningkat sehingga meningkatkan kinerja motor.
2. Bagi utilitas pemasok listrik
• Komponen reaktif pada jaringan dan arus total pada sistim ujung akhir berkurang.
• Kehilangan daya I kwadrat R dalam sistim berkurang karena penurunan arus.
• Kemampuan kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat, mengurangi kebutuhan untuk memasang kapasitas tambahan.
METODA PEMASANGAN INSTALASI KAPASITOR
Cara pemasangan instalasi kapasitor dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
1. Global compensation
Dengan metode ini kapasitor dipasang di induk panel ( MDP )
Arus yang turun dari pemasangan model ini hanya di penghantar antara panel MDP dan transformator. Sedangkan arus yang lewat setelah MDP tidak turun dengan demikian rugi akibat disipasi panas pada penghantar setelah MDP tidak terpengaruh. Terlebih instalasi tenaga dengan penghantar yang cukup panjang Delta Voltagenya masih cukup besar.
2. Sectoral Compensation
Dengan metoda ini kapasitor yang terdiri dari beberapa panel kapasitor dipasang dipanel SDP. Cara ini cocok diterapkan pada industri dengan kapasitas beban terpasang besar sampai ribuan kva dan terlebih jarak antara panel MDP dan SDP cukup berjauhan.
3. Individual Compensation
Dengan metoda ini kapasitor langsung dipasang pada masing masing beban khususnya yang mempunyai daya yang besar. Cara ini sebenarnya lebih efektif dan lebih baik dari segi teknisnya. Namun ada kekurangan nya yaitu harus menyediakan ruang atau tempat khusus untuk meletakkan kapasitor tersebut sehingga mengurangi nilai estetika. Disamping itu jika mesin yang dipasang sampai ratusan buah berarti total cost yang di perlukan lebih besar dari metode diatas
Komponen-komponen utama yang terdapat pada panel kapasitor antara lain:
1. Main switch / load Break switch
Main switch ini sebagai peralatan kontrol dan isolasi jika ada pemeliharaan panel . Sedangkan untuk pengaman kabel / instalasi sudah tersedia disisi atasnya (dari) MDP.Mains switch atau lebih dikenal load break switch adalah peralatan pemutus dan penyambung yang sifatnya on load yakni dapat diputus dan disambung dalam keadaan berbeban, berbeda dengan on-off switch model knife yang hanya dioperasikan pada saat tidak berbeban .
Untuk menentukan kapasitas yang dipakai dengan perhitungan minimal 25 % lebih besar dari perhitungan KVar terpasang dari sebagai contoh :
Jika daya kvar terpasang 400 Kvar dengan arus 600 Ampere , maka pilihan kita berdasarkan 600 A + 25 % = 757 Ampere yang dipakai size 800 Ampere.
2. Kapasitor Breaker.
Kapasitor Breaker digunkakan untuk mengamankan instalasi kabel dari breaker ke Kapasitor bank dan juga kapasitor itu sendiri. Kapasitas breaker yang digunakan sebesar 1,5 kali dari arus nominal dengan I m = 10 x Ir.
Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumus
I n = Qc / 3 . VL
Sebagai contoh : masing masing steps dari 10 steps besarnya 20 Kvar maka dengan menggunakan rumus diatas didapat besarnya arus sebesar 29 ampere , maka pemilihan kapasitas breaker sebesar 29 + 50 % = 43 A atau yang dipakai 40 Ampere.
Selain breaker dapat pula digunakan Fuse, Pemakaian Fuse ini sebenarnya lebih baik karena respon dari kondisi over current dan Short circuit lebih baik namun tidak efisien dalam pengoperasian jika dalam kondisi putus harus selalu ada penggantian fuse. Jika memakai fuse perhitungannya juga sama dengan pemakaian breaker.
3. Magnetic Contactor
Magnetic contactor diperlukan sebagai Peralatan kontrol.Beban kapasitor mempunyai arus puncak yang tinggi , lebih tinggi dari beban motor. Untuk pemilihan magnetic contactor minimal 10 % lebih tinggi dari arus nominal ( pada AC 3 dengan beban induktif/kapasitif). Pemilihan magnetic dengan range ampere lebih tinggi akan lebih baik sehingga umur pemakaian magnetic contactor lebih lama.
5. Kapasitor Bank
Kapasitor bank adalah peralatan listrik yang mempunyai sifat kapasitif..yang akan berfungsi sebagai penyeimbang sifat induktif. Kapasitas kapasitor dari ukuran 5 KVar sampai 60 Kvar. Dari tegangan kerja 230 V sampai 525 Volt atau Kapasitor Bank adalah sekumpulan beberapa kapasitor yang disambung secara parallel untuk mendapatkan kapasitas kapasitif tertentu. Besaran yang sering dipakai adalah Kvar (Kilovolt ampere reaktif) meskipun didalamnya terkandung / tercantum besaran kapasitansi yaitu Farad atau microfarad. Kapasitor ini mempunyai sifat listrik yang kapasitif (leading). Sehingga mempunyai sifat mengurangi / menghilangkan terhadap sifat induktif (leaging)
6. Reactive Power Regulator
Peralatan ini berfungsi untuk mengatur kerja kontaktor agar daya reaktif yang akan disupply ke jaringan/ system dapat bekerja sesuai kapasitas yang dibutuhkan. Dengan acuan pembacaan besaran arus dan tegangan pada sisi utama Breaker maka daya reaktif yang dibutuhkan dapat terbaca dan regulator inilah yang akan mengatur kapan dan berapa daya reaktif yang diperlukan. Peralatan ini mempunyai bermacam macam steps dari 6 steps , 12 steps sampai 18 steps.
Peralatan tambahan yang biasa digunakan pada panel kapasitor antara lain:
- Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan magnetic contactor secara manual.
- Selektor auto – off – manual yang berfungsi memilih system operasional auto dari modul atau manual dari push button.
- Exhaust fan + thermostat yang berfungsi mengatur ambeint temperature (suhu udara sekitar) dalam ruang panel kapasitor. Karena kapasitor, kontaktor dan kabel penghantar mempunyai disipasi daya panas yang besar maka temperature ruang panel meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan akan otomatis berhenti.
Motor Listrik
Pada artikel “klasifikasi mesin listrik”, Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas angin).
Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.
JENIS MOTOR LISTRIK
Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.
Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.
1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Gambar 3. Motor DC.
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Gaya elektromagnetik: E = KΦN
Torsi: T = KΦIa
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah
a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5).
Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.
d. Motor DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.
2. Motor AC/Arus Bolak-Balik
Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.
Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik
a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
• Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):
Ns = 120 f / P
Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub
Gambar 7. Motor Sinkron.
b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.
Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .
Klasifikasi motor induksi
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Gambar 8. Motor Induksi.
Kecepatan motor induksi
Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):
% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100
Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM
Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi
Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi.
Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.
Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.
JENIS MOTOR LISTRIK
Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.
Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.
1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
Gambar 3. Motor DC.
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Gaya elektromagnetik: E = KΦN
Torsi: T = KΦIa
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah
a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5).
Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.
d. Motor DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.
2. Motor AC/Arus Bolak-Balik
Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.
Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik
a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
• Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):
Ns = 120 f / P
Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub
Gambar 7. Motor Sinkron.
b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.
Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .
Klasifikasi motor induksi
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Gambar 8. Motor Induksi.
Kecepatan motor induksi
Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):
% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100
Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM
Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi
Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi.
Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.
Monday, December 22, 2008
Studi Peralatan Pembangkit dan Penggerak Mula
Gangguan pada Pusat-pusat Listrik secara garis besar dapat dibagi atas 4 kelompok, yaitu :
a. Gangguan pada sirkit listrik generator
b. Gangguan pada mesin penggerak mula
c. Gangguan pada instalasi yang berhubungan dengan lingkungan seperti instalasi air pendingin dan saluran air terbuka pada PLTA.
d. Gangguan pada sirkit kontrol.
Dalam instalasi yang dijaga oleh operator seperti Pusat Listrik dan Gardu Induk ada gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh Relai, tapi dilihat oleh operator yang kemudian berinisiatif men-trip-kan atau membuka Pemutus Tenaga (PMT)/circuit breaker demi keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai. Gangguan pada Sirkit Listrik Generator yang menyebabkan tripnya PMT, pada umumnya disebabkan oleh :
a. Gangguan diluar seksi generator tetapi PMT generator ikut trip sebagai akibat kurang selektifnya relai generator
b. Ada gangguan dalam seksi generator yang disebabkan karena: " Kerusakan generator atau alat bantu generator, " Binatang yang menimbulkan arus hubung singkat" Kontak-kontak listrik yang belum sempurna
c. Ada gangguan dalam sistem eksitasi generator, biasanya menyangkut pengatur tegangan otomatis.
d. Ada gangguan pada sistem arus searah khususnya yang diperlukan untuk mentripkan PMT. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku untuk semua macam Pusat Listrik.
Gangguan Pada Mesin Penggerak Generator (prime mover) merupakan gangguan yang paling sering terjadi pada semua Pusat Listrik. Hal-hal yang menyebabkan gangguan mesin penggerak generator secara singkat adalah :
a. Kerusakan pada bagian-bagian yang berputar atau bergeser, seperti bantalan, batang penggerak, katup-katup (khususnya yang jarang bergerak dan pada waktu diperlukan malah macet).
b. Kerusakan pada bagian-bagian dimana terdapat pertemuan antara zat-zat yang berbeda suhunya seperti kondensor PLTU, pemanas udara PLTU. Hal serupa bisa pula terjadi pada alat-alat pendingin di PLTA atau PLTD.
c. Kerusakan pada pengabut yang bertugas mengubah bahan bakar minyak menjadi kabut gas. Pengabut semacam ini terdapat pada PLTU, PLTG dan PLTD dan seringkali merupakan sumber gangguan karena tersumbat.
d. Kebocoran pada perapat dari bagian yang mengandung zat cair atau gas yang bertekanan tinggi. Kebocoran semacam ini dapat menyebabkan gangguan operasi dari Pusat Listrik yang bersangkutan. Gangguan Pada Instalasi Yang Berhubungan Dengan Lingkungan. Pada PLTU gangguan ini misalnya karena air laut yang berfungsi sebagai pendingin mengandung binatang laut dan kotoran yang menyumbat instalasi air pendingin atau menyumbat kondensor.
Pada PLTA sering kali terjadi air sungai banyak mengandung kotoran, sehingga saringan air masuk tersumbat dan mengganggu operasi Pusat Listrik yang bersangkutan. Masalah kotoran yang dibawa sungai dapat menimbulkan gangguan pada PLTD yaitu apabila kotoran tersebut menyumbat instalasi air pendingin. Gangguan Pada Sirkit Kontrol Dalam setiap Pusat LIstrik selalu terdapat sirkit kontrol yang mengatur baik sirkit listrik generator, mesin penggerak generator maupun alat-alat bantu. sirkit kontrol dapat berupa sirkit listrik, sirkit mekanik, sirkit pneumatik ataupun sirkit hidrolik. Dapat pula merupakan kombinasi dari beberapa macam sirkit kontrol. Seringkali gangguan timbul karena adanya bagian dari sirkit kontrol yang tidak berfungsi dengan baik. Sebagai contoh kegagalan start dari unit PLTG sering disebabkan oleh adanya bagian dari sirkit kontrol yang kurang baik kerjanya.
Pengamanan Sistem Tenaga Listrik
Dalam sistem tenaga listrik banyak sekali terjadi gangguan yang dapat merusak peralatan pembangkit listrik. Untuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem diperlukan alat-alat pengaman. Khusus alat pengaman yang berbentuk relai mempunyai 2 fungsi, yaitu :
a. Melindungi peralatan terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem, jangan sampai mengalami kerusakan
b. Melokalisir akibat gangguan, jangan sampai meluas dalam sistem.
Untuk memenuhi fungsi butir a. alat pengaman harus bekerja cepat agar pengaruh gangguan dapat segera dihilangkan sehingga pemanasan berlebihan akibat hubung singkat dapat segera dihentikan. Untuk memenuhi fungsi butir b. alat pengaman dalam system harus dapat dikordinasikan satu sama lain, sehingga hanya alat-alat pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan saja yang bekerja.
Ditinjau dari letaknya dalam sistem ketenagalistrikan ada 5 kategori pengamanan, yaitu :
a. Pengaman generator
b. Pengaman saluran transmisi
c. Pengaman transformator dalam GI
d. Pengaman sistem distribusi.
e. Pengaman penggerak mula (PLTA,PLTD,PLTP,PLTG,PLTU).
Pengaman Generator
Pengaman Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem ketenagalistrikan, perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan, karena kerusakan generator akan sangat mengganggu jalannya operasi sistem tenaga listrik. Oleh karenanya generator perlu dilindungi terhadap semua gangguan yang dapat merusak generator.
Pengaman generator secara garis besar terdiri dari :
a. Pengaman terhadap gangguan diluar generator, yaitu gangguan dalam sistem yang dihubungkan dengan generator. Gangguan diluar generator yang belum diamankan adalah gangguan di rel, pengamanan yang dibutuhkan bersifat back-up. Oleh karena itu untuk gangguan di rel yang langsung berhubungan dengan generator, pengamanan yang terpenting adalah relai arus lebih. Untuk generator yang besar perlu ditambah relai arus urutan negatif.
b. Pengamanan terhadap gangguan yang terjadi didalam generator, Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam, yaitu : " Hubung singkat antara fasa atau hubung singkat fasa ke tanah, " Suhu tinggi ", “Penguatan hilang", “Hubung singkat dalam sirkit rotor”.
c. Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang memerlukan pelepasan PMT generator. Gangguan dalam mesin penggerak ada kalanya memerlukan trip atau membuka secara paksa dari PMT/CB generator, misalnya apabila tekanan minyak terlalu rendah maka mesin penggerak perlu segera dihentikan, karena tekanan minyak yang terlalu rendah dapat menimbulkan kerusakan bantalan. Untuk menghindarkan tetap berputarnya generator sebagai akibat daya balik yang merubah generator menjadi motor, maka PMT generator perlu ditripkan. Begitu pula apabila suhu air pendingin pada mesin PLTD atau PLTU menjadi terlalu tinggi, maka mesin PLTD atau PLTU tersebut perlu segera dihentikan dan PMT generator harus juga di trip-kan. Trip dari PMT generator karena tekanan minyak pelumas terlalu rendah, atau karena suhu air pendingin terlalu tinggi dilakukan oleh relai mekanik.
Pengaman Saluran Transmisi
Saluran transmisi adalah bagian dari sistem ketenaga listrikan yang paling sering mengalami gangguan. Oleh karena itu pengamanan saluran transmisi ini merupakan masalah paling sulit dalam pengamanan sistem tenaga listrik.
Pengaman Transformator
Pengaman transformator terdiri dari:
a. Pengaman terhadap gangguan diluar transformator
b. Pengaman terhadap gangguan di dalam transformator
Untuk pengaman transformator terhadap gangguan luar dipakai relai arus lebih atau relai hubung tanah dan untuk pengaman transformator terhadap gangguan didalam trafo, seperti halnya pada generator dipakai relai differensial. Sedangkan untuk gangguan hubung tanah dipakai Restricted earth fault relay. Disamping itu untuk transformator tegangan tinggi umumnya ada relai Bucholz yang bekerja atas dasar timbulnya gelembung-gelembung gas dari minyak trafo. Transformator distribusi yang daya terpasangnya relatif kecil, sering hanya diamankan dengan sekering lebur atau memakai Load Break Switch.
Pengaman sistem distribusi
Pengaman jaringan distribusi, untuk mengamankan feeder distribusi yang keluar dari GI yang terpenting adalah :
a. Relai arus lebih
b. Relai arus hubung tanah.
Pada kondisi diujung feeder distribusi ada Pusat Listrik, maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah tersebut harus bersifat power directional. Karena jumlah gangguan per km jaringan per tahun pada jaringan tegangan menengah adalah tinggi, maka untuk dapat melokalisir gangguan secepat mungkin sering kali jaringan tegangan menengah dibagi atas beberapa seksi, gangguan tidak akan merembet pada seksi didepannya. Pengaman Penggerak Mula Peralatan pengaman untuk mesin penggerak mula (PLTD,PLTA,PLTG,PLTU, dll) berbeda antara satu dengan yang lain.
Pengujian Peralatan Listrik
Oleh karena banyaknya variasi, dan masih berkaitan dengan pengujian peralatan listrik, maka Komisioning Pusat Listrik sengaja tidak dibahas disini. Komisioning Pusat Listrik Sebelum Pusat-pusat Listrik dioperasikan masuk ke dalam Jaringan Sistem Tenaga Listrik, peralatan pengaman yang dipasang perlu di uji untuk membuktikan telah sesuai dengan perencanaannya. Pada masa-masa pengujian peralatan pengaman Unit Pembangkit Listrik yang baru, dilakukan juga uji unjuk kerja Unit Pembangkit Listrik dan uji unjuk kerja alat-alat bantunya. Serangkaian uji-uji dari uji peralatan pengaman Pusat Listrik sampai uji unjuk kerja Unit Pembangkit Tenaga Listrik biasa disebut Komisioning. Jadi jelas bahwa Komisioning Pusat Listrik merupakan inti daripada Keamanan Peralatan Ketenagalistrikan.
Seperti sudah sering dilaksanakan di PT PLN (Persero), Komisioning Pusat Listrik sudah dijadikan syarat kelayakan operasi unit Pembangkit Listrik yang baru, untuk memasuki jaringan Sistem Tenaga Listrik. Untuk dapat dinyatakan layak, operasi Unit Pembangkit Listrik yang baru setelah di uji hasilnya harus memenuhi syarat-syarat/kriteria tertentu.
Kriteria Penilaian Bahan rujukan yang dipergunakan dalam penilaian hasil komisioning suatu Pusat Listrik baru adalah sebagai berikut :
a. Ketentuan-ketentuan yang dicantumkan di dalam kontrak
b. Memiliki sertifikat pengujian pabrik
c. Standar SNI, IEC, ASME, ISO, ASTM, atau standar lain yang disepakati bersama antara pemilik Unit Pembangkit dengan kontraktor.
d. Ketentuan-ketentuan dari pabrik pembuatnya atau data / petunjuk perlengkapan / komponen / peralatan / instalasi sesuai tujuannya.
e. Gambar desain dan gambar pemasangannya
f. Ketentuan-ketentuan lain yang mendukung untuk pengoperasian
g. Pengaman terhadap lingkungan/manusia
h. Fasilitas kominikasi,setelan relai,standing operation prosedur dan operator.
i. Kesepakatan bersama seluruh pihak terkait.
Tahapan Komisioning-Komisioning Unit Pembangkit Listrik baru dilaksanakan melalui tahapan sebagai berikut :
a. Pengujian individual peralatan, yaitu tahap pengujian karakteristik untuk kerja dari masing-masing peralatan yang dapat dirujuk dari SPLN, IEC, ASME, ISO atau standar lain yang sesuai dengan pengalaman.
b. Pengujian subsistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja dari subsistem yang dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
c. Pengujian sistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja sistem-sistem di pembangkit, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
d. Pengujian unit, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui unjuk kerja Pusat Listrik secara keseluruhan, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC, ASME, ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
a. Gangguan pada sirkit listrik generator
b. Gangguan pada mesin penggerak mula
c. Gangguan pada instalasi yang berhubungan dengan lingkungan seperti instalasi air pendingin dan saluran air terbuka pada PLTA.
d. Gangguan pada sirkit kontrol.
Dalam instalasi yang dijaga oleh operator seperti Pusat Listrik dan Gardu Induk ada gangguan yang tidak atau belum dilihat oleh Relai, tapi dilihat oleh operator yang kemudian berinisiatif men-trip-kan atau membuka Pemutus Tenaga (PMT)/circuit breaker demi keselamatan instalasi, maka dalam hal ini operator bertindak sebagai relai. Gangguan pada Sirkit Listrik Generator yang menyebabkan tripnya PMT, pada umumnya disebabkan oleh :
a. Gangguan diluar seksi generator tetapi PMT generator ikut trip sebagai akibat kurang selektifnya relai generator
b. Ada gangguan dalam seksi generator yang disebabkan karena: " Kerusakan generator atau alat bantu generator, " Binatang yang menimbulkan arus hubung singkat" Kontak-kontak listrik yang belum sempurna
c. Ada gangguan dalam sistem eksitasi generator, biasanya menyangkut pengatur tegangan otomatis.
d. Ada gangguan pada sistem arus searah khususnya yang diperlukan untuk mentripkan PMT. Gangguan pada sirkit listrik tersebut di atas berlaku untuk semua macam Pusat Listrik.
Gangguan Pada Mesin Penggerak Generator (prime mover) merupakan gangguan yang paling sering terjadi pada semua Pusat Listrik. Hal-hal yang menyebabkan gangguan mesin penggerak generator secara singkat adalah :
a. Kerusakan pada bagian-bagian yang berputar atau bergeser, seperti bantalan, batang penggerak, katup-katup (khususnya yang jarang bergerak dan pada waktu diperlukan malah macet).
b. Kerusakan pada bagian-bagian dimana terdapat pertemuan antara zat-zat yang berbeda suhunya seperti kondensor PLTU, pemanas udara PLTU. Hal serupa bisa pula terjadi pada alat-alat pendingin di PLTA atau PLTD.
c. Kerusakan pada pengabut yang bertugas mengubah bahan bakar minyak menjadi kabut gas. Pengabut semacam ini terdapat pada PLTU, PLTG dan PLTD dan seringkali merupakan sumber gangguan karena tersumbat.
d. Kebocoran pada perapat dari bagian yang mengandung zat cair atau gas yang bertekanan tinggi. Kebocoran semacam ini dapat menyebabkan gangguan operasi dari Pusat Listrik yang bersangkutan. Gangguan Pada Instalasi Yang Berhubungan Dengan Lingkungan. Pada PLTU gangguan ini misalnya karena air laut yang berfungsi sebagai pendingin mengandung binatang laut dan kotoran yang menyumbat instalasi air pendingin atau menyumbat kondensor.
Pada PLTA sering kali terjadi air sungai banyak mengandung kotoran, sehingga saringan air masuk tersumbat dan mengganggu operasi Pusat Listrik yang bersangkutan. Masalah kotoran yang dibawa sungai dapat menimbulkan gangguan pada PLTD yaitu apabila kotoran tersebut menyumbat instalasi air pendingin. Gangguan Pada Sirkit Kontrol Dalam setiap Pusat LIstrik selalu terdapat sirkit kontrol yang mengatur baik sirkit listrik generator, mesin penggerak generator maupun alat-alat bantu. sirkit kontrol dapat berupa sirkit listrik, sirkit mekanik, sirkit pneumatik ataupun sirkit hidrolik. Dapat pula merupakan kombinasi dari beberapa macam sirkit kontrol. Seringkali gangguan timbul karena adanya bagian dari sirkit kontrol yang tidak berfungsi dengan baik. Sebagai contoh kegagalan start dari unit PLTG sering disebabkan oleh adanya bagian dari sirkit kontrol yang kurang baik kerjanya.
Pengamanan Sistem Tenaga Listrik
Dalam sistem tenaga listrik banyak sekali terjadi gangguan yang dapat merusak peralatan pembangkit listrik. Untuk melindungi peralatan listrik terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem diperlukan alat-alat pengaman. Khusus alat pengaman yang berbentuk relai mempunyai 2 fungsi, yaitu :
a. Melindungi peralatan terhadap gangguan yang terjadi dalam sistem, jangan sampai mengalami kerusakan
b. Melokalisir akibat gangguan, jangan sampai meluas dalam sistem.
Untuk memenuhi fungsi butir a. alat pengaman harus bekerja cepat agar pengaruh gangguan dapat segera dihilangkan sehingga pemanasan berlebihan akibat hubung singkat dapat segera dihentikan. Untuk memenuhi fungsi butir b. alat pengaman dalam system harus dapat dikordinasikan satu sama lain, sehingga hanya alat-alat pengaman yang terdekat dengan tempat gangguan saja yang bekerja.
Ditinjau dari letaknya dalam sistem ketenagalistrikan ada 5 kategori pengamanan, yaitu :
a. Pengaman generator
b. Pengaman saluran transmisi
c. Pengaman transformator dalam GI
d. Pengaman sistem distribusi.
e. Pengaman penggerak mula (PLTA,PLTD,PLTP,PLTG,PLTU).
Pengaman Generator
Pengaman Generator sebagai sumber energi listrik dalam sistem ketenagalistrikan, perlu diamankan jangan sampai mengalami kerusakan, karena kerusakan generator akan sangat mengganggu jalannya operasi sistem tenaga listrik. Oleh karenanya generator perlu dilindungi terhadap semua gangguan yang dapat merusak generator.
Pengaman generator secara garis besar terdiri dari :
a. Pengaman terhadap gangguan diluar generator, yaitu gangguan dalam sistem yang dihubungkan dengan generator. Gangguan diluar generator yang belum diamankan adalah gangguan di rel, pengamanan yang dibutuhkan bersifat back-up. Oleh karena itu untuk gangguan di rel yang langsung berhubungan dengan generator, pengamanan yang terpenting adalah relai arus lebih. Untuk generator yang besar perlu ditambah relai arus urutan negatif.
b. Pengamanan terhadap gangguan yang terjadi didalam generator, Gangguan dalam generator secara garis besar ada 5 macam, yaitu : " Hubung singkat antara fasa atau hubung singkat fasa ke tanah, " Suhu tinggi ", “Penguatan hilang", “Hubung singkat dalam sirkit rotor”.
c. Pengamanan terhadap gangguan dalam mesin penggerak yang memerlukan pelepasan PMT generator. Gangguan dalam mesin penggerak ada kalanya memerlukan trip atau membuka secara paksa dari PMT/CB generator, misalnya apabila tekanan minyak terlalu rendah maka mesin penggerak perlu segera dihentikan, karena tekanan minyak yang terlalu rendah dapat menimbulkan kerusakan bantalan. Untuk menghindarkan tetap berputarnya generator sebagai akibat daya balik yang merubah generator menjadi motor, maka PMT generator perlu ditripkan. Begitu pula apabila suhu air pendingin pada mesin PLTD atau PLTU menjadi terlalu tinggi, maka mesin PLTD atau PLTU tersebut perlu segera dihentikan dan PMT generator harus juga di trip-kan. Trip dari PMT generator karena tekanan minyak pelumas terlalu rendah, atau karena suhu air pendingin terlalu tinggi dilakukan oleh relai mekanik.
Pengaman Saluran Transmisi
Saluran transmisi adalah bagian dari sistem ketenaga listrikan yang paling sering mengalami gangguan. Oleh karena itu pengamanan saluran transmisi ini merupakan masalah paling sulit dalam pengamanan sistem tenaga listrik.
Pengaman Transformator
Pengaman transformator terdiri dari:
a. Pengaman terhadap gangguan diluar transformator
b. Pengaman terhadap gangguan di dalam transformator
Untuk pengaman transformator terhadap gangguan luar dipakai relai arus lebih atau relai hubung tanah dan untuk pengaman transformator terhadap gangguan didalam trafo, seperti halnya pada generator dipakai relai differensial. Sedangkan untuk gangguan hubung tanah dipakai Restricted earth fault relay. Disamping itu untuk transformator tegangan tinggi umumnya ada relai Bucholz yang bekerja atas dasar timbulnya gelembung-gelembung gas dari minyak trafo. Transformator distribusi yang daya terpasangnya relatif kecil, sering hanya diamankan dengan sekering lebur atau memakai Load Break Switch.
Pengaman sistem distribusi
Pengaman jaringan distribusi, untuk mengamankan feeder distribusi yang keluar dari GI yang terpenting adalah :
a. Relai arus lebih
b. Relai arus hubung tanah.
Pada kondisi diujung feeder distribusi ada Pusat Listrik, maka relai arus lebih dan relai arus hubung tanah tersebut harus bersifat power directional. Karena jumlah gangguan per km jaringan per tahun pada jaringan tegangan menengah adalah tinggi, maka untuk dapat melokalisir gangguan secepat mungkin sering kali jaringan tegangan menengah dibagi atas beberapa seksi, gangguan tidak akan merembet pada seksi didepannya. Pengaman Penggerak Mula Peralatan pengaman untuk mesin penggerak mula (PLTD,PLTA,PLTG,PLTU, dll) berbeda antara satu dengan yang lain.
Pengujian Peralatan Listrik
Oleh karena banyaknya variasi, dan masih berkaitan dengan pengujian peralatan listrik, maka Komisioning Pusat Listrik sengaja tidak dibahas disini. Komisioning Pusat Listrik Sebelum Pusat-pusat Listrik dioperasikan masuk ke dalam Jaringan Sistem Tenaga Listrik, peralatan pengaman yang dipasang perlu di uji untuk membuktikan telah sesuai dengan perencanaannya. Pada masa-masa pengujian peralatan pengaman Unit Pembangkit Listrik yang baru, dilakukan juga uji unjuk kerja Unit Pembangkit Listrik dan uji unjuk kerja alat-alat bantunya. Serangkaian uji-uji dari uji peralatan pengaman Pusat Listrik sampai uji unjuk kerja Unit Pembangkit Tenaga Listrik biasa disebut Komisioning. Jadi jelas bahwa Komisioning Pusat Listrik merupakan inti daripada Keamanan Peralatan Ketenagalistrikan.
Seperti sudah sering dilaksanakan di PT PLN (Persero), Komisioning Pusat Listrik sudah dijadikan syarat kelayakan operasi unit Pembangkit Listrik yang baru, untuk memasuki jaringan Sistem Tenaga Listrik. Untuk dapat dinyatakan layak, operasi Unit Pembangkit Listrik yang baru setelah di uji hasilnya harus memenuhi syarat-syarat/kriteria tertentu.
Kriteria Penilaian Bahan rujukan yang dipergunakan dalam penilaian hasil komisioning suatu Pusat Listrik baru adalah sebagai berikut :
a. Ketentuan-ketentuan yang dicantumkan di dalam kontrak
b. Memiliki sertifikat pengujian pabrik
c. Standar SNI, IEC, ASME, ISO, ASTM, atau standar lain yang disepakati bersama antara pemilik Unit Pembangkit dengan kontraktor.
d. Ketentuan-ketentuan dari pabrik pembuatnya atau data / petunjuk perlengkapan / komponen / peralatan / instalasi sesuai tujuannya.
e. Gambar desain dan gambar pemasangannya
f. Ketentuan-ketentuan lain yang mendukung untuk pengoperasian
g. Pengaman terhadap lingkungan/manusia
h. Fasilitas kominikasi,setelan relai,standing operation prosedur dan operator.
i. Kesepakatan bersama seluruh pihak terkait.
Tahapan Komisioning-Komisioning Unit Pembangkit Listrik baru dilaksanakan melalui tahapan sebagai berikut :
a. Pengujian individual peralatan, yaitu tahap pengujian karakteristik untuk kerja dari masing-masing peralatan yang dapat dirujuk dari SPLN, IEC, ASME, ISO atau standar lain yang sesuai dengan pengalaman.
b. Pengujian subsistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja dari subsistem yang dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
c. Pengujian sistem, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui fungsi kerja sistem-sistem di pembangkit, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC,ASME,ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
d. Pengujian unit, yaitu tahap pengujian untuk mengetahui unjuk kerja Pusat Listrik secara keseluruhan, yang prosedurnya dapat dirujuk dari SPLN,IEC, ASME, ISO tentang komisioning atau uji siap guna atau bila tidak ada dirujuk dari standar lain yang dianggap sesuai dengan pengalaman.
Forum Dunia Listrik
Melalui Postingan ini, saya ingin memperkenalkan "Forum Dunia Listrik" dengan alamat URL "http://dunialistrik.21.forumer.com" yang merupakan fitur terbaru dari situs ini.
Anda dapat berdisuksi, berbagi, mengeluarkan opini dan ide-ide cemerlang anda di "Forum Dunia Listrik".
Semoga Forum itu dapat membentuk suatu komunitas untuk mencerdaskan dan mencerahkan anak bangsa, membawa manfaat bagi kita semua.
Terima kasih atas dukungan dan rasa berbagi anda untuk memajukan "Forum Dunia Listrik"
HaGe,
*) Sebelum dapat bergabung dalam diskusi di forum dunia listrik, anda diharuskan untuk mendaftar / registrasi terlebih dahulu...Silahkan untuk melakukan registrasi disini: "Registrasi Forum Dunia Listrik"
http://dunia-listrik.blogspot.com
http://dunialistrik.21.forumer.com
https://www.facebook.com/hanif.guntoro
Anda dapat berdisuksi, berbagi, mengeluarkan opini dan ide-ide cemerlang anda di "Forum Dunia Listrik".
Semoga Forum itu dapat membentuk suatu komunitas untuk mencerdaskan dan mencerahkan anak bangsa, membawa manfaat bagi kita semua.
Terima kasih atas dukungan dan rasa berbagi anda untuk memajukan "Forum Dunia Listrik"
HaGe,
*) Sebelum dapat bergabung dalam diskusi di forum dunia listrik, anda diharuskan untuk mendaftar / registrasi terlebih dahulu...Silahkan untuk melakukan registrasi disini: "Registrasi Forum Dunia Listrik"
http://dunia-listrik.blogspot.com
http://dunialistrik.21.forumer.com
https://www.facebook.com/hanif.guntoro
Sunday, December 21, 2008
Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen, seperti dijelaskan pada artikel sebelumnya di sini.
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 1. Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik.
Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan seperti pada Gambar diatas:
Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation)
Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV)
Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV).
Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah.
Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah:
a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus.
b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain.
c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain.
d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
a. Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi.
b. Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban (Lihat Gambar 2-2)
2. Menurut bentuk tegangannya:
a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah.
b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik.
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas:
- Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus.
- Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi.
b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable).
c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut (submarine cable)
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
a. Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.
b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal .
c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
Dari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder.
a. Jaringan Sistem Distribusi Primer,
Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban.
Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu:
- Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian phase area.
- Jaringan distribusi ring (loop), dengan model: Bentuk open loop dan bentuk Close loop.
- Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET)
- Jaringan distribusi spindle
- Saluran Radial Interkoneksi
b. Jaringan Sistem Distribusi Sekunder,
Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb:
- Papan pembagi pada trafo distribusi,
- Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder).
- Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai)
- Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.
gambar 2. Komponen Sistem Distribusi
Tegangan Sistem Distribusi Sekunder
Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi DC, faktor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan, ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu:
1. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt
2. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt
3. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt
4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt
5. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt
6. Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt
7. Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt
8. Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt
9. Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt
Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakai listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik) di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. (IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1).
Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari:
1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat, Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.
2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat, Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.
3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt, Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa.
4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt.
5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat, Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan.
6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat, Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan.
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 1. Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik.
Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasan-pembatasan seperti pada Gambar diatas:
Daerah I : Bagian pembangkitan (Generation)
Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV)
Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV).
Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah.
Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materi Sistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah:
a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus.
b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain.
c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain.
d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
a. Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi.
b. Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban (Lihat Gambar 2-2)
2. Menurut bentuk tegangannya:
a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah.
b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik.
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas:
- Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus.
- Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi.
b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable).
c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut (submarine cable)
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
a. Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.
b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal .
c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
Dari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder.
a. Jaringan Sistem Distribusi Primer,
Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara, kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban.
Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu:
- Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian phase area.
- Jaringan distribusi ring (loop), dengan model: Bentuk open loop dan bentuk Close loop.
- Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET)
- Jaringan distribusi spindle
- Saluran Radial Interkoneksi
b. Jaringan Sistem Distribusi Sekunder,
Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunder bentuk saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb:
- Papan pembagi pada trafo distribusi,
- Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder).
- Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai)
- Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.
gambar 2. Komponen Sistem Distribusi
Tegangan Sistem Distribusi Sekunder
Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi DC, faktor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan, ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu:
1. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt
2. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt
3. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt
4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt
5. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt
6. Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt
7. Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt
8. Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt
9. Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt
Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakai listrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motor-motor listrik) di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. (IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1).
Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari:
1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat, Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.
2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat, Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan.
3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt, Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa.
4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt.
5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat, Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan.
6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat, Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan.
Download Electrical Science Handbook - Gratis
ELectrical Science Handbook ini dikeluarkan oleh U.S Departement of Energy, Disajikan dalam bahasa Inggris dan terdiri dari 4 volume.
Silahkan Download Handbook tersebut disini: "forum dunia listrik/download".
Ukuran filenya adalah sebesar:
1. Volume 1 - 4.257 kB
2. Volume 2 - 3.319 kB
3. Volume 3 - 2.235 kB
4. Volume 4 - 4.802 kB
Daftar isi untuk masing-masing volume adalah:
Volume 1 of 4
Module 1 - Basic Electrical Theory
This module describes basic electrical concepts and introduces electrical
terminology.
Module 2 - Basic DC Theory
This module describes the basic concepts of direct current (DC) electrical circuitsmand discusses the associated terminology.
Volume 2 of 4
Module 3 - DC Circuits
This module introduces the rules associated with the reactive components of inductance and capacitance and how they affect DC circuits.
Module 4 - Batteries
This module introduces batteries and describes the types of cells used, circuit arrangements, and associated hazards.
Module 5 - DC Generators
This module describes the types of DC generators and their application in terms of voltage production and load characteristics.
Module 6 - DC Motors
This module describes the types of DC motors and includes discussions of speed
control, applications, and load characteristics.
Volume 3 of 4
Module 7 - Basic AC Theory
This module describes the basic concepts of alternating current (AC) electrical
circuits and discusses the associated terminology.
Module 8 - AC Reactive Components
This module describes inductance and capacitance and their effects on AC
circuits.
Module 9 - AC Power
This module presents power calculations for single-phase and three-phase AC
circuits and includes the power triangle concept.
Module 10 - AC Generators
This module describes the operating characteristics of AC generators and
includes terminology, methods of voltage production, and methods of paralleling
AC generation sources.
Module 11 - Voltage Regulators
This module describes the basic operation and application of voltage regulators.
Volume 4 of 4
Module 12 - AC Motors
This module explains the theory of operation of AC motors and discusses the
various types of AC motors and their application.
Module 13 - Transformers
This module introduces transformer theory and includes the types of
transformers, voltage/current relationships, and application.
Module 14 - Test Instruments and Measuring Devices
This module describes electrical measuring and test equipment and includes the
parameters measured and the principles of operation of common instruments.
Module 15 - Electrical Distribution Systems
This module describes basic electrical distribution systems and includes
characteristics of system design to ensure personnel and equipment safety.
Silahkan Download Handbook tersebut disini: "forum dunia listrik/download".
Ukuran filenya adalah sebesar:
1. Volume 1 - 4.257 kB
2. Volume 2 - 3.319 kB
3. Volume 3 - 2.235 kB
4. Volume 4 - 4.802 kB
Daftar isi untuk masing-masing volume adalah:
Volume 1 of 4
Module 1 - Basic Electrical Theory
This module describes basic electrical concepts and introduces electrical
terminology.
Module 2 - Basic DC Theory
This module describes the basic concepts of direct current (DC) electrical circuitsmand discusses the associated terminology.
Volume 2 of 4
Module 3 - DC Circuits
This module introduces the rules associated with the reactive components of inductance and capacitance and how they affect DC circuits.
Module 4 - Batteries
This module introduces batteries and describes the types of cells used, circuit arrangements, and associated hazards.
Module 5 - DC Generators
This module describes the types of DC generators and their application in terms of voltage production and load characteristics.
Module 6 - DC Motors
This module describes the types of DC motors and includes discussions of speed
control, applications, and load characteristics.
Volume 3 of 4
Module 7 - Basic AC Theory
This module describes the basic concepts of alternating current (AC) electrical
circuits and discusses the associated terminology.
Module 8 - AC Reactive Components
This module describes inductance and capacitance and their effects on AC
circuits.
Module 9 - AC Power
This module presents power calculations for single-phase and three-phase AC
circuits and includes the power triangle concept.
Module 10 - AC Generators
This module describes the operating characteristics of AC generators and
includes terminology, methods of voltage production, and methods of paralleling
AC generation sources.
Module 11 - Voltage Regulators
This module describes the basic operation and application of voltage regulators.
Volume 4 of 4
Module 12 - AC Motors
This module explains the theory of operation of AC motors and discusses the
various types of AC motors and their application.
Module 13 - Transformers
This module introduces transformer theory and includes the types of
transformers, voltage/current relationships, and application.
Module 14 - Test Instruments and Measuring Devices
This module describes electrical measuring and test equipment and includes the
parameters measured and the principles of operation of common instruments.
Module 15 - Electrical Distribution Systems
This module describes basic electrical distribution systems and includes
characteristics of system design to ensure personnel and equipment safety.
Saturday, December 20, 2008
PUIL 2000 (Persyaratan Umum Instalasi Listrik)
Sejarah Singkat PUIL
Peraturan instalasi listrik yang pertama kali digunakan sebagai pedoman beberapa instansi yang berkaitan dengan instalasi listrik adalah AVE (Algemene Voorschriften voor Electrische Sterkstroom Instalaties) yang diterbitkan sebagai Norma N 2004 oleh Dewan Normalisasi Pemerintah Hindia Belanda. Kemudian AVE N 2004 ini diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia dan diterbitkan pada tahun 1964 sebagai Norma Indonesia NI6 yang kemudian dikenal sebagai Peraturan Umum Instalasi Listrik disingkat PUIL 1964, yang merupakan penerbitan pertama dan PUIL 1977 dan PUIL 1987 adalah penerbitan PUIL yang kedua dan ketiga yang merupakan hasil penyempurnaan atau revisi dari PUIL sebelumnya, maka PUIL 2000 ini merupakan terbitan ke 4.
Jika dalam penerbitan PUIL 1964, 1977 dan 1987 nama buku ini adalah Peraturan Umum Instalasi Listrik, maka pada penerbitan sekarang tahun 2000, namanya menjadi Persyaratan Umum Instalasi Listrik dengan tetap mempertahankan singkatannya yang sama yaitu PUIL.
Penggantian dari kata “Peraturan” menjadi “Persyaratan” dianggap lebih tepat karena pada perkataan “peraturan” terkait pengertian adanya kewajiban untuk mematuhi ketentuannya dan sangsinya. Sebagaimana diketahui sejak AVE sampai dengan PUIL 1987 pengertian kewajiban mematuhi ketentuan dan sangsinya tidak diberlakukan sebab isinya selain mengandung hal-hal yang dapat dijadikan peraturan juga mengandung rekomendasi ataupun ketentuan atau persyaratan teknis yang dapat dijadikan pedoman dalam pelaksanaan pekerjaan instalasi listrik.
Sejak dilakukannya penyempurnaan PUIL 1964, publikasi atau terbitan standar IEC (International Electrotechnical Commission) khususnya IEC 60364 menjadi salah satu acuan utama disamping standar internasional lainnya. Juga dalam terbitan PUIL 2000, usaha untuk lebih mengacu IEC ke dalam PUIL terus dilakukan, walaupun demikian dari segi kemanfaatan atau kesesuaian dengan keadaan di Indonesia beberapa ketentuan mengacu pada standar dari NEC (National Electric Code), VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) dan SAA (Standards Association Australia).
PUIL 2000 merupakan hasil revisi dari PUIL 1987, yang dilaksanakan oleh Panitia Revisi PUIL 1987 yang ditetapkan oleh Menteri Pertambangan dan Energi dalam Surat Keputusan Menteri No:24-12/40/600.3/1999, tertanggal 30 April 1999 dan No:51-12/40/600.3/1999, tertanggal 20 Agustus 1999. Anggota Panitia Revisi PUIL tersebut terdiri dari wakil dari berbagai Departemen seperti DEPTAMBEN, DEPKES, DEPNAKER, DEPERINDAG, BSN, PT PLN, PT Pertamina, YUPTL, APPI, AKLI, INKINDO, APKABEL, APITINDO, MKI, HAEI, Perguruan Tinggi ITB, ITI, ISTN, UNTAG, STTY-PLN, PT Schneider Indonesia dan pihak pihak lain yang terkait.
Bagian 1 dan Bagian 2 tentang Pendahuluan dan Persyaratan dasar merupakan padanan dari IEC 364-1 Part 1 dan Part 2 tentang Scope, Object Fundamental Principles and Definitions.
Bagian 3 tentang Proteksi untuk keselamatan banyak mengacu pada IEC 60364 Part 4 tentang Protection for safety. Bahkan istilah yang berkaitan dengan tindakan proteksi seperti SELV yang bahasa Indonesianya adalah tegangan extra rendah pengaman digunakan sebagai istilah baku, demikian pula istilah PELV dan FELV. PELV adalah istilah SELV yang dibumikan sedangkan FELV adalah sama dengan tegangan extra rendah fungsional. Sistem kode untuk menunjukan tingkat proteksi yang diberikan oleh selungkup dari sentuh langsung ke bagian yang berbahaya, seluruhnya diambil dari IEC dengan kode IP (International Protection). Demikian pula halnya dengan pengkodean jenis sistem pembumian. Kode TN mengganti kode PNP dalam PUIL 1987, demikian juga kode TT untuk kode PP dan kode IT untuk kode HP.
Bagian 4 tentang Perancangan instalasi listrik, dalam IEC 60364 Part 3 yaitu Assessment of General Characteristics, tetapi isinya banyak mengutip dari SAA Wiring Rules dalam section General Arrangement tentang perhitungan kebutuhan maksimum dan penentuan jumlah titik sambung pada sirkit akhir.
Bagian 5 tentang Perlengkapan Listrik mengacu pada IEC 60364 Part 5: Selection and erection of electrical equipment dan standar NEC.
Bagian 6 tentang Perlengkapan hubung bagi dan kendali (PHB) serta komponennya merupakan pengembangan Bab 6 PUIL 1987 dengan ditambah unsur unsur dari NEC.
Bagian 7 tentang Penghantar dan pemasangannya tidak banyak berubah dari Bab 7 PUIL 1987. Perubahan yang ada mengacu pada IEC misalnya cara penulisan kelas tegangan dari penghantar. Ketentuan dalam Bagian 7 ini banyak mengutip dari standar VDE. Dan hal hal yang berkaitan dengan tegangan tinggi dihapus.
Bagian 8 tentang Ketentuan untuk berbagai ruang dan instalasi khusus merupakan pengembangan dari Bab 8 PUIL 1987. Dalam PUIL 2000 dimasukkan pula klarifikasi zona yang diambil dari IEC, yang berpengaruh pada pemilihan dari perlengkapan listrik dan cara pemasangannya di berbagai ruang khusus. Ketentuan dalam Bagian 8 ini merupakan bagian dari IEC 60364 Part 7, Requirements for special installations or locations.
Bagian 9 meliputi Pengusahaan instalasi listrik. Pengusahaan dimaksudkan sebagai perancangan, pembangunan, pemasangan, pelayanan, pemeliharaan, pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik serta proteksinya. Di IEC 60364, pemeriksaan dan pengujian awal instalasi listrik dibahas dalam Part 6: Verification. PUIL 2000 berlaku untuk instalasi listrik dalam bangunan dan sekitarnya untuk tegangan rendah sampai 1000 V a.b dan 1500 V a.s, dan gardu transformator distribusi tegangan menengah sampai dengan 35 kV. Ketentuan tentang transformator distribusi tegangan menengah mengacu dari NEC 1999.
Pembagian dalam sembilan bagian dengan judulnya pada dasarnya sama dengan bagian yang sama pada PUIL 1987. PUIL 2000 tidak menyebut pembagiannya dalam Pasal, Subpasal, Ayat atau Subayat. Pembedaan tingkatnya dapat dilihat dari sistim penomorannya dengan digit. Contohnya Bagian 4, dibagi dalam 4.1; 4.2; dan seterusnya, sedangkan 4.2 dibagi dalam 4.2.1 sampai dengan 4.2.9 dibagi lagi dalam 4.2.9.1 sampai dengan 4.2.9.4. Jadi untuk menunjuk kepada suatu ketentuan, cukup dengan menuliskan nomor dengan jumlah digitnya.
Seperti halnya pada PUIL 1987, PUIL 2000 dilengkapi pula dengan indeks dan lampiran lampiran lainnya pada akhir buku. Lampiran mengenai pertolongan pertama pada korban kejut listrik yang dilakukan dengan pemberian pernapasan bantuan, diambilkan dari standar SAA, berbeda dengan PUIL 1987.
Untuk menampung perkembangan di bidang instalasi listrik misalnya karena adanya ketentuan baru dalam IEC yang dipandang penting untuk dimasukkan dalam PUIL, atau karena adanya saran, tanggapan dari masyarakat pengguna PUIL, maka dikandung maksud bila dipandang perlu akan menerbitkan amandemen pada PUIL 2000. Untuk menangani hal hal tersebut telah dibentuk Panitia Tetap PUIL. Panitia Tetap PUIL dapat diminta pendapatnya jika terdapat ketidakjelasan dalam memahami dan menerapkan ketentuan PUIL 2000. Untuk itu permintaan penjelasan dapat ditujukan kepada Panitia Tetap PUIL.
PUIL 2000 ini diharapkan dapat memenuhi keperluan pada ahli dan teknisi dalam melaksanakan tugasnya sebagai perancang, pelaksana, pemilik instalasi listrik dan para inspektor instalasi listrik. Meskipun telah diusahakan sebaik-baiknya, panitia revisi merasa bahwa dalam persyaratan ini mungkin masih terdapat kekurangannya. Tanggapan dan saran untuk perbaikan persyaratan ini sangat diharapkan.
PUIL 2000 ini tidak mungkin terwujud tanpa kerja keras dari seluruh anggota Panitia Revisi PUIL 1987, dan pihak pihak terkait lainnya yang telah memberikan berbagai macam bantuan baik dalam bentuk tenaga, pikiran, sarana maupaun dana sehingga PUIL 2000 dapat diterbitkan dalam bentuknya yang sekarang. Atas segala bantuan tersebut Panitia Revisi PUIL mengucapkan terima kasih sebesar besarnya.
Jakarta, Desember 2000
Panitia Revisi PUIL
Silahkan download PUIL 2000, di "Forum Dunia Listrik/Download/PUIL2000"
semoga bermanfaat...!
Peraturan instalasi listrik yang pertama kali digunakan sebagai pedoman beberapa instansi yang berkaitan dengan instalasi listrik adalah AVE (Algemene Voorschriften voor Electrische Sterkstroom Instalaties) yang diterbitkan sebagai Norma N 2004 oleh Dewan Normalisasi Pemerintah Hindia Belanda. Kemudian AVE N 2004 ini diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia dan diterbitkan pada tahun 1964 sebagai Norma Indonesia NI6 yang kemudian dikenal sebagai Peraturan Umum Instalasi Listrik disingkat PUIL 1964, yang merupakan penerbitan pertama dan PUIL 1977 dan PUIL 1987 adalah penerbitan PUIL yang kedua dan ketiga yang merupakan hasil penyempurnaan atau revisi dari PUIL sebelumnya, maka PUIL 2000 ini merupakan terbitan ke 4.
Jika dalam penerbitan PUIL 1964, 1977 dan 1987 nama buku ini adalah Peraturan Umum Instalasi Listrik, maka pada penerbitan sekarang tahun 2000, namanya menjadi Persyaratan Umum Instalasi Listrik dengan tetap mempertahankan singkatannya yang sama yaitu PUIL.
Penggantian dari kata “Peraturan” menjadi “Persyaratan” dianggap lebih tepat karena pada perkataan “peraturan” terkait pengertian adanya kewajiban untuk mematuhi ketentuannya dan sangsinya. Sebagaimana diketahui sejak AVE sampai dengan PUIL 1987 pengertian kewajiban mematuhi ketentuan dan sangsinya tidak diberlakukan sebab isinya selain mengandung hal-hal yang dapat dijadikan peraturan juga mengandung rekomendasi ataupun ketentuan atau persyaratan teknis yang dapat dijadikan pedoman dalam pelaksanaan pekerjaan instalasi listrik.
Sejak dilakukannya penyempurnaan PUIL 1964, publikasi atau terbitan standar IEC (International Electrotechnical Commission) khususnya IEC 60364 menjadi salah satu acuan utama disamping standar internasional lainnya. Juga dalam terbitan PUIL 2000, usaha untuk lebih mengacu IEC ke dalam PUIL terus dilakukan, walaupun demikian dari segi kemanfaatan atau kesesuaian dengan keadaan di Indonesia beberapa ketentuan mengacu pada standar dari NEC (National Electric Code), VDE (Verband Deutscher Elektrotechniker) dan SAA (Standards Association Australia).
PUIL 2000 merupakan hasil revisi dari PUIL 1987, yang dilaksanakan oleh Panitia Revisi PUIL 1987 yang ditetapkan oleh Menteri Pertambangan dan Energi dalam Surat Keputusan Menteri No:24-12/40/600.3/1999, tertanggal 30 April 1999 dan No:51-12/40/600.3/1999, tertanggal 20 Agustus 1999. Anggota Panitia Revisi PUIL tersebut terdiri dari wakil dari berbagai Departemen seperti DEPTAMBEN, DEPKES, DEPNAKER, DEPERINDAG, BSN, PT PLN, PT Pertamina, YUPTL, APPI, AKLI, INKINDO, APKABEL, APITINDO, MKI, HAEI, Perguruan Tinggi ITB, ITI, ISTN, UNTAG, STTY-PLN, PT Schneider Indonesia dan pihak pihak lain yang terkait.
Bagian 1 dan Bagian 2 tentang Pendahuluan dan Persyaratan dasar merupakan padanan dari IEC 364-1 Part 1 dan Part 2 tentang Scope, Object Fundamental Principles and Definitions.
Bagian 3 tentang Proteksi untuk keselamatan banyak mengacu pada IEC 60364 Part 4 tentang Protection for safety. Bahkan istilah yang berkaitan dengan tindakan proteksi seperti SELV yang bahasa Indonesianya adalah tegangan extra rendah pengaman digunakan sebagai istilah baku, demikian pula istilah PELV dan FELV. PELV adalah istilah SELV yang dibumikan sedangkan FELV adalah sama dengan tegangan extra rendah fungsional. Sistem kode untuk menunjukan tingkat proteksi yang diberikan oleh selungkup dari sentuh langsung ke bagian yang berbahaya, seluruhnya diambil dari IEC dengan kode IP (International Protection). Demikian pula halnya dengan pengkodean jenis sistem pembumian. Kode TN mengganti kode PNP dalam PUIL 1987, demikian juga kode TT untuk kode PP dan kode IT untuk kode HP.
Bagian 4 tentang Perancangan instalasi listrik, dalam IEC 60364 Part 3 yaitu Assessment of General Characteristics, tetapi isinya banyak mengutip dari SAA Wiring Rules dalam section General Arrangement tentang perhitungan kebutuhan maksimum dan penentuan jumlah titik sambung pada sirkit akhir.
Bagian 5 tentang Perlengkapan Listrik mengacu pada IEC 60364 Part 5: Selection and erection of electrical equipment dan standar NEC.
Bagian 6 tentang Perlengkapan hubung bagi dan kendali (PHB) serta komponennya merupakan pengembangan Bab 6 PUIL 1987 dengan ditambah unsur unsur dari NEC.
Bagian 7 tentang Penghantar dan pemasangannya tidak banyak berubah dari Bab 7 PUIL 1987. Perubahan yang ada mengacu pada IEC misalnya cara penulisan kelas tegangan dari penghantar. Ketentuan dalam Bagian 7 ini banyak mengutip dari standar VDE. Dan hal hal yang berkaitan dengan tegangan tinggi dihapus.
Bagian 8 tentang Ketentuan untuk berbagai ruang dan instalasi khusus merupakan pengembangan dari Bab 8 PUIL 1987. Dalam PUIL 2000 dimasukkan pula klarifikasi zona yang diambil dari IEC, yang berpengaruh pada pemilihan dari perlengkapan listrik dan cara pemasangannya di berbagai ruang khusus. Ketentuan dalam Bagian 8 ini merupakan bagian dari IEC 60364 Part 7, Requirements for special installations or locations.
Bagian 9 meliputi Pengusahaan instalasi listrik. Pengusahaan dimaksudkan sebagai perancangan, pembangunan, pemasangan, pelayanan, pemeliharaan, pemeriksaan dan pengujian instalasi listrik serta proteksinya. Di IEC 60364, pemeriksaan dan pengujian awal instalasi listrik dibahas dalam Part 6: Verification. PUIL 2000 berlaku untuk instalasi listrik dalam bangunan dan sekitarnya untuk tegangan rendah sampai 1000 V a.b dan 1500 V a.s, dan gardu transformator distribusi tegangan menengah sampai dengan 35 kV. Ketentuan tentang transformator distribusi tegangan menengah mengacu dari NEC 1999.
Pembagian dalam sembilan bagian dengan judulnya pada dasarnya sama dengan bagian yang sama pada PUIL 1987. PUIL 2000 tidak menyebut pembagiannya dalam Pasal, Subpasal, Ayat atau Subayat. Pembedaan tingkatnya dapat dilihat dari sistim penomorannya dengan digit. Contohnya Bagian 4, dibagi dalam 4.1; 4.2; dan seterusnya, sedangkan 4.2 dibagi dalam 4.2.1 sampai dengan 4.2.9 dibagi lagi dalam 4.2.9.1 sampai dengan 4.2.9.4. Jadi untuk menunjuk kepada suatu ketentuan, cukup dengan menuliskan nomor dengan jumlah digitnya.
Seperti halnya pada PUIL 1987, PUIL 2000 dilengkapi pula dengan indeks dan lampiran lampiran lainnya pada akhir buku. Lampiran mengenai pertolongan pertama pada korban kejut listrik yang dilakukan dengan pemberian pernapasan bantuan, diambilkan dari standar SAA, berbeda dengan PUIL 1987.
Untuk menampung perkembangan di bidang instalasi listrik misalnya karena adanya ketentuan baru dalam IEC yang dipandang penting untuk dimasukkan dalam PUIL, atau karena adanya saran, tanggapan dari masyarakat pengguna PUIL, maka dikandung maksud bila dipandang perlu akan menerbitkan amandemen pada PUIL 2000. Untuk menangani hal hal tersebut telah dibentuk Panitia Tetap PUIL. Panitia Tetap PUIL dapat diminta pendapatnya jika terdapat ketidakjelasan dalam memahami dan menerapkan ketentuan PUIL 2000. Untuk itu permintaan penjelasan dapat ditujukan kepada Panitia Tetap PUIL.
PUIL 2000 ini diharapkan dapat memenuhi keperluan pada ahli dan teknisi dalam melaksanakan tugasnya sebagai perancang, pelaksana, pemilik instalasi listrik dan para inspektor instalasi listrik. Meskipun telah diusahakan sebaik-baiknya, panitia revisi merasa bahwa dalam persyaratan ini mungkin masih terdapat kekurangannya. Tanggapan dan saran untuk perbaikan persyaratan ini sangat diharapkan.
PUIL 2000 ini tidak mungkin terwujud tanpa kerja keras dari seluruh anggota Panitia Revisi PUIL 1987, dan pihak pihak terkait lainnya yang telah memberikan berbagai macam bantuan baik dalam bentuk tenaga, pikiran, sarana maupaun dana sehingga PUIL 2000 dapat diterbitkan dalam bentuknya yang sekarang. Atas segala bantuan tersebut Panitia Revisi PUIL mengucapkan terima kasih sebesar besarnya.
Jakarta, Desember 2000
Panitia Revisi PUIL
Silahkan download PUIL 2000, di "Forum Dunia Listrik/Download/PUIL2000"
semoga bermanfaat...!
Friday, December 19, 2008
Fase Listrik
Terdapat satu karakteristik utama dari pasokan listrik arus bolak-balik atau AC yang memerlukan penjelasan, yaitu: “fase”. Pada dasarnya pasokan listrik AC dibagi kedalam sirkuit satu fase dan tiga fase. Sirkuit AC satu fase memiliki dua buah kawat yang dihubungkan ke sumber listrik. Tidak seperti sirkuit DC yang arah arus listrik nya tidak berubah, maka dalam sirkuit AC arah arus berubah berkali-kali tiap detiknya tergantung pada frekuensi pasokan. Listrik 220 volt (V) yang dipasok ke rumah kita merupakan listrik AC satu fase dan memiliki dua buah kawat: ‘ aktif’ dan ‘ netral’ .
Sistim 3 fase memiliki 3 bentuk gelombang (biasanya membawa daya) yaitu 2/3 p radian (120 derajat, 1/3 siklus) untuk waktu tertentu.
Gambar 1. Sistem 3 fase
Gambar 1 menunjukan sistim satu siklus tiga fase, dari 0 hingga 360 derajat (2 p radians), sepanjang aksis waktu. Garis yang diplotkan menunjukan keragaman tegangan sesaat (atau arus) dalam waktu. Siklus ini akan berulang 50 atau 60 kali per detiknya, tergantung pada frekuensi sistem dayanya. Warna garis menyatakan kode pewarnaan Amerika untuk sistem tiga fase: hitam =VL1, merah=VL2 dan biru=VL3.
Sistem pasokan tiga fase selanjutnya dinyatakan oleh hubungan bintang dan delta seperti ditunjukkan dalam Gambar 2 dan 3.
gambar 2. Hubungan Bintang.
Gambar 3. Hubungan Delta.
FORMULA LISTRIK
Tabel dibawah memuat daftar formula/ rumus paling penting untuk sistim listrik.
keterangan: klik gambar-gambar diatas untuk melihat lebih jelas, karena alasan kapasitas agar tidak membebani blog ini, maka ukuran gambar ditampilkan kecil.
harap maklum dan terima kasih atas kunjungan anda.
Sistim 3 fase memiliki 3 bentuk gelombang (biasanya membawa daya) yaitu 2/3 p radian (120 derajat, 1/3 siklus) untuk waktu tertentu.
Gambar 1. Sistem 3 fase
Gambar 1 menunjukan sistim satu siklus tiga fase, dari 0 hingga 360 derajat (2 p radians), sepanjang aksis waktu. Garis yang diplotkan menunjukan keragaman tegangan sesaat (atau arus) dalam waktu. Siklus ini akan berulang 50 atau 60 kali per detiknya, tergantung pada frekuensi sistem dayanya. Warna garis menyatakan kode pewarnaan Amerika untuk sistem tiga fase: hitam =VL1, merah=VL2 dan biru=VL3.
Sistem pasokan tiga fase selanjutnya dinyatakan oleh hubungan bintang dan delta seperti ditunjukkan dalam Gambar 2 dan 3.
gambar 2. Hubungan Bintang.
Gambar 3. Hubungan Delta.
FORMULA LISTRIK
Tabel dibawah memuat daftar formula/ rumus paling penting untuk sistim listrik.
keterangan: klik gambar-gambar diatas untuk melihat lebih jelas, karena alasan kapasitas agar tidak membebani blog ini, maka ukuran gambar ditampilkan kecil.
harap maklum dan terima kasih atas kunjungan anda.
Wednesday, December 17, 2008
Instalasi Penerangan: Teori Dasar Pencahayaan
Sejak dimulainya peradaban, manusia menciptakan cahaya hanya dari api, walaupun lebih banyak sumber panasnya daripada cahaya yang dihasilkan. Di abad ke 21 ini kita masih menggunakan prinsip yang sama dalam menghasilkan panas dan cahaya, salahsatunya adalah melalui lampu pijar.
Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh penerangan adalah 20 - 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh industri.
Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energy yang cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal. Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau sodium bertekanan tinggi, sehingga akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto, pengaturan waktu penerangan, dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti bahwa lampu-lampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien.
Teori Dasar Mengenai Cahaya
Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan frekuensi tertentu, yang nilainya dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam spektrum elektromagnetisnya.
Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:
• Pijar, benda padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan sampai suhu tertentu. Intensitas meningkat dan penampilan menjadi semakin putih jika suhu naik.
• Muatan Listrik, jika arus listrik dilewatkan melalui gas,maka atom dan molekulnya akan memancarkan radiasi, dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen yang ada.
• Electro Luminescence, Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.
• Photo luminescence, radiasi pada salahsatu panjang gelombang diserap, biasanya oleh suatu padatan dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat, maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.
Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik, diberikan dalam Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan cahaya yang nampak.
Gambar 1. Radiasi yang Tampak
Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan
• Lumen: Satuan flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada panjang gelombang 555 nm.
• Efficacy Beban Terpasang: Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan yang dinyatakan dalam lux/W/m².
• Perbandingan Efficacy Beban Terpasang: Merupakan perbandingan efficacy beban target dan beban terpasang.
• Luminaire: Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.
• Lux: Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per watt.
• Indeks Ruang: Merupakan perbandingan, yang berhubungan dengan ukuran bidang keseluruhan terhadap tingginya diantara tinggi bidang kerja dengan bidang titik lampu.
• Efficacy Beban Target: Nilai efficacy beban terpasang yang dicapai dengan efisiensi terbaik, dinyatakan dalam lux/W/m².
• Faktor pemanfaatan (UF): Merupakan bagian flux cahaya yang dipancarkan oleh lampu-lampu, menjangkau bidang kerja. Ini merupakan suatu ukuran efektivitas pola pencahayaan.
• Intensitas Cahaya dan Flux: Satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu meter (1m) jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah) merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jari-jari r adalah 4πr2, maka lingkaran dengan jari-jari 1m memiliki luas 4πm2, dan oleh karena itu flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah:
Flux cahaya (lm) = 4π × intensitas cahaya (cd)
Perbedaan antara lux dan lumen adalah bahwa lux berkenaan dengan luas areal pada mana flux menyebar 1000 lumens, terpusat pada satu areal dengan luas satu meter persegi, menerangi meter persegi tersebut dengan cahaya 1000 lux. Hal yang sama untuk 1000 lumens, yang menyebar kesepuluh meter persegi, hanya menghasilkan cahaya suram 100 lux.
Hukum kuadrat terbalik
Hukum kuadrat terbalik mendefinisikan hubungan antara pencahayaan dari sumber titik dan jarak. Rumus ini menyatakan bahwa intensitas cahaya per satuan luas berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya (pada dasarnya jari-jari).
E = I / d²
Dimana
E = Emisi cahaya,
I = Intensitas cahaya
d = jarak
Bentuk lain dari persamaan ini yang lebih mudah adalah:
E1 d1² = E2 d2²
Jarak diukur dari titik uji ke permukaan yang pertama-tama kena cahaya – kawat lampu pijar jernih, atau kaca pembungkus dari lampu pijar yang permukaannya seperti es.
Contoh: Jika seseorang mengukur 10 lm/m² dari sebuah cahaya bola lampu pada jarak 1 meter, berapa kerapatan flux pada jarak setengahnya?
Penyelesaian:
E1m = (d2 / d1)² * E2
= (1,0 / 0,5)² * 10
= 40 lm/m²
Suhu Warna
Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna oranye kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu-waktu selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273) dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna merupakan nilai yang “sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan pelepasan intensitas tinggi (HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri,“suhu warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu warna lampu membuat sumber cahaya akan nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”. Umumnya, makin rendah suhu, makin hangat sumber, dan sebaliknya.
Perubahan Warna
Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi perhatian relatif terhadap lampu uji, persesuaian yang sempurna akan diberi angka 100. Indeks CIE memiliki keterbatasan, namun cara ini merupakan cara yang sudah diterima secara luas untuk sifat-sifat perubahan warna dari sumber cahaya.
Kesalah pahaman yang umum terjadi adalah bahwa suhu warna dan perubahaan warna keduanya menjelaskan sifat yang sama terhadap lampu. Selain itu, suhu warna menjelaskan penampilan warna sumber cahaya dan cahaya yang dipancarkannya. Perubahan warna menjelaskan bagaimana cahaya merubah warna suatu objek.
Hanya dalam beberapa dekade terakhir produk-produk penerangan menjadi lebih canggih dan beraneka ragam. Perkiraan menunjukan bahwa pemakaian energi oleh penerangan adalah 20 - 45% untuk pemakaian energi total oleh bangunan komersial dan sekitar 3 - 10% untuk pemakaian energi total oleh industri.
Hampir kebanyakan pengguna energi komersial dan industri peduli penghematan energi dalam sistim penerangan. Seringkali, penghematan energy yang cukup berarti dapat didapatkan dengan investasi yang minim dan masuk akal. Mengganti lampu uap merkuri atau sumber lampu pijar dengan logam halida atau sodium bertekanan tinggi, sehingga akan menghasilkan pengurangan biaya energi dan meningkatkan jarak penglihatan. Memasang dan menggunakan kontrol foto, pengaturan waktu penerangan, dan sistim manajemen energi juga dapat memperoleh penghematan yang luar biasa. Walau begitu, dalam beberapa kasus mungkin perlu mempertimbangkan modifikasi rancangan penerangan untuk mendapatkan penghematan energi yang dikehendaki. Penting untuk dimengerti bahwa lampu-lampu yang efisien, belum tentu merupakan sistim penerangan yang efisien.
Teori Dasar Mengenai Cahaya
Cahaya hanya merupakan satu bagian dari berbagai jenis gelombang elektromagnetis yang terbang ke angkasa. Gelombang tersebut memiliki panjang dan frekuensi tertentu, yang nilainya dibedakan dari energi cahaya lainnya dalam spektrum elektromagnetisnya.
Cahaya dipancarkan dari suatu benda dengan fenomena sebagai berikut:
• Pijar, benda padat dan cair memancarkan radiasi yang dapat dilihat bila dipanaskan sampai suhu tertentu. Intensitas meningkat dan penampilan menjadi semakin putih jika suhu naik.
• Muatan Listrik, jika arus listrik dilewatkan melalui gas,maka atom dan molekulnya akan memancarkan radiasi, dimana spektrumnya merupakan karakteristik dari elemen yang ada.
• Electro Luminescence, Cahaya dihasilkan jika arus listrik dilewatkan melalui padatan tertentu seperti semikonduktor atau bahan yang mengandung fosfor.
• Photo luminescence, radiasi pada salahsatu panjang gelombang diserap, biasanya oleh suatu padatan dan dipancarkan kembali pada berbagai panjang gelombang. Bila radiasi yang dipancarkan kembali tersebut merupakan fenomena yang dapat terlihat, maka radiasi tersebut disebut fluorescence atau phosphorescence.
Cahaya nampak, seperti yang dapat dilihat pada spektrum elektromagnetik, diberikan dalam Gambar 1, menyatakan gelombang yang sempit diantara cahaya ultraviolet (UV) dan energi inframerah (panas). Gelombang cahaya tersebut mampu merangsang retina mata, yang menghasilkan sensasi penglihatan yang disebut pandangan. Oleh karena itu, penglihatan memerlukan mata yang berfungsi dan cahaya yang nampak.
Gambar 1. Radiasi yang Tampak
Definisi dan Istilah yang Umum Digunakan
• Lumen: Satuan flux cahaya; flux dipancarkan didalam satuan unit sudut padatan oleh suatu sumber dengan intensitas cahaya yang seragam satu candela. Satu lux adalah satu lumen per meter persegi. Lumen (lm) adalah kesetaraan fotometrik dari watt, yang memadukan respon mata “pengamat standar”. 1 watt = 683 lumens pada panjang gelombang 555 nm.
• Efficacy Beban Terpasang: Merupakan iluminasi/terang rata-rata yang dicapai pada suatu bidang kerja yang datar per watt pada pencahayaan umum didalam ruangan yang dinyatakan dalam lux/W/m².
• Perbandingan Efficacy Beban Terpasang: Merupakan perbandingan efficacy beban target dan beban terpasang.
• Luminaire: Luminaire adalah satuan cahaya yang lengkap, terdiri dari sebuah lampu atau beberapa lampu, termasuk rancangan pendistribusian cahaya, penempatan dan perlindungan lampu-lampu, dan dihubungkannya lampu ke pasokan daya.
• Lux: Merupakan satuan metrik ukuran cahaya pada suatu permukaan. Cahaya rata-rata yang dicapai adalah rata-rata tingkat lux pada berbagai titik pada area yang sudah ditentukan. Satu lux setara dengan satu lumen per meter persegi. Tinggi mounting: Merupakan tinggi peralatan atau lampu diatas bidang kerja. Efficacy cahaya terhitung: Perbandingan keluaran lumen terhitung dengan pemakaian daya terhitung dinyatakan dalam lumens per watt.
• Indeks Ruang: Merupakan perbandingan, yang berhubungan dengan ukuran bidang keseluruhan terhadap tingginya diantara tinggi bidang kerja dengan bidang titik lampu.
• Efficacy Beban Target: Nilai efficacy beban terpasang yang dicapai dengan efisiensi terbaik, dinyatakan dalam lux/W/m².
• Faktor pemanfaatan (UF): Merupakan bagian flux cahaya yang dipancarkan oleh lampu-lampu, menjangkau bidang kerja. Ini merupakan suatu ukuran efektivitas pola pencahayaan.
• Intensitas Cahaya dan Flux: Satuan intensitas cahaya I adalah candela (cd) juga dikenal dengan international candle. Satu lumen setara dengan flux cahaya, yang jatuh pada setiap meter persegi (m2) pada lingkaran dengan radius satu meter (1m) jika sumber cahayanya isotropik 1-candela (yang bersinar sama ke seluruh arah) merupakan pusat isotropik lingkaran. Dikarenakan luas lingkaran dengan jari-jari r adalah 4πr2, maka lingkaran dengan jari-jari 1m memiliki luas 4πm2, dan oleh karena itu flux cahaya total yang dipancarkan oleh sumber 1- cd adalah 4π1m. Jadi flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya isotropik dengan intensitas I adalah:
Flux cahaya (lm) = 4π × intensitas cahaya (cd)
Perbedaan antara lux dan lumen adalah bahwa lux berkenaan dengan luas areal pada mana flux menyebar 1000 lumens, terpusat pada satu areal dengan luas satu meter persegi, menerangi meter persegi tersebut dengan cahaya 1000 lux. Hal yang sama untuk 1000 lumens, yang menyebar kesepuluh meter persegi, hanya menghasilkan cahaya suram 100 lux.
Hukum kuadrat terbalik
Hukum kuadrat terbalik mendefinisikan hubungan antara pencahayaan dari sumber titik dan jarak. Rumus ini menyatakan bahwa intensitas cahaya per satuan luas berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumbernya (pada dasarnya jari-jari).
E = I / d²
Dimana
E = Emisi cahaya,
I = Intensitas cahaya
d = jarak
Bentuk lain dari persamaan ini yang lebih mudah adalah:
E1 d1² = E2 d2²
Jarak diukur dari titik uji ke permukaan yang pertama-tama kena cahaya – kawat lampu pijar jernih, atau kaca pembungkus dari lampu pijar yang permukaannya seperti es.
Contoh: Jika seseorang mengukur 10 lm/m² dari sebuah cahaya bola lampu pada jarak 1 meter, berapa kerapatan flux pada jarak setengahnya?
Penyelesaian:
E1m = (d2 / d1)² * E2
= (1,0 / 0,5)² * 10
= 40 lm/m²
Suhu Warna
Suhu warna, dinyatakan dalam skala Kelvin (K), adalah penampakan warna dari lampu itu sendiri dan cahaya yang dihasilkannya. Bayangkan sebuah balok baja yang dipanaskan secara terus menerus hingga berpijar, pertama-tama berwarna oranye kemudian kuning dan seterusnya hingga menjadi “putih panas”. Sewaktu-waktu selama pemanasan, kita dapat mengukur suhu logam dalam Kelvin (Celsius + 273) dan memberikan angka tersebut kepada warna yang dihasilkan. Hal ini merupakan dasar teori untuk suhu warna. Untuk lampu pijar, suhu warna merupakan nilai yang “sesungguhnya”; untuk lampu neon dan lampu dengan pelepasan intensitas tinggi (HID), nilainya berupa perkiraan dan disebut korelasi suhu warna. Di Industri,“suhu warna” dan “korelasi suhu warna” kadang-kadang digunakan secara bergantian. Suhu warna lampu membuat sumber cahaya akan nampak “hangat”, “netral” atau “sejuk”. Umumnya, makin rendah suhu, makin hangat sumber, dan sebaliknya.
Perubahan Warna
Kemampuan sumber cahaya merubah warna permukaan secara akurat dapat diukur dengan baik oleh indeks perubahan warna. Indeks ini didasarkan pada ketepatan dimana serangkaian uji warna dipancarkan kembali oleh lampu yang menjadi perhatian relatif terhadap lampu uji, persesuaian yang sempurna akan diberi angka 100. Indeks CIE memiliki keterbatasan, namun cara ini merupakan cara yang sudah diterima secara luas untuk sifat-sifat perubahan warna dari sumber cahaya.
Kesalah pahaman yang umum terjadi adalah bahwa suhu warna dan perubahaan warna keduanya menjelaskan sifat yang sama terhadap lampu. Selain itu, suhu warna menjelaskan penampilan warna sumber cahaya dan cahaya yang dipancarkannya. Perubahan warna menjelaskan bagaimana cahaya merubah warna suatu objek.
Subscribe to:
Posts (Atom)