ANALISA SISTEM PEMBEBANAN GENERATOR CADANGAN 1062,5 kVA PUSRI 1B PT. PUPUK SRIWIDJAJA
LAPORAN AKHIR
Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : RAHMAD HIDAYAT 0613 3031 0165
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
ANALISA SISTEM PEMBEBANAN GENERATOR CADANGAN 1062,5 kVA PUSRI 1B PT. PUPUK SRIWIDJAJA
LAPORAN AKHIR Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Oleh : RAHMAD HIDAYAT 0613 3031 0165 Palembang,
Agustus 2016
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Hairul, S.T., M.T NIP. 196511261990031002
Anton Firmansyah, S.T., M.T. NIP. 19750924200812001 Mengetahui,
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi
Teknik Elektro
Teknik Listrik
Yudi Wijanarko, S.T., M.T. NIP. 196705111992031003
Mohammad Noer, S.T.T.,M.T. NIP. 196505121995021001
Moto Ingatlah bahwa kesuksesan selalu disertai dengan kegagalan Jadilah diri sendiri dan jangan menjadi orang lain,walaupun dia terlihat lebih baik dari kita Percayalah, tuhan tak pernah salah memberi rezeki
Ku Persembahkan Untuk : Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW. Kedua orang tuaku atas kasih sayang, kesabaran dalam membesarkanku dan yang selalu mendoakanku. Keluarga besar yang selalu menjadi penyemangatku. Bapak Hairul dan Bapak Anton selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan membantuku dalam penyelesaian laporan akhir ini dengan baik dan tepat waktu. Almamater tercinta Politeknik Negeri Sriwijaya Seluruh dosen teknik listrik yang telah memberikan pelajaran kepada kami. Teman – teman seperjuangan Teknik listrik 2013 khususnya kelas 6LA.
ABSTRAK ANALISA SISTEM PEMBEBANAN GENERATOR CADANGAN 1062,5 kVA PUSRI 1B PT. PUPUK SRIWIDJAJA (2016: xiii + 54 Halaman + Daftar Gambar + Daftar Tabel + Lampiran)
RAHMAD HIDAYAT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Laporan akhir ini bertujuan untuk memberikan informasi hasil dari sistem pembebanan generator cadangan pada saat generator utama trip/maintenance. Analisa ini untuk mengetahui bagaimana pembebanan generator cadangan pada saat generator utama padam/trip, beban yang termasuk beban darurat dan beban kritis dan perhitungan daya beban keseluruhan. Objek yang digunakan pada analisa ini adalah generator cadangan dan beban-beban di pusri 1B. Perhitungan daya beban dilakukan setelah pengumpulan data. Pada saat generator utama beroperasi normal keseluruhan beban dapat disupply oleh generator utama, pada saat generator cadangan beroperasi maka tidak semua beban dapat dioperasikan. Beban darurat pada pabrik Pusri 1B kapasitas dayanya sebesar 87,073 kW, Sedangkan beban kritis pada pada pabrik Pusri 1B kapasitas dayanya 731,91 kW. Total daya dari keseluruhan beban darurat dan beban kritis pada pabrik Pusri 1B adalah sebesar 818,990 kW. Kapasitas daya yang dimiliki generator cadangan adalah 1062,5 kVA/850 kW, maka dari nilai ini dapat disimpulkan bahwa generator cadangan mampu melayani beban darurat dan beban kritis pada pabrik PUSRI 1B. Kata kunci : Beban Darurat, Beban Kritis, Generator Cadangan
ABSTRACT ANALYSIS OF IMPOSITION SYSTEMS 1062,5 KVA BACKUP GENERATOR PUSRI 1B PT. PUPUK SRIWIDJAJA (2016: xiii + 54 Page + List of Pictures + List of Tables + Attachment)
RAHMAD HIDAYAT ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT ELECTRICAL ENGINEERING SUDY PROGRAM STATE POLYTECHNIC SRIWIJAYA This final report aims to provide information on the results of the loading system backup generator when the main generator trip / maintenance. This analysis was to find out how to load the backup generators when the main generator outages / trip, expenses including emergency load and critical load and the overall load power calculation. The objects used in this analysis is the backup generators and loads in PUSRI 1B. Load power calculation performed after data collection. By the time the main generator in normal operation the whole load can be supplied by the main generator, when the backup generator operates so not all loads can be operated. Emergency burden on the manufacturer Pusri 1B power capacity of 87.073 kW, while the critical load at the factory Pusri 1B 731.91 kW power capacity. The total power of the overall burden of the emergency and critical load at the factory Pusri 1B amounted to 818.990 kW. Owned power capacity backup generator is 1062.5 kVA / 850 kW, then this value can be inferred that a backup generator capable of serving the burden of emergency and critical load at the factory PUSRI 1B. Keywords: Emergency Load, Critical Load, Backup Generator
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini tepat pada waktunya. Laporan Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayah dan Ibu serta Adik Ku yang tercinta dan tersayang yang selalu memberikan doa, dukungan, dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan
laporan
akhir
ini
yang
berjudul
“ANALISA
SISTEM
PEMBEBANAN GENERATOR CADANGAN 1062,5 kVA PUSRI 1B PT. PUPUK SRIWIDJAJA” Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1.
Bapak Hairul, S.T, M.T. Selaku Pembimbing I
2.
Bapak Anton Firmansyah, S.T, M.T. Selaku Pembimbing II
Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan, dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Penulis menyadari tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak mungkin Laporan Akhir ini tidak akan terselesaikan dengan baik. Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro. 4. Bapak Mohammad Noer, S.S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik. 5. Bapak Supriyanto, Kak Aldrin, Kak Yusa, Kak Iwan, dan para pegawai di PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang khususnya di Pusri 1B yang telah membantu selama
pengambilan data di Pusri 1B. 6. Serta teman-teman seperjuangan khususnya kelas 6 LA yang telah memberikan doa, dukungan, dan semangat. Di dalam pembuatan Laporan Akhir ini penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan, untuk itulah penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhirnya Penulis berharap semoga Laporan Akhir ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa, khususnya bagi mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya.
Palembang,
Penulis
Agustus 2016
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii MOTTO ........................................................................................................ iii ABSTRAK .................................................................................................... iv ABSTRACT ................................................................................................. v KATA PENGANTAR .................................................................................. vi DAFTAR ISI ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... x DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xii BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ........................................................................ 1 1.2 Tujuan dan Manfaat ................................................................ 2 1.2.1 Tujuan ............................................................................ 2 1.2.2 Manfaat .......................................................................... 2 1.3 Perumusan Masalah ................................................................. 2 1.4 Batasan Masalah ..................................................................... 3 1.5 Metode Penulisan .................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan .............................................................. 4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Generator ................................................................................ 6 2.2 Generator Singkron .................................................................. 7
2.2.1 Konstruksi Generator ....................................................... 8 2.2.2 Prinsip Kerja Generator ................................................... 11 2.2.3 Generator Singkron Jalan Keadaan Tanpa Beban ............. 14 2.2.4 Generator Singkron Berbeban .......................................... 14 2.2.5 Eksitasi Tegangan ............................................................ 16 2.2.6 Pengaturan Generator ...................................................... 17 2.2.7 Efisiensi .......................................................................... 18 2.2.8 Derajat listrik .................................................................. 19 2.3 Generator Asingkron ................................................................ 21 2.3.1 Prinsip Kerja Generator Asingkron .................................. 21 2.4 Beban-Beban Listrik ................................................................ 21 2.4.1 Beban Resistif (R) ........................................................... 22 2.4.2 Beban Induktif (L) ........................................................... 23 2.4.3 Beban Kapasitif (C) ......................................................... 24 2.5 Memparalelkan Generator ........................................................ 25 2.6 Generator Set ........................................................................... 26 2.7 Mesin Diesel ............................................................................ 27 2.7.1 Pengertian Mesin Diesel .................................................. 27 2.7.2 Cara Kerja Mesin Diesel .................................................. 27 2.8 Automatic Voltage Regulator .................................................. 28 29 Daya Tiga Fasa ....................................................................... 29 BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 Waktu Penelitian ...................................................................... 30 3.2 Keadaan Umum Sistem Kelistrikan PT. Pusri ........................... 30 3.3 Sistem Cadangan Listrik Pusri 1B ............................................ 31 3.4 Peralatan Yang Digunakan ....................................................... 32 3.4.1 Generator Cadangan......................................................... 32 3.4.2 Clamp Meter Digital ........................................................ 34
3.4.3 Tabel Beban-beban Pada Pusri 1B .................................... 34 3.5 Prosedur Penelitian................................................................... 38
BAB IV PEMBAHASAN 4.1 Hasil ........................................................................................ 40 4.1.1 ATS 1 .............................................................................. 40 4.1.2 ATS 2 .............................................................................. 42 4.1.3 ATS 3 .............................................................................. 46 4.1.4 ATS 4 .............................................................................. 47 4.2 Pembahasan ............................................................................... 51 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................. 53 5.2 Saran ....................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Diesel Generator ............................................................................6 Gambar 2.2 Konstruksi Generator Singkron ......................................................7 Gambar 2.3 Konstruksi Mesin Singkron ............................................................9 Gambar 2.4 Kerangka dan Inti Stator Mesin Sinkron...............................................9 Gambar 2.5 Rotor Jenis Kutub Menonjol (salient)...............................................10 Gambar 2.6 Rotor Jenis Kutub Silinder (a) dan Silent (b) ...................................10 Gambar 2.7 Tampak yang dibentangkan dari lilitan stator tiga fasa sederhana, hubungan Y. (b) cara menghubungkan terminal untuk hubungan delta. ...................11
Gambar 2.8 GGL yang dibangkitkan ..................................................................12 Gambar 2.9 Hukum Tangan Kanan Flemming ..................................................13 Gambar 2.10 Generator Singkron Tanpa Beban ...............................................14 Gambar 2.11 Pengaruh Faktor Daya beban Terhadap Fluks Rotor ...................15 Gambar 2.12 Rangkaian Listrik Generator Terbebani .........................................16 Gambar 2.13 Rangkaian Generator Berbeban .....................................................16 Gambar 2.14 Kurva Pengaturan Generator AC Pada Faktor Daya Yang Berbeda18 Gambar 2.15 Hubungan Daya Input dan Daya Output ........................................19 Gambar 2.16 Generator Ac Mempunyai 4 Kutub Magnit ..................................19 Gambar 2.17 Hubungan Kutub Magnit dan Putaran Mesin .................................20 Gambar 2.18 Proses Pengereman Regenerative ..................................................21 Gambar 2.19 Rangkaian Resistif Gelombang AC ...............................................22 Gambar 2.20 Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Resistif ............................22 Gambar 2.21 Rangkaian Induktif Gelombang AC ..............................................23 Gambar 2.22 Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Induktif ...........................23 Gambar 2.23 Rangkaian Kapasitif Gelombang AC ............................................24
Gambar 2.24 Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Kapasitif ..........................25 Gambar 2.25 Hubungan Penyingkronan Generator.............................................26 Gambar 3.1 Perangkat Automatic Transfer Switch ............................................31 Gambar 3.2 Gambar Generator Cadangan Pusri 1B ...........................................33 Gambar 3.3 Baterai UPS ...................................................................................33 Gambar 3.4 Automatic Voltage Generator .........................................................33 Gambar 3.5 Pengukuran Dengan Menggunakan Clamp Meter Digital ................33 Gambar 3.6 Diagram Alir Prosedur Penelitian....................................................34 Gambar 4.1 Bus ATS 51 ....................................................................................40 Gambar 4.2 Bus ATS 52 ....................................................................................43 Gambar 4.3 Bus ATS 53 ....................................................................................46 Gambar 4.4 Bus ATS 54 ....................................................................................47 Gambar 4.5 Rangkaian Generator utama Pada Saat beroperasi ...........................52 Gambar 4.6 Rangkaian Generator Cadangan Pada Saat Beroperasi ....................52
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1 Data Generator Cadangan ...................................................................32 Tabel 3.2 Data Beban Yang Dilayani Oleh ATS 51 ...........................................34 Tabel 3.3 Data Beban Yang Dilayani Oleh ATS 52 ............................................35 Tabel 3.4 Data Beban Yang Dilayani Oleh ATS 53 ............................................36 Tabel 3.5 Data Beban Yang Dilayani Oleh ATS 54 ............................................37 Tabel 4.1 Data Pengukuran Faktor Daya Pada Beban Yang Dilayani Oleh ATS 51 ..............................................................40 Tabel 4.2 Data Perhitungan Arus Beban Yang Dilayani ATS 51 ........................42 Tabel 4.3 Data Pengukuran Faktor Daya Pada Beban Yang Dilayani Oleh ATS 52 ..............................................................43 Tabel 4.4 Data Perhitungan Arus Beban Yang Dilayani ATS 52 ........................45 Tabel 4.5 Data Pengukuran Faktor Daya Pada Beban Yang Dilayani Oleh ATS 53 ..............................................................46 Tabel 4.6 Data Perhitungan Arus Beban Yang Dilayani ATS 53 ........................47 Tabel 4.7 Data Pengukuran Faktor Daya Pada Beban Yang Dilayani Oleh ATS 54 ..............................................................48 Tabel 4.8 Data Perhitungan Arus Beban Yang Dilayani ATS 54 ........................49 Tabel 4.9 Data Hasil Perhitungan Arus Beban Total Setiap ATS ........................50
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 1 Lampiran 2. Lembar Kesepakatan Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 2 Lampiran 3. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 1 Lampiran 4. Lembar Bimbingan Laporan Akhir Pembimbing 2 Lampiran 5. Lembar Rekomendasi Ujian Laporan Akhir Lampiran 6. Lembar Revisi Ujian Laporan Akhir Lampiran 7. Lembar Pelaksanaan Revisi Laporan Akhir Lampiran 8. Surat Permohonan Pengajuan Pengambilan Data Lampiran 9. Sirat Izin Pengambilan Data dari Pembantu Direktur 1 Lampiran 10. Surat Balasan dari PT.Pupuk Sriwidjaja Palembang Lampiran 11. Surat Keterangan Hasil Pengambilan Data di Pusri 1B
