ANALISIS KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENGASUTAN MOTOR INDUKSI

SINGUDA ENSIKOM

VOL. 6 NO.2 /February 2014

ANALISIS KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENGASUTAN MOTOR INDUKSI Army Frans Tampubolon, Syiska Yana Konsentrasi Teknik Energi Listrik, Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU) Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIA e-mail : [email protected], [email protected]

Abstrak Perkembangan teknologi menyebabkan meningkatnya kebutuhan akan daya listrik yang berkualitas. Kualitas daya listrik dipengaruhi salah satunya oleh kedip tegangan. Kedip tegangan adalah peristiwa turunnya tegangan dalam waktu kurang dari 1 menit. Dampak negatif dari kedip tegangan salah satunya adalah terganggunya proses penyampaian data jaringan komputer dan alat kontrol elektronika yang banyak digunakan saat ini. Penyebab terjadinya kedip tegangan adalah gangguan hubung singkat dan pengasutan motor induksi. Pada penelitian ini penulis melakukan pengukuran dan analisis kedip tegangan yang terjadi akibat pengasutan motor induksi. Pengukuran dilakukan di PDAM Tirtanadi Instalasi Sunggal pada panel pompa air baku/RWP-1, dengan hasil terjadi kedip tegangan akibat pengasutan pompa air bersih/FWP pada fasa R, S dan T sebesar 67,4%, 78,2% dan 84,1%.

Kata Kunci : Kualitas Daya Listrik, Kedip Tegangan. merupakan salah satu penyebab terjadinya kedip tegangan.

1. Pendahuluan Perkembangan teknologi menyebabkan kebutuhan akan daya listrik dengan kualitas yang baik atau memenuhi standar menjadi sangat penting bagi kehidupan masyarakat modern. Karena peranan tersebut dominan dibidang industri, telekomunikasi, teknologi informasi, pertambangan, transportasi umum, dan lain-lain yang semuanya itu bersifat lebih peka terhadap kualitas daya listrik, seperti terdapat pada sistem kendali yang berbasis pada mikroprosesor dan perangkat elektronika daya, peningkatan kualitas daya listrik perlu terus dilakukan. Kualitas daya listrik merupakan mutu daya listrik meliputi, nilai tegangan, frekuensi, faktor daya, kedip tegangan dan kandungan harmonisa[1]; dan kedip tegangan adalah salah satu yang sering terjadi yang walaupun durasi gangguan hanya beberapa milidetik dapat menyebabkan produksi berhenti. Kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan rms (root mean square) dengan durasi waktu kurang dari 1 menit yang mempunyai dampak negatif terganggunya proses penyampaian data jaringan komputer dan alat kontrol elektronika yang menyebabkan kerugian finansial yang besar dan konsekuensi kehilangan produktifitas dan daya saing. Karena dampak yang diakibatkan oleh kedip tidaklah kecil maka kedip tegangan perlu untuk diteliti. Motor induksi adalah objek yang akan diteliti dimana pengasutan motor induksi

2. Kedip Tegangan Kedip tegangan didefinisikan sebagai penurunan besar tegangan efektif (rms) antara 0,1 sampai 0,9 pu tegangan pada frekuensi dayanya selama 0,5 siklus (0,5 siklus = 0,01 detik, dengan frekuensi = 50 Hz) sampai 1 menit[2]. Komunitas peneliti tentang kualitas daya telah menggunakan istilah sags selama bertahun-tahun untuk menggambarkan peristiwa penurunan tegangan dalam waktu yang pendek. Meskipun istilah ini tidak ditetapkan secara resmi, tapi semakin diterima dan digunakan oleh pengguna dan produsen sistem tenaga listrik. Namun IEC mendefinisikan untuk fenomena ini sebagai dip. Terminologi yang digunakan untuk menggambarkan besarnya penurunan tegangan masih sering membingungkan. “Sag 20 persen" dapat memberikan gambaran terhadap menurunnya tegangan menjadi 0,8 pu atau menurunnya tegangan hingga menjadi 0,2 pu[3]. Maka harus disepakati pengertian yang bagaimana yang dipakai. Penyebab terjadinya kedip tegangan antara lain disebabkan oleh gangguan pada sistem seperti gangguan hubung singkat, pengasutan motor induksi berkapasitas besar, gangguan pada saluran penyaluran daya seperti kecelakaan saat perbaikan dalam keadaan bertegangan, lightning (petir) dan benda jatuh yang menyebabkan gangguan ke tanah

copyright DTE FT USU 2014

65

SINGUDA ENSIKOM


serta perubahan beban yang berlebihan atau diluar batas dari kemampuan sistem daya[4]. Adapun dampak negatif yang ditimbulkan oleh kedip tegangan antara lain adalah[5]: 1. Komputer dan jenis lain dari kontrol elektronik akan kehilangan memori dan proses yang dikontrolnya menjadi kacau saat peralatan tibatiba mati akibat kedip tegangan yang kurang dari 50 %. 2. Akibat yang merugikan lainnya dengan terjadinya kedip tegangan pada motor antara lain: drop tegangan yang berlebihan yang akan menghambat akselerasi dari kondisi diam kekecepatan penuhnya dan mal-fungsi dari kinerja peralatan-peralatan lain seperti rele, kontaktor dan peralatan kontrol. a. Rangkaian rele dan kontaktor akan trip pada tegangan dibawah 70 %. b. PLC akan trip pada tegangan kurang dari 90 % untuk waktu 50 milidetik. 3. Pada sistem penerangan dampak yang akan terjadi adalah adanya kedip “flicker”. Hal ini mungkin hanya menimbulkan kekesalan saja, tetapi bukan itu masalah sebenarnya. Masalah pada sistem penerangan akibat kedip tegangan ini adalah pada waktu untuk hidup kembali / restart dan ketahanan / reliability dari lampu tersebut. Untuk lampu jenis fluorescent mungkin akan cepat untuk hidup kembali setelah terjadi kedip tegangan, tetapi untuk lampu jenis HID (High Intensity Discharge) perlu waktu beberapa menit untuk hidup kembali. Tabel 1 menunjukkan nilai sensitifitas beberapa peralatan listrik terhadap kedip tegangan[5].

Contactor Electromagnetic disconnecting switch Electromagnetic relays Medical equipment Laser maker

50-60

20-30

50

10

50-60 60 90

15-40 130 100

3. Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan cara melakukan pengukuran data dan pengolahan data. Pengukuran data dilakukan pada panel dari pompa air baku/RWP-1 (Raw Water Pump) di PDAM Tirtanadi Instalasi Sunggal. Pengolahan data dilakukan dengan membandingkan hasil pengukuran dengan IEEE Std 1159-1995 tentang kedip tegangan. Tahapan penelitian ditunjukkan pada Gambar 1. Pengukuran Data Menghitung Besar Kedip Tegangan Menghitung Durasi Kedip Tegangan Bandingkan Besar Kedip Tegangan dan Durasinya dengan IEEE Std 1159-1995 Gambar 1 Tahapan penelitian Pada penelitian ini digunakan alat ukur Power Quality Analyzer (PQA) Fluke 435. Pengukuran kedip tegangan di panel RWP 1 dapat dilihat pada Gambar 2.

Tabel 1 Sensitivitas Peralatan Terhadap Kedip Tegangan

Type of Equipment Motor starter Variable speed motor with electronics PLC I/O Device Frequency inverter Variable speed drive rectifier Process controller Computerized numerical controlled lathe Direct current drive controller Personal computer

50

Time Duration Max (ms) 40

85

10

50-90 82

8-20 1.5

50-80

2-3

70

<8

70

<8

88

<8

50-70

60-160

Remaining Voltage (%)

Gambar 2 Pengukuran kedip tegangan RWP 1 menggunakan PQA Hasil pengukuran yang diperoleh menggunakan PQA Fluke 435 akan dihitung dan dianalisis dengan membandingkan menggunakan Standar IEEE 1159-1995 yang ditunjukkan pada Gambar 3.


66

SINGUDA ENSIKOM


Gambar 5 Peristiwa Kedip Tegangan Selama Tiga Detik

Gambar 3 Karakteristik kualitas daya[2]

4. Hasil dan Analisis Data kedip tegangan yang diukur pada panel RWP-1, yang melayani 3 buah pompa air baku dengan kapasitas setiap pompa 110 liter/detik berdaya listrik 75 KW, saat terjadi pengasutan pompa air bersih/FWP (Finish Water Pump) yang berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir distribusi cabang melalui pipa transmisi, dengan kapasitas 150 liter/detik dan menggunakan motor AC dengan daya 132 KW.

Gambar 6 Durasi Salah Satu Kedip Jatuh Tegangan Perhitungan durasi kedip tegangan: x3 = 0,6 sekon. Berikut ini akan dihitung besar kedip tegangan yang terjadi pada masing-masing fasa: Fasa R Perhitungan tegangan: x 100 + 140 = 152,5 V.

Gambar 4 Tampilan Data Kedip Tegangan Gambar 4 adalah tampilan data kedip tegangan. Kedip tegangan yang terukur terjadi selama 3 (tiga) detik, ditunjukkan pada Gambar 5. Selanjutnya, kedip tegangan yang diukur durasi waktunya untuk dianalisis ditunjukkan oleh Gambar 6.

Gambar 7 Tampilan Kedip Tegangan Pada Fasa R Berdasarkan Gambar 7 pada fasa R, besar kedip tegangan adalah 152,5 volt atau dengan kata lain terjadi tegangan jatuh sebesar 226,4 − 152,5 = 73,9 . Fasa S Perhitungan tegangan:


x 100 + 140 = 177,5 V

67

SINGUDA ENSIKOM


Gambar 8 Tampilan Kedip Tegangan Pada Fasa S Berdasarkan Gambar 8 pada fasa S, besar kedip tegangan adalah 177,5 volt atau dengan kata lain terjadi tegangan jatuh sebesar 227,1 − 177,5 = 49,6 . Fasa T Perhitungan tegangan:

x 100 + 140 = 190 V.

Dari Tabel 2 untuk fasa R dengan persen tegangan selama terjadi kedip adalah sebesar 67,4 % dan dalam durasi waktu 0,6 detik jika dibandingkan dengan standar IEEE 1159-1995 tentang kedip, dimana kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan antara 10-90 % dalam durasi waktu 0,01 detik - 1 menit, maka jatuh tegangan pada fasa R termasuk kedip tegangan; untuk fasa S dengan persen tegangan selama terjadi kedip adalah sebesar 78,2 % dan dalam durasi waktu 0,6 detik jika dibandingkan dengan standar IEEE 1159-1995 tentang kedip, dimana kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan antara 10-90 % dalam durasi waktu 0,01 detik - 1 menit, maka jatuh tegangan pada fasa S termasuk kedip tegangan; untuk fasa T dengan persen tegangan selama terjadi kedip adalah sebesar 84,1 % dan dalam durasi waktu 0,6 detik jika dibandingkan dengan standar IEEE 1159-1995 tentang kedip, dimana kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan antara 10-90 % dalam durasi waktu 0,01 detik - 1 menit, maka jatuh tegangan pada fasa T termasuk kedip tegangan.

5. Kesimpulan

Gambar 9 Tampilan Kedip Tegangan Pada Fasa T Berdasarkan Gambar 9 pada fasa T, besar kedip tegangan adalah 190 volt atau dengan kata lain terjadi tegangan jatuh sebesar 225,9 − 190 = 35,9 . Berdasarkan standar IEEE 1159-1995, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3, yang termasuk dalam kategori kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan antara 10-90 % dalam durasi waktu 0,01 detik - 1 menit[2]. Adapun hasil analisis data perhitungan ditunjukkan oleh Tabel 2. Tabel 2 Analisis Kedip Tegangan Kedip Tegangan (Volt)

Tegangan Efektif (Volt)

Persen Tegangan (%)

R

152,5

226,4

67,4

S

177,5

227,1

78,2

T

190

225,9

84,1

Fasa

Durasi (detik)

0,6

Standar IEEE 1159-1995 Range Tegangan (%)

Range Waktu

10-90

0,01 detik 1 menit

Keterangan Kedip Kedip Kedip

Berdasarkan hasil perhitungan dan analisis dapat disimpulkan bahwa: 1. Persen tegangan selama terjadi jatuh tegangan pada tiap fasa adalah: a. Fasa R = 67,4 % dengan durasi waktu 0,6 detik. b. Fasa S = 78,2 % dengan durasi waktu 0,6 detik. c. Fasa T = 84,1 % dengan durasi waktu 0,6 detik. 2. Untuk fasa R, S, dan T dengan persen tegangan selama terjadi jatuh tegangan sebesar 67,4%, 78,2%, 84,1% dan dalam durasi waktu 0,6 detik jika dibandingkan dengan standar IEEE 1159-1995 tentang kedip, dimana kedip tegangan adalah penurunan besar tegangan antara 10-90 % dalam durasi waktu 0,01 detik - 1 menit, maka jatuh tegangan pada fasa R, S dan T termasuk kedip tegangan.

Referensi [1] Djiteng Marsudi, 2011, Pembangkitan Energi Listrik Edisi Kedua: Penerbit Erlangga, Jakarta. [2] IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, 1995, “IEEE Std. 1159-1995”, New York: IEEE.


68

SINGUDA ENSIKOM


[3] M.H.J. Bollen, 2000, “Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions”, New York: IEEE Press. [4] Pawawoi, Andi, 2009, “Analisis Kedip Tegangan (Voltage Sags) Akibat Pengasutan Motor Induksi Dengan Berbagai Metode Pengasutan Studi Kasus di PT. Abaisiat Raya”, Padang: TeknikA. [5] Tenaga Nasional Berhad. 2007. Voltage Sag Solutions for Industrial Customers.


69

ANALISIS KEDIP TEGANGAN AKIBAT PENGASUTAN MOTOR INDUKSI

Recommend Documents