BAB III DASAR TEORI
3.1 Penjelasan Umum sistem Kelistrikan Dengan perkembangan zaman dan teknologi sekarang ini, maka kebutuhan tentang kelistrikan menjadi suatu keharusan, salah satunya unsur menjadi penompang kemajuan peradapan suatu bangsa adalah tersedianya pasokan energi listrik yang memadai. Untuk kemajuan zaman tenaga listrik sudah merupakan kebutuhan primer. Pada kenyataanya pengadaan tenaga listrik menggunakan arus bolak balik (alternating current) lebih menguntungkan dari arus searah (direct current). Karena arus AC dengan menggunakan tranformator tegangan dapat dengan mudah diturunkan ataupun dinaikkan, dengan demikian energi listrik akan mudah dipindahkan secara lebih ekonomis. Kebutuhan energi listrik yang cukup besar membuat Perusahan Listrik Negara (PLN) mensuplai dengan tegangan sebesar 20 Kvolt tiga phasa (R/L1,S/L2 dan T/L3) yang kemudian dengan trafo step down diturunkan sesuai dengan kebutuhan, yang umunya sebesar 380 volt tiga phasa. Di mana perbedaan tegangan antara phasa dengan phasa sebesar 380 volt dan phasa dengan netral 220 volt. Pemadaman bergilir yang di lakukan pihak PLN beberapa waktu lalu lebih disebabkan karena kerusakan generator pembangkit, serta perluasan jaringan transmisi dan jaringan distribusi karena adanya penambahan pelanggan, dimana segala kegiatan yang dilakukan akan terhenti. Untuk mengatasi masalah tersebut maka pelanggan PLN yang bergerak didunia industri umumnya memiliki pembangkit tenaga listrik sendiri yaitu generator set (Genset), dimana genset ini akan beroprasi apabila suplai sumber tegangan dari PLN padam. Walaupun genset udah mampu menggantikan suplai PLN yang padam tetapi kendala yang dihadapi adalah lamanya waktu dari kondisi
11
padam kembali terang, karena harus melalui operator, sehingga dunia industri menginginkan adanya pengontrolan scara otomatis, dimana bila sumber tegangan dari PLN padam maka Genset yang dimiliki mampu menggantikan posisi sumber tegangan dari PLN padam, maka Genset mampu menggantikan posisi sumber PLN dengan waktu seminimum mungkin dengan otomatis.
3.2 Penjelasan Umum Panel Automatic Mains failure Fungsi dari A.M.F (Automatic Mains Failure) adalah untuk membuka suplay listrik dari genset dan menutup suplay listrik dari PLN secara automatic dan juga membuka suplay listrik dari PLN dan Menutup suplay Listrik dari genset secara automatic ketika suplay listrik dari PLN kembali. Panel ini di sediakan dengan saling bertautan Scara mekanis atau tiang listrik kontaktor atau MCCB. Dipasang di dinding atau di luar ruangan yang terdiri bebas kabinet dengan kabel. Aliran keluar dan masuk terjadi melalui basis melalui alumunium gland plates. Sambungan dapat berupa kabel keras atau dengan cara tiang tunggal atau dengan multi-pin konektor. Panel ini memiliki sirkuit yang begitu di lantik sehingga mulai mengirim sinyal
ke generator jika terjadi kegagalan suplai utama,
dilengkapi dengan urutan tahap relay yang membuatnya yakin bahwa pasokan generator memiliki fase akurat rotasi. Perubahan panel sumber arus hanya setelah waktu tunda, ini memberikan waktu yang cukup untuk generator mulai sebelum mengambil beban. Panel ini juga di lengkapi dengan manual over-ride kendali. Dari penjelasan singkat diatas dapat diketahui fungsi alat ini, yaitu sebuah alat yang berfungsi menyalakan genset jika sumber listrik utama mati/padam (dilakukan oleh AMF) dan menghubungkan daya/listrik yang dihasilkan oleh genset terhadap beban (dilakukan oleh ATS). Di dalam panel ATS/AMF terdapat beberapa rangkaian relai yang terdiri dari beberapa blok yang memiliki fungsi dan tugas masing masing. Antra lain:
12
1. Relai detector Sumber daya Utama. Relai ini berfungsi untuk memberikan informasi kondisi sumber listrik utama (hidup atau mati) kepada rangkaian relai relai start/off engine dan ATS untuk di proses pada tahap selanjutnya.
2. Relai detector Daya Genset Relai detector ini berfungsi untuk memberikan informasi kondisi tegangan/daya genset kepada rangkaian relai relai start/off engine dan ATS untuk di proses pada tahap selanjutnya.
3. Blok start/stop engine, berfungsi untuk menyalakan mesin genset Blok ini bekerja berdasarkan masukan dari relay detector tenaga listrik utama dan detector daya genset. Jika tegangan listrik utama maka blok ini akan menyalakan mesin genset dan jika tegangan listrik utama/PLN telah menyala kembali, maka genset akan dimatikan secara automatis.
4. Blok AMF Selain seperti yang dijelaskan pada paragraf ke dua, blok AMF bekerja sama dengan blok start/stop engine. Yang paling penting disini adalah, block AMF harus menghubungkan masing sumber tegangan utama dan atau tegangan dari genset hanya saat yang tepat.
Demikianlah kira kira prinsip kerja dari panel ATS dan AMF. Pada kenyataannya saat ini ada dua jenis panel ATS dan AMF yang beredar di pasaran, Jenis pertama adalah panel konvensional dan panel digital.
13
A.Panel AMF konvensional Merupakan panel yang dibuat menggunakan relai relai mekanik dan beberapa timer sehingga memiliki banyak kekurangan jika dilihat dari segi keandalannya. Selain itu, panel konvensional akan terdapat banyak sambungan kabel kabel sehingga sangat menyulitkan dalam perbaikan jika terjadi kerusakan pada salah satu komponen. Bicara tentang keandalan, panel konvensional umumnya tidak dilengkapi dengan sensor sensor kondisi mesin sehingga panel ini tidak dapat mematikan mesin jika terjadi gejala kerusakan. Sebenarnya bisa saja panel ini dilengkapi dengan sensor sensor kondisi mesin dan fungsi lainnya, namun akan sangat banyak sekali relai dan pengawatan yang perlu ditambahkan. Satu satunya kelebihan panel ATS/AMF konvensional adalah harganya yang relative murah.
B.Panel AMF digital Merupakan produk dari pabrikan yang memiliki keandalan yang sangat jauh lebih baik dibandingkan dengan panel konvensional. Keandalan yang saya maksud adalah fitur-fitur yang berfungsi untuk menjaga dan mengontrol kondisi mesin selalu berada dalam keadaan yang baik sehingga kemungkinan mesin mengalami rusak parah dapat dihindari. Jika dengan panel konfensional mesin tidak akan mati saat terjadi gejala kerusakan atau gejala masalah lain, kecuali setelah menekan tombol emergency, namun tidak dengan panel digital. Sehingga dengan panel ATS /AMF digital diharapkan gejala kerusakan awal dapat ditangani dengan tepat sebelum kerusakan yang lebih besar benar benar terjadi. Kemudahan lainnya adalah fitur antarmuka pada panel digital sangat membantu kita untuk memasukkan parameter parameter kontrol dan disesuaikan dengan kebutuhan pengguna. Dengan segala fitur dan kelebihan panel digital ini maka wajar saja jika pabrikan membanderol dengan harga yang tinggi. Diluar dua macam panel ATS/AMF yang saya sebutkan diatas, pada kenyataannya ada satu jenis panel lain yang beredar di pasaran saat
14
ini, yaitu panel ATS/AMF yang dibangun dengan tulang punggung sebuah PLC ataupun Smart Relay (versi sederhana dari PLC). ATS/AMF dengan tulang punggung PLC/smart relay sangat menguntungkan para produsen karena proses pembuatan yang lebih gampang dan sedikit kabel serta ruang yang terpakai, namun sayangnnya fitur yang tersedia sangat terbatas dan hampir sama dengan panel konfensional. Disinilah banyak konsumen yang 'kecewa' karena mendengar kalimat “panel ATS/AMF dengan PLC/Smart relay” padahal fitur yang ditawarkan dan fungsi yang dapat dilakukan panel tersebut tidak jauh beda dengan panel konvensional (berbasis rele). Ketidak tahuan konsumen ini yang menyebabkan para perakit panel tidak berniat menambahkan fiturfitur lain pada panel mereka.
3.3 Komponen-Komponen pada Panel AMF
Relay Relay adalah alat yang dioperasikan dengan listrik
secara
mekanis
mengontrol
yang
penghubungan rangkaian listrik.
Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol bermanfaat
untuk
kontrol
jarak
jauh
dan pengontrolan alat
tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah.
Kontroler Dalam suatu mesin yang diinginkan bekerja secara automatis
maka selain sensor dan aktuator dibutuhkan
komponen
utama
yaitu
sebuah
kontroler. Kontroler merupakan otak dari dari
suatu
sistem
kontrol.
Programmable
logic
merupakan suatu bentuk khusus pengontrol yang
memanfaatkan
memori
yang
controller (PLC)
berbasis-mikroprosesor
dapat
diprogram untuk
menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi pencacahan
semisal (counting)
logika, dan
pewaktuan
aritmatika
guna
(timing), mengontrol
mesin-mesin dan proses-proses.
15
Gambar 3.1 DSE (Deepsea 4420) PLC Dalam
perkembangannya
PLC
saat
ini
diproduksi
dalam berbagai bentuk dan fungsi yang lebih modern dan mudah. Salah satu modul PLC yang diproduksi oleh Deep Sea Electronics seperti yang terlihat pada gambar diatas adalah Deepsea 4420. Modul PLC dengan antarmuka yang friendly dengan pengguna sudah PLC yang di khususkan untuk sistem transfer suplai daya seperti ATS-AMF.
Tombol Tekan Tombol
tekan
atau
disebut
sakelar
ON/OFF banyak
digunakan sebagai alat penghubung atau pemutus rangkaian kontrol. Memiliki dua kontak, yaitu NC dan NO. Artinya saat sakelar tidak digunakan
satu
kontak
terhubung
Normally Close, dan
satu kontak lainnya Normally Open. Ketika kontak ditekan secara manual kondisinya berbalik posisi menjadi NO dan NC.
Selector Switch Selector Switch merupakan alat yang di gunakan untuk
memilih.
Kerja
dari
selector
switch
yaitu
menyambung
rangkaian sesuai dengan yang ditunjuk oleh tangkai selector. Banyak sekali type selector switch, tapi biasanya hanya dua type yang sering di gunakan, yaitu 2 posisi, (ON-OFF/Start-Stop/0-1, dll)
16
dan 3 posisi (ON-OFF-ON/Auto-Off-Manual,dll) Sekering sering disebut juga dengan sekering
adalah
pengaman
lebur
atau
fuse.
Fungsi
mengamankan peralatan atau instalasi listrik dari
gangguan hubung singkat.
Gambar 3.2 Bentuk fisik dan Simbol Selector switch
Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi
untuk mengubah getaran listrik menjadi
getaran
suara.
Pada
dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang diafragma
dan
kemudian
pada
kumparan tersebut dialiri arus
sehingga menjadi elektromagnet, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma
secara
bolak-balik sehingga membuat udara bergetar
yang akan menghasilkan suara.
MCCB MCCB atau Mouldes Case Circuit Breaker adalah alat pengaman
yang berfungsi sebagai pengamanan terhadap arus hubung singkat dan arus beban lebih. MCCB memiliki rating arus yang relatif tinggi dan dapat di setting sesuai kebutuhan.
17
Gambar 3.3 MCCB
Current Transformer (CT) Current Transformer atau yang biasa disebut Trafo arus
adalah suatu peralatan listrik yang dapat memperkecil arus besar menjadi arus kecil, yang dipergunakan dalam rangkaianarus bolakbalik. Fungsi CT adalah
untuk memperoleh arus yang sebanding
dengan arus yang hendak diukur (sisi sekunder 5 A atau 1 A) dan untuk memisahkan sirkuit dari sistem yang arus nya hendak diukur (yang selanjutnya di sebut sirkuit primer) dimana
terhadap
sirkuit
instrumen tersambung (yang selanjutnya disebut sirkuit
sekunder)
Gambar 3.4 Current Transformer
18
3.3.1 Bagian-Bagian Panel AMF dan Fungsinya Panel
ATS-
AMF
dengan
basis
modul DSE (Deepsea
4420) PLC yang diproduksi oleh PT.ALTRAK 1978 mendukung
dua
operasi transfer atau pemindahan beban yaitu secara manual dan otomatis.
Gambar 3.5 Bagian Luar ATS-AMF
1. Lampu Indikator Catudaya Utama (PLN) Tiap fasa 2. Lampu Indikator Catudaya Cadangan (Genset) Tiap fasa 3. Amperemeter Pengukur Arus Beban 4. Voltmeter Pengukur Tegangan Beban 5. Selector Switch untuk Voltmeter
19
6. Frekuensi meter Pengukur frekuensi 7. Amperemeter dan Voltmeter DC untuk Modul DSE (Despea 4420)PLC 8. Modul DSE (Deepsea 4420) PLC pengntrol kerja ATS. 9. Buzzer sebagai alarm 10. Lampu indicator Kontaktor Aktif dan Tombol Tekan Catudaya (PLN) 11. Lampu indicator Kontaktor Aktif dan Tombol Tekan Catudaya Cadangan (Genset) 12. Selector Switch untuk memilih Automatic atau Manual Mode 13. Tombol Tekan Emergency Stop.
Gambar 3.6 Bagian dalam AMF
20
Keterangan : 1. Fuse Pengaman untuk mengamankan komponen kontrol yang sensitif 2. MCB Pengaman untuk mengamankan komponen kontrol 3. Relay Kontrol sebagai pemberi logika 1 atau 0 pada rangkaian kontrol 4. Trafo Arus / CT untuk mengkonversi arus 5. Kontaktor sebagai penyambung dan pemutus sumber dan beban 6. Battery Charger sebagai backup listrik untuk modul DSE 4420 7. MCCB pengaman rangkaian daya utama 8. Terminal Kabel Kontrol sebagai tempat berkumpulnya ujung kabel rangkaian kontrol 9. Terminal Kabel Daya sebagai tempat berkumpulnya ujung kabel rangkaian daya
21
