BAB III PENGATURAN SISTEM 3.1
Deskripsi Sistem Secara Umum Power plant pada salah satu Gedung JAATS (Jakarta Automated Air Traffic
Services) memiliki dua unit genset diesel dengan kode DG.1 dan DG.2.Genset dengan kode DG.1 digunakan untuk aplikasi standby dan back-up suplai ke beban jika terjadi pemadaman listrik oleh PLN dan diesel genset dengan kode DG.2 digunakan untuk sumber daya tambahan jika diesel dengan kode DG.1 tidak dapat melayani daya beban. Berikut spesifikasi nameplatenya:
Tabel 3.1 : Spesifikasi Genset NO
Specification
DG.1 dan DG.2
1
Fuel
Diesel 4 cycle
2
Frequency
50 Hz
3
RPM
1500 rpm
4
KVA
2000 kVA
5
Alternator
4 pole WYE (Y) connection Self exciting (brushless)
6
Ambient temp
40 oC
31
3.2
Interface dan Controller pada Sistem Sinkronisasi 2 Genset Pada perancangan sistem sinkron dua generator digunakan beberapa jenis alat
ukur untuk menunjukkan secara langsung besaran yang ingin diketahui. Alat ukur tersebut yaitu ampermeter AC, voltmeter AC, ampermeter DC, voltmeter DC dan frekuensi meter. Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen listrik. Voltmeter merupakan alat untuk mengukur beda potensial dalam suatu rangkaian listrik. Untuk mengukur beda potensial antara dua titik pada suatu komponen, kedua terminal voltmeter harus dihubungkan dengan dengan kedua titik yang tegangannya akan diukur sehingga terhubung secara paralel dengan komponen tersebut. Prinsip kerja dari frekuensi meter ini berdasarkan pada getaran mekanik sejumlah kepingan plat baja yang tipis membentuk lidah-lidah bergetar. Masing–masing memiliki perbedaan frekuensi getar dan relatif tidak berjauhan satu sama lain. Jika kepingan mendapatkan arus medan magnet dari arus bolak–balik, maka salah satu lidah akan menimimbulkan getaran dan beresonansi, memberikan defleksi yang besar sesuai frekuensi yang ditimbulkan oleh arus bolak–balik tersebut. 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 controller (PLC) merupakan
suatu
bentuk
khusus
pengontrol
berbasis
mikroprosesor
yang
memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses.
32
Gambar 3.1 : DSE (Deepsea 7510) PLC, Auto Start &Automains (Utility) Failure Control Module 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 7510.
3.3
Prinsip Kerja Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510 Kondisi yang harus diperhatikan dalam sinkronisasi dari catu daya genset
DG.1 ke catu daya genset DG.2 oleh Deepsea 7510 adalah dipastikannya beban tersambung memiliki empat kriteria yakni tegangan, frekuensi, phasa dan urutan phasa yang sama. Untuk memenuhi kondisi ini, dibuat sistem kontroler sinkronisasi yakni dengan Deepsea 7510 . 3.3.1 Pengaruh Perbedaan Tegangan, Frekuensi dan Sudut Fasa Bila pada saat CB menutup, kesamaan dari mensinkronkan sirkit generator dengan sistem tidak terpenuhi, maka akan terjadi gangguan listrik. Tingkat gangguan ini tergantung kepada perbedaan dari kondisi yang telah ditentukan.
33
3.3.1.1 Tegangan Antara tegangan generator (yang akan dipararel) dengan tegangan sistem jaringan harus sama besarnya (nilainya). Untuk menyamakan, maka tegangan generator harus diatur, yaitu dengan mengatur arus eksitasinya. Apabila tegangan generator lebih tinggi dari tegangan sistem, maka mesin (generator) akan mengalami sentakan beban M Var lagging (induktif); artinya generator mengirim daya reaktif ke sistem. Sebaliknya bila tegangan generator lebih rendah dari pada tegangan sistem, mesin akan mengalami sentakan beban M Var Leading (kapasitif), artinya generator menyerap daya reaktif dari sistem. 3.3.1.2 Frekuensi Frekuensi generator dan frekuensi sistem harus sama (match). Untuk menyamakan, maka putaran generator harus diatur, yaitu dengan cara mengatur katup governor (aliran uap masuk turbin). Jika frekuensi generator lebih tinggi dari pada frekuensi sistem, sistem akan mengalami sentakan beban MW dari mesin, artinya mesin membangkitkan MW. Sebaliknya jika generator frekuensinya lebih rendah dari pada sistem, mesin akan mengalami sentakan MW dari sistem , artinya mesin menjadi motor (motorig).
34
3.3.1.3 Beda Fasa Sudut fasa antara generator dan sistem harus sama. Untuk menyamakannya fasa generator harus diatur, yaitu dengan cara mengatur kecepatan generator dengan katup governor. Apabila terjadi perbedaan fasa antara generator dengan sistem akan mengakibatkan sentakan perpindahan daya antara mesin dan sistem. Hal ini mengakibatkan kondisi gangguan dan terjadinya sirkulasi arus antara mesin dan sistem yang besarnya ditentukan oleh perbedaan antara keduanya. Di dalam penyediaan listrik, perusahaan listrik mempunyai kewajiban untuk menyediakan kualitas listrik yang stabil kepada pelanggan. Kualitas tersebut meliputi frekuensi dan tegangan yang selau konstan. Frekuensi di Indonesia menggunakan standard 50 Hz. Variasi frekuensi sebaiknya tidak melebihi 1 % dari 50 Hz, yaitu : 49,5 50,5Hz atau 2970 - 3030 Rpm. Bila ferkuensi menyimpang dari 50 Hz , maka jam listrik dan putaran motor akan berubah sehingga untuk peralatan yang presisi atau teliti perubahan ini dapat mengakibatkan terganggunya operasi alat. Batas waktu penyimpangan yang diperbolehkan dan tidak menimbulkan pengaruh adalah selama 10 detik. Jika jumlah pembangkitan MW melebihi kebutuhan pelanggan (konsumen), maka kelebihan energi ini menaikan putaran rotor semua turbin generator yang terhubung ke sistem sehingga frekuensi naik.
35
Sebaliknya bila kebutuhan beban pelanggan lebih besar dari MW yang dibangkitkan , maka semua turbin generator putarannya berkurang sehingga frekuensi nya turun. Tegangan nominal untuk sistem tegangan rendah kepada pelanggan adalah 220 Volt. Variasi tegangan yang disarankan tidak melebihi 6% dari tegangan nominalnya. Jadi untuk tegangan nominal 220 Volt rentangnya adalah 206,8~ 233,2 V. Tidak seperti frekuensi, tingkat (level) tegangan pada seluruh sistem tidak sama. Tegangan sistem dapat dipengaruhi oleh keadaan setempat atau lingkungan. Pada panel tersebut, genset dapat diatur manual maupun otomatis. Jika dikehendaki menggunakan pengaturan manual maka untuk mengatur frekuensi digunakan speed adjuster ke governer dan untuk mengatur tegangan digunakan volt adjuster ke AVR. Untuk operasi otomatis digunakan modul deepsea, modul ini dapat mengontrol
Start
Engine,
Stop
Engine,
Emergency
Stop,Engine
StopEngine,Arrangement Low Oil presure, Arrangement Water Temperature.
Gambar 3.2: Wiring pada Deepsea 7510
36
Running,
Untuk memudahkan melakukan pengaturan kontrol Deepsea 7510, maka Deepsea memiliki software yang bernama 75xx. berikut tampilan awal software ini:
Gambar 3.3: Tampilan depan Software DSE 75xx Software ini memiliki fungsi membaca program, menulis program, save data, load data, backup mdule, restore module, print, set configuration frequency volt and current, dan mengatur timer. Untuk mengatur timer pada software ini, klik edit config > timer.
Gambar 3.4: Setting Start Timer pada Genset
37
Sensor fail delay adalah timer ketika PLN mati, kontroler akan menunggu 2 detik untuk memastikan sumber PLN mati. Cracking time adalah timer loading genset, setelah lewat 2 detik deepsea akan mengirimkan sinyal untuk starting genset selama 7 detik. Jika starting genset gagal maka timer yang mengatur adalah crack fail delay, genset akan diam selama 5 detik, lalu genset strat kembali.
Gambar 3.5: Setting Load and Stop Timer pada Genset Return delay adalah timer ketika sumber PLN sudah menyala, genset masih beroperasi selama 30 detik. Jika genset tidak mati setelah 30 detik maka akan diberi jeda dengan mengatur timer fail to stop delay, pada pengaturan ini diberi jeda selama 30 detik. Jika selama 30 detik masih tidak mati, maka alarm akan berbunyi. Untuk pengaturan frekuensi, arus dan tegangan dapat dioperasikan manual dan otomatis. Untuk pengaturan otomatis, klik generator >generator volt alarm
38
(untuk setting tegangan) / generator frequency (untuk setting tegangan) / current (untuk setting arus).
Gambar 3.6: Setting Tegangan pada Genset
Pada pengaturan tegangan, nominal tegangan yang diijinkan masuk antara phasa dan netral adalah 230 V. Jika diantara 207 V maka alarm akan berbunyi dan dibawah 196 V genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 253 V maka alarm berbunyi dan diatas 265 V secara otomatis genset akan berhenti.
39
Gambar 3.7: Setting Frekuensi pada Genset Pada pengaturan frekuensi, nominal frekuensi yang diijinkan masuk adalah 50,0 Hertz. Jika diantara 45 Hertz maka alarm akan berbunyi dan dibawah 43Hertz genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 55 Hertz maka alarm berbunyi dan diatas 58 Hertz secara otomatis genset akan berhenti. 3.4
Perancangan Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510 Terdapat dua panel sinkronisasi genset pada PT. Sinar Inti Electrindo Raya.
Masing – masing panel digunakan untuk mengontrol genset.
40
Gambar 3.8: Panel Control Genset (PCG) Keterangan :
Tabel 3.2:Componen List Panel Control Genset No
DESIGNATION
DESCRIPTION
1
G1RL0, G2RL0
Pilot Lamp LED (R)
2
G1YL0, G2YL0
Pilot Lamp LED (S)
3
G1GL0, G2GL0
Pilot Lamp LED (T)
4
G1P1, G2P1
Ampere meter (R)
41
5
G1P2, G2P2
Ampere meter (S)
6
G1P3, G2P3
Ampere meter (T)
7
G1P4, G2P4
Volt meter
8
G1VSS1, G2VSS1
Voltage selector switch
9
G1P5, G2P5
Amperemeter DC
10
G1P6, G2P6
Voltmeter DC
11
G1P7, G2P7
Module Deepsea 7510
12
G1SA, G2SA
Potensiometer (Speed Adjuster
13
G1VA, G2VA
Potensiometer (Voltage Adjuster)
14
HR1, HR2
Hour meter
15
ES1, ES2
Emergency Stop
16
G1YL1~G1YL2, G2YL1~G2YL2
Pilot Lamp LED (Protection)
17
G1SH, G2SH
Push Button (Stop Horn)
18
G1MSR, G2MSR
Push Button (Reset Master Genset)
19
G1SS1, G2SS1
Selector Switch
20
BZ1,BZ2
Buzzer
21
G1GL1, G2GL1
Pillot Lamp LED (On)
22
G1RL1, G2RL1
Pillot Lamp LED (Off)
23
G1GL2, G2GL2
Pillot Lamp (Genset On)
24
G1SA1, G2SA1
Push Button (On)
25
G1SA1, G2SA1
Push Button (Off)
26
G1MG1,G2MG1
Push Button (Master Genset)
42
Sistem kontroler sinkronisasi dapat dilihat pada gambar Three line diagram berikut:
Gambar 3.9: Three Line Panel Control Genset (PCG)
3.5
Proses Perakitan Panel ControlGenset (PCG) Dalam merancang dan merakit Panel Sinkronisasi Genset, hal pertama yang
harus diperhatikan kapasitas mesin (genset) yang akan digunakan pada sistem, sehingga selanjutnya pemilihan komponenkomponen pada Panel Sinkronisasi Genset dapat dilakukan dengan pertimbangan teknis dan ekonomis. Langkah selanjutnya (kedua) adalah melakukan perancangan gambar Panel Sinkronisasi Genset yangdisesuaikan dengan spesifikasi kerja yang diinginkan seperti yang dijelaskan pada subbab prinsip kerja sebelumnya. Berikut adalah langkah-langkah perakitanATS-AMF 10 kVA,380 V, 50 Hz:
43
1. Perancangan dan perakitan Box Panel Sinkronisasi Genset 10kVA, 380V, 50 HzBox
yang
digunakan
berdimensi
disesuaikanolehisikomponen
yang
dibutuhkan.Terdiri dari box utama untuk komponen-komponen dalam dan pintu sebagai cover serta tempat peralatan interaksi dan pemantauan. 2. Pemasangan duck (jalur kabel)Pemasangan
duck dilakukan dengan
memperhatikan tata letak dari komponen yang akan dipasang baik di dalam box utama maupun pada pintu box. Pembuatan duck ini juga memperhatikan rangkaian sehingga memudahkan tahap perakitan selanjutnya yaitu tahap wirring. 3. Wirring (Pengkabelan)Tahap wirring dilaksanakan dengan memperhatikan gambar rancangan.Wirring yang pertama dilakukan adalah untuk kabel daya sesuai gambar 3.9.
3.6
Operasional (PCG) Sistem Pengoperasian Module Deepsea 7510 DSE 7510 adalah Otomatis Engine Control Module, yang dirancang canggih
memberikan beban berbagi fungsi untuk solar dan gas yang termasuk mesin elektronik dannon-elektronik.
44
Tampilan modul Deepsea pada gambar dibawah ini:
Gambar 3.10: Module Deepsea 7510 dan fungsi tombol
3.6.1
Sinkron Manual Genset dengan Genset dari 7510
1. Pastikan posisi modul 7510 pada Auto
lihat panel LVMDP
2. Tekan tombol
pada modul 7510 untuk posisi manual
3. Tekan tombol
pada modul 7510 untuk menSTART genset
45
4. Pastikan tegangan telah normal dengan melihat led
5. Untuk mengclose breaker tekan tombol
6. Untuk mensinkron tekan
pada masing-masing genset.
Pada mode operasi manual, mulai dari starter genset, sinkronisasi dan ON/OFF Breaker dilakukan di panel dengan bantuan module DEEP SEA 7510 (Auto Synchronizer dan Load-Sharer). Mode operasi ini,yaitu : Apabila tiba-tiba PLN padam, kedua genset dinyalakan secara manual dari module DEEP SEA 7510. Untuk itu modul harus di pilih dalam posisi Manual. Genset yang telah siap dapat di-ON-kan Breaker-nya dari modul DEEP SEA 7510. Untuk genset yang berikutnya di sinkron dengan cara menekan tombol ON breaker module. Dengan bantuan module ini Genset akan synchron & breaker akan ON secara auto. Demikian juga beban secara otomatis akan dibagi secara seimbang bila beban
bertambah maupun
berkurang (Auto Load Sharing). Setelah PLN kembali, dan terjadi perpindahan di panel LVMDP INCOMING PLN dan OUTGOING GENSET, genset harus dimatikan secara manual.
46
3.6.2
Sinkron Otomatis
1. Pastikan posisi modul 7510 pada Auto
2. Posisikan selector pada posisi Auto
Pada mode operasi otomatis, semua operasi mulai dari starter genset, pengaturan tegangan dan frekuensi sampai sinkronisasi dilakukan sendiri oleh panel dengan bantuan module DEEP SEA 7510 yang terpasang (Auto Synchonizer dan Load-Sharer). Operator hanya perlu mengawasi apabila ada hal-hal yang memerlukan penanganan. Mode operasi otomatis ini adalah : Apabila tiba-tiba PLN padam, ketiga genset akan otomatis dinyalakan oleh module. Untuk itu modul harus di pilih dalam posisi Auto. Genset langsung secara otomatis di sinkron dengan bantuan module tsb. Beban secara otomatis akan dibagi secara seimbang bila beban tiba-tiba bertambah
maupun
berkurang
(Auto
Load
Sharing).
Jika
beban
bertambah/berkurang sesuai settingnya salah satu/dua genset akan start/stop (Auto Deload) Setelah PLN kembali, dan terjadi perpindahan di panel LVMDP INCOMING PLN dan OUTGOING GENSET, genset akan dimatikan oleh module beberapa menit kemudian.
47
Jika PLN Failure (Mati) maka Genset secara otomatis menSTART genset dan sinkron secara otomatis, load sharing otomatis, jika terjadi beban rendah maka genset akan berkurang. Jika PLN kembali (On) maka Genset secara otomatis OFF dan beban dipikul PLN kembali. 3.6.3
Melihat Metering
1. Tekan tombol
2. Untuk memilih/melihat metering lain tekan naik/ turun tombol maka display akan berubah.
3.6.4
Mereset Alarm
1. Tekan tombol
untuk menghilangkan bunyi, tetapi alarm tetap
muncul display
2. Untuk mereset sempurna dengan cara menekan tombol terdisplay no alam present.
48
sampai
3.6.5
Merubah Parameter
1. Untuk mengubah kode tekan tanda
dan
secara
bersamaan 1 detik saja sampai muncul di display modul “configuration”
2. Untuk memilih parameter yang akan diubah tekan tombol
atau
3. Jika sudah didapatkan parameter yang mau dirubah tekan tombol auto
sampai parameter berkedip itu tandanya parameter siap dirubah
4. Untuk merubah parameternya tekan tombol
nilai seting parameter dan tombol seting,tetapi
khusus
untuk
untuk menaikkan
untuk mengurangi nilai
tanggal,bulan,tahun dan jam,untuk
mengubah dari jam ke detik dan selanjutnya tekan tombol
dan
tombol
5. Setelah seting selesai tekan tombol
untuk kembali kenormal
parameter, untuk mengembalikan ke normal operation
49
6. Untuk mereset sempurna kita harus menekan tombol
Gambar 3.11: Cara Merubah Parameter pada Modul 7510
50
.
