BAB III PERENCANAAN INSTALASI

BAB III PERENCANAAN INSTALASI Tahapan dalam perancangan sistem distribusi kelistrikan dibangun bertingkat dapat dibagi jadi 2 bagian, yaitu : 1.

Perancangan skematik diagram distribusi listrik

2.

Perancangan skematik diagram panel

Tahapan-tahapan tersebut harus disusun dan diproses secara detail dan analisis, supaya mendapatkan hasil perencanaan instalasi listrik dalam gedung yang mumpuni sehingga saat pada masa pelaksanaan, dapat teraplikasikan dengan baik sesuai prosedur demi kenyamanan dan keselamatan para penghuni yang bertempat digedung tersebut setelah dibangun.

3.1 Perancangan Skematik Diagram Distribusi Listrik Tujuan pertama dari perancangan skematik diagram distribusi listrik adalah sebagai pemisahan dan sarana pengecekan, penempatan posisi lantai panel-panel, genset transformator dan gardu induk berada. Tahapan perancangan skematik yaitu : 1.

Menggambarkan lantai-lantai gedung bertingkat secara keseluruhan.

2.

Menaruh semua letak-letak panel yang akan digunakan, letak trafo ataupun letak gardu induk.

3.

Melakukan pengecakan pada skematik diagram gedung.

21 http://digilib.mercubuana.ac.id/

22

Pada umumnya gambar gedung bertingkat tipe highrises building, minimal sudah mencakup item berikut :

4.

a.

Gardu induk / gardu PLN.

b.

Panel tegangan menegah / MVMDP.

c.

Transformator penurun tegangan (step down tranfomator).

d.

Panel induk tegangan tendah / LVDP.

e.

Generator set.

f.

Panel distribusi tiap lantai.

g.

Panel supply darurat (panel emergency)

Kemudian menentukan hubungan antar panel-panel atau panel dengan transformator penurun atau penaik tegangan. Sedangkan tujuan kedua dari perancangan diagram vertikal adalah untuk melihat tinggi jarak antar lantai, sehingga bagi pelaksana lapangan seperti kontraktor ME bisa mengestimasi kebutuhan kabel feeder yang akan digunakan.

3.2 Perancangan Skematik Diagram Panel Tujuan dari skematik diagram panel adalah deskripsi rencana isi sistem proteksi yang ada di dalam panel, deskripsi rencana kabel yang akan menghubungkan panel dengan beban maupun deskripsi jenis penghantar yang akan digunakan antar panel atau transformator. Perancangan diagram rencana sistem distribusi kelistrikan di bangunan bertipe highrises building adalah dimulai dengan merancang sistem dari sisi beban (load). Beban dapat berupa jenis elektrikal seperti beban penerangan, beban stop kontak, beban stop kontak khusus seperti: stop kontak AC, stop kontak handryer, stop kontak gondola, beban penerangan luar (special lighting), dan beban motor yang digunakan di gedung. Beban juga ada dari jenis beban elektronik dan biasa diatur khusus dalam diagram rencana satu garis tersendiri. Beban elektronik ini meliputi: sistem alarm kebakaran (fire alarm system), sistem suara (sound system), sistem telepon, sistem kamera keamanan (CCTV), sistem televisi kabel (MATV) maupun sistem kontrol otomatis (building

http://digilib.mercubuana.ac.id/

23

automatic system). Diagram satu garis dalam perancangan distribusi gedung bertingkat biasanya meliputi : 1.

Panel tipe ruangan

2.

Panel distribusi lantai

3.

Panel induk tegangan rendah (LVDP)

4.

Panel tegangan menengah (MVMDP)

5.

Hubungan trafo dengan panel induk tegangan rendah (LVDP)

6.

Hubungan panel tegangan menengah dengan generator set.

Untuk contoh skematik diagram panel distribusi dapat dilihat pada gambar 3.1 dibawah.

Gambar 3.1 Contoh diagram panel distribusi Langkah-langkah yang perlu diambil dalam merancang diagram rencana panel tipe ruangan dan diagram rencana panel distribusi adalah: 1.

Membuat diagram satu garis yang menghubungkan panel distribusi dengan beban. Beban dirancang dalam satuan watt, karena di Indonesia untuk acuan energi yang tertera pada armatur biasanya dalam satuan watt. Sehingga bisa memudahkan dalam suplai material. Beban diusahakan diatur seimbang pada masing-masing tarikan fasa R, fasa S, dan fasa T agar tidak banyak arus yang mengalir ke kawat netral.


24

2.

Menentukan kabel untuk masing-masing tarikan ke beban. Tarikan

ke

beban

yang

berupa

instalasi

penerangan

harus

menggunakan kabel tembaga minimal 2,5 mm² (PUIL 2000). Pada umumnya para perancang merekomendasikan kabel NYM 3 × 2,5 mm² untuk instalasi penerangan

pada

gedung

bertingkat.

Tiga

kawat dalam tiap tarikan tersebut adalah untuk keperluan kabel fasa, kabel netral dan kabel pembumian. Kabel pentanahan di gedung

bertingkat

adalah

untuk

proteksi

internal arus

lebih

terutama peluang kemungkinan tersambar petir yang besar karena ketinggiannya. Tarikan ke beban yang berupa instalasi stop kontak minimal harus menggunakan kabel tembaga minimal 2,5 mm². 3.

Menentukan proteksi arus lebih untuk masing-masing tarikan kabel. Ampere frame MCB yang biasa diproduksi di pabrik adalah MCB 2A, MCB 4A, MCB 6A, MCB 10A, MCB 16A, MCB 20A, MCB 25A, MCB 35A, MCB 50A, MCB 63A, dll.

4.

Menentukan busbar untuk panel. Busbar

dapat

dihitung

dengan

cara

yang

mirip

mencari

penampang kabel yaitu menghitung arus nominalnya dahulu. Busbar yang diproduksi oleh pabrik adalah sesuai dengan tabel standar busbar yang ada di PUIL 2000. 5.

Menentukan proteksi incoming panel. Dalam perancangan panel ruangan, sesuai dengan pernyataan dalam PUIL 2000 tentang batasan aplikasi panel distribusi yaitu bahwa

pada setiap

penghantar

keluar

ke

beban

setidaknya

dipasang satu proteksi arus dan dalam satu ruangan harus ada saklar putus hubung. Dalam pola perancangan skematik dari panel ruangan tertera pada gambar 3.2 dibawah.


25

Gambar 3.2 Panel ruangan secara sederhana. Proteksi arus lebih dapat berupa saklar hubung putus seperti: MCB, MCCB atau ACB, dengan tujuan utama adalah: 1.

Pengisolasian terhadap gangguan ruangan agar gangguan tidak juga berdampak ke ruangan lain.

2.

Pengisolasian ketika pemeliharaan atau ketika ada pelayanan kerusakan atau penambahan instalasi di dalam ruangan. Hal ini sesuai dengan PUIL 2000 yang menyatakan bahwa saklar

putus hubung ini sudah seharusnya dilengkapi proteksi terhadap arus lebih dan untuk besar saklar putus hubung ini adalah minimal memiliki ketahanan sama besar dengan arus

hubung pendek

yang mungkin

terjadi dalam rangkaian yang diamankan. Perancangan kabel instalasi listrik Kabel listrik adalah media untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator disini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari bahan thermoplastik, sedangkan konduktornya terbuat dari bahan tembaga ataupun aluminium. Kemampuan hantar sebuah kabel listrik ditentukan oleh KHA (kemampuan hantar arus) yang dimilikinya, sebab parameter hantaran listrik ditentukan dalam satuan Ampere. Kemampuan hantar arus ditentukan oleh luas penampang konduktor yang berada dalam kabel listrik.


26

Adapun ketentuan mengenai KHA kabel listrik diatur dalam peraturan PUIL 2000. Sedangkan tegangan listrik dinyatakan dalam volt, besar daya yang diterima dinyatakan dalam satuan watt, yang merupakan perkalian dari ampere x volt = watt. Untuk menghitung kuat arus listrik yang melewati kabel, perlu dibedakan antara instalasi fasa satu dan fasa tiga. 

Instalasi fasa satu Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fasa satu adalah : ..............................................................................(3.1) Jika yang beban yang diketahui S (VA) maka persamaanya menjadi : .......................................................................................... (3.2)



Instalasi fasa tiga Rumus yang digunakan untuk menghitung kuat arus listrik untuk instalasi fasa tiga adalah : ......................................................................(3.3) Jika yang beban yang diketahui S (VA) maka persamaanya menjadi : ...................................................................................(3.4)

Dengan : I

= Kuat arus listrik maksimum yang boleh dilewatkan (ampere)

P

= Daya beban terpasang (watt) = Tegangan fasa terpasang (volt) = Tegangan line terpasang (volt)

Cos φ = Faktor daya Sesuai dengan ketentuan yang diatur dalam PUIL 2000 pasal 5.16.2.1 halaman 210 dimana “Penghantar sirkit suplai harus mempunyai KHA yang tidak kurang dari besarnya arus beban yang tercatat ditambah dengan 25% dari arus beban penuhnya, dapat dituliskan dalam persamaan dibawah ini : I KHA = 125% x In ................................................................................... (3.5)


27

Untuk penentuan penggunaan kabel instalasi listrik bisa dilihat dari kemampuan kuat hantar arus. Berikut Tabel 3.1 untuk ukuran penentuan kabel sesuai kemampuan KHA, bedasarkan PUIL, SNI 04-0225-2000. Tabel 3.1 KHA yang diizinkan untuk kabel instalasi dengan tegangan 230/400 volt Luas penampang (mm²)

KHA (A)

KHA pengenal gawai proteksi (A)

1,5

18

10

2,5

26

20

4

34

25

6

44

35

10

61

50

16

82

63

25

108

80

35

135

100

50

168

125

70

207

160

95

250

200

120

292

250

150

335

250

185

382

315

240

453

400

300

504

400

400

-

-

500

-

-

3.3 Susut Tegangan Pada PUIL 2000 pasal 4.2.3.1 halaman 110 dinyatakan bahwa susut tegangan antara terminal konsumen dan sembarang titik dari instalasi tidak boleh lebih dari 5% dari tegangan pengenal pada terminal konsumen bila semua penghantar dialiri arus listrik maksimum. Terjadinya susut tegangan yang melebihi batas yang ditetapkan oleh standar PUIL 2000, pasal 4.2.3.1 maka jika pada suatu instalasi terjadi susut tegangan melebihi batas akan


28

mempengaruhi peningkatan jumlah arus listrik yang mengalir pada penghantar. Penghantar listrik yang banyak digunakan pada instalasi listrik gedung dari bahan tembaga (CU) karena tembaga memiliki resistan jenis yang kecil dan mudah didapatkan, sehingga kabel dengan inti berbahan tembaga memiliki daya hantar listrik yang bagus. Susut tegangan dipengaruhi oleh reaktansi induktif penghantar dan resistan penghantar. Resistan dan reaktansi penghantar akan berbanding lurus terhadap panjang penghantar. Susut tegangan juga dipengaruhi oleh daya listrik yang dipasang pada instalasi tersebut, semakin besar daya listrik terpasang maka jumalah susut tegangan akan meningkat.

XL

Vk

I

Vt

BEBAN

R

Gambar 3.3 Rangkaian eqivalen saluran distribusi Dengan menggambarkan rangkaian eqivalen saluran distribusi seperti terlihat pada Gambar 3.3 dan kemudian digambarkan dengan diagram vektor seperti pada Gambar 3.4.


29

Vk d V δV

IX L 0 IR

I R cos

Vt a b IR f

I

c

e g

I XL

sin

dV V

Gambar 3.4 Diagram vektor saluran distribusi Susut tegangan ΔV seperti ditunjukan pada Gambar 3.4 merupakan perbedaan secara ilmu hitung antara tegangan kirim dan tegangan terima atau kemudian dapat dituliskan seperti pada persamaan 3.6, sesuai dengan definisi jatuh tegangan adalah : ΔV = |Vk| - |Vt| ........................................................................................... (3.6) dengan: Vk = nilai mutlak tegangan ujung kirim. Vt = nilai mutlak tegangan ujung terima. Sebagai dasar dalam menghitung ΔV, misalkan suatu sirkuit fasa satu dua kawat, dimana resistan dan reaktansinya masing-masing dinyatakan dengan R dan XL dan pada ujung saluran terdapat suatu beban, seperti Gambar 3.4. Dalam perhitungan susut tegangan ini akan memakai secara pendekatan, dalam Gambar 3.4, yang merupakan pasor diagram dari Gambar 3.3. Dengan titik O sebagai titik pusat lingkaran dengan jari-jari Od = Vk, dibuat lingkaran sehingga memotong perpanjangan Vt pada titik e. Jadi Vk = oa+ac+ce. Oleh karena ce << Vk ; ce dapat diabaikan, sehingga Vk = oa+ac Selanjutnya , oa = Vt ; ac = ab + bc dimana ab = I.R Cosφ dan bc = I.XL Sin φ ; sehingga ac = dV = I.R Cosφ + I.XL Sin φ sesuai dengan definisi diatas : ΔV = |Vk| - |Vt| maka didapat :


30

ΔV = I.R Cosφ + I.XL Sin φ .....................................................................(3.7) Mengacu pada Gambar 3.4, yang merupakan pasor diagram dari Gambar 3.3, maka dapat dicari persamaan yang berkaitan dengan Vk, Vt dan δV, persamaannya adalah : V²k = (Vt + dV )² + δV²............................................................................. (3.8) V²k = (Vt + I.R Cosφ + I.XL Sin φ)² + (I.R Cosφ - I.XL Sin φ)² ............ (3.9) Bila beban fasa satu, daya aktif beban (P) dan daya reaktif beban (Q) diketahui, besar arusnya I =

atau I =

, maka persamaan

3.9 dapat dibentuk : V²k = (

)²+(

) ² ............................................ (3.10)

dimana : dV =

....................................................................................... (3.11)

dan δV =

...................................................................................... (3.12) Jatuh tegangan secara pendekatan dapat juga dinyatakan dalam daya-

aktif beban (P) dan daya-reaktif beban (Q) bedasarkan persamaan 3.8. Jika δV << Vt + dV, maka δV dapat diabaikan, sehingga persamaan tersebut menjadi : V²k = (Vt +

)² ............................................................................. (3.13)

atau Vk – Vt =

................................................................................. (3.14)

Sesuai dengan definisi ΔV = |Vk| - |Vt| maka didapat : ΔV =

......................................................................................... (3.15)

Jatuh tegangan dalam prosen , menurut definisi adalah : %=

x 100 ...................................................................... (3.16)

Vt, biasanya diambil tegangan sistem yang bersangkutan, dalam hal ini Vf yang merupakan tegangan fasa sistem. Jadi persamaan 3.16 biasa ditulis dalam bentuk :


31

%=

x 100 ................................................................................ (3.17)

Menurut persamaan 3.7 ΔV = |Vk| - |Vt| = I.R Cosφ + I.XL Sin φ, sehingga didapat persamaan seperti berikut 3) : %=

=

x 100 ......................................... (3.18)

Dalam sebuah instalasi gedung bertingkat dikenal dengan instalasi fasa tiga dan fasa satu. Berikut persamaan untuk memperhitungkan susut tegangan pada instalasi listrik fasa satu dan fasa tiga. Dalam menentukan besar nilai susut tegangan pada instalasi listrik fasa satu tegangan yang digunakan adalah tegangan fasa (L-N) dan panjang saluran dikalikan dua. Sedangkan untuk instalasi tiga fasa digunakan tegangan pengenal fasa ke fasa (L-L) Untuk menentukan besar nilai susut tegangan pada instalasi listrik digunakan persamaan sebagai berikut: Susut tegangan pada instalasi fasa satu

L R

XL

s

Gambar 3.5 Sirkit fasa satu dengan beban S Terlihat pada Gambar 3.5 bila bebannya sama dengan S, maka didapat hubungan S =

I, dan I =

. Jika nilai arus ini disubsitusikan kedalam

persamaan 3.18, maka didapat susut tegangannya adalah : δV =

x100% ............................................................ (3.19)

Atau δV =

x100%........................................................... (3.20)

Susut tegangan pada instalasi fasa tiga Dalam menghitung jatuh tegangan pada sistem fasa tiga, tiga kawat, terlihat pada Gambar 3.6 diasumsikan bebannya fasa tiga empat kawat, yaitu bebannya seimbang per fasanya.


32

L R

BEBAN

XL

Gambar 3.6 Sistem fasa tiga , tiga kawat Untuk sistem fasa tiga seimbang, dengan beban S = √3 jalanya adalah I =

, maka arus-

. Bila nilai arus ini dimasukan kedalam persamaan

3.18. maka jatuh tegangannya dalam prosen adalah : %=

=

x 100

δV % =

x100

δV % =

x100 ..................................................... (3.21)

Dengan : ΔV = Susut tegangan (V) S

= Daya semu (VA)

P

= Daya aktif (W)

Q

= Daya reaktif (Var)

r

= Resistansi per fasa/panjang satuan (Ώ/km)

x

= Reaktansi per fasa/panjang satuan (Ώ/km)

R

= r. L dalam ohm

X

= x. L dalam ohm

L

= Panjang kabel (km)

VL

= Tegangan jala jala (V)

Vf

= Tegangan fasa (V)

Persamaan 3.21 dapat ditulis dalam bentuk : (δV) % = S x L x k ................................................................................. (3.22) Dimana k adalah suatu konstanta yang besarnya ditentukan oleh persamaan : k =

x100 ........................................................................ (3.23)


33

Setelah diperhitungkan susut tegangan dan didapat nilai arus yang mengalir pada penghantar, maka arus nominal dikalikan dengan 125% seperti pada Persamaan 3.5 diatas. Hasil perhitungan arus KHA dicocokkan dengan tabel KHA kabel yang dapat dilihat pada data teknis produk kabel, data kabel.

3.4 Gangguan Hubung Singkat Fasa Tiga Hubung singkat pada penyulang motor dapat terjadi di jaringan sisi atas (tegangan menengah), transformator, kabel, rel, pemutus daya motor, ataupun di motor nya sendiri. 3.4.1 Formula Perhitungan Arus Hubung Singkat Dalam pendekatan simplifed, impedansi dari sistem MV diasumsikan diabaikan kecil, sehingga where In =

Isc =

P

................................................... (3.24)

= kVA rating transformator

U20 = fasa-ke-fase sekunder volt pada rangkaian terbuka In

= arus nominal dalam ampere

Isc

= arus pendek dalam amper

Usc = impedansi tegangan hubung pendek transformator dalam %. Nilai-nilai Usc untuk trafo distribusi diberikan dalam tabel 3.2 berikut: Transformer rating (kVA)

Contoh :

50 to 750 800 to 3200

Oil-immersed 4 6

Usc in % Cast-resin dry type 6 6

400 kVA tranformer, 420 V at no load Usc = 4% In =

= 550 A

Isc =


= 13.7 kA

34

Gambar 3.7 Rangkaian trafo yang pararel Kasus beberapa transformator yang terhubung secara paralel pada busbar Nilai arus gangguan pada sirkuit keluar dari hilir busbar (lihat Gambar 3.7) dapat diperkirakan sebagai jumlah dari Isc masingmasing transformator yang dihitung secara terpisah. Hal ini diasumsikan bahwa semua transformator dipasok dari jaringan MV yang sama, di mana kasus nilai yang diperoleh dari Gambar 3.7 bila ditambahkan bersama-sama akan memberikan nilai tingkat kesalahan yang sedikit tinggi daripada yang benar-benar akan terjadi. Faktor lain yang belum diperhitungkan adalah impedansi dari busbar dan pemutus sirkuit. Nilai kesalahan saat konservatif yang diperoleh adalah cukup akurat untuk desain instalasi dasar. Dalam instalasi 3-fase Isc pada titik manapun adalah diberikan oleh : Isc =

....................................................... (3.25)

U20 = tegangan fasa-ke-fase transformator ZT

= total impedansi per fase dari instalasi hulu dari lokasi gangguan (dalam Ω)

R3 =

or for reactances X3 =

.................................... (3.26)

Tabel 3.3 Impedansi MV jaringan disebut sisi LV dari MV / LV transformator Psc 250 MVA 500 MVA

Uo (V) 420 420


Ra (m) 0.07 0.035

Xa (m) 0.7 0.351

35

Sebuah formula yang membuat deduksi dan pada saat yang sama mengubah impedansi dengan nilai setara di LV diberikan, sebagai berikut: ZS =

......................................................................................... (3.27)

Zs

= impedansi jaringan sisi MV, dalam mili ohm

Uo

= tegangan fasa ke fasa, dalam Volt

Psc = MV 3 phasa short cicuit, dalam kVA 3.4.2 Transformator Ztr adalah impedansi transformator dilihat dari terminal LV, diberikan oleh rumus : .............................................................................(3.28)

Ztr = Pn

= rating transformer

Usc = impedansi tegangan hubung singkat trafo dalam % Transformator gulungan Rtr resistensi dapat diturunkan dari kerugian total sebagai berikut : Pcu = 3In2 x Rtr so that Rtr =

in milli-ohms .................. (3.29)

Di mana : Pcu = total losses in watts In

= nominal full-load current in amps

Rtr = resistanceof one phase of the transformer in milli-ohms (the LV and corresponding MV winding for one LV phase are included in this resistance value) Xtr = Untuk perhitungan perkiraan Rtr dapat diabaikan karena X ≈ Z dalam standar. Jenis distribusi transformator. Tabel 3.4 Resistensi, reaktansi dan impedansi nilai untuk type transformator distribusi 400 dengan MV gulungan y 20 kV


36

3.4.3 Perhitungan Arus Hubung Pendek Perhitungan arus hubung pendek secara rinci pada suatu titik instalasi.

U20 = Fase-ke-fase tanpa beban tegangan sekunder dari MV/LV transformator (dalam volt) Psc = Daya hubung singkat 3-fase di terminal MV dari MV / LV transformer (kVA) Pcu = Rugi daya total 3 fase MV/LV transformator (dalam watt). Pn

= Rating trafo Penilaian MV/LV transformator (dalam kVA).

Usc = impedansi tegangan hubung pendek MV / LV transfomer (dalam%). Rt

= resistansi total. XT: reaktansi total (1)

ρ

= resistivitas pada suhu normal konduktor dalam pelayanan

ρ

= 22,5 x MQ mm2 / m untuk tembaga

ρ

= 36 MQ x mm2 / m untuk aluminium (2)


37

Jika ada beberapa konduktor paralel per fase, kemudian membagi hambatan dari satu konduktor dengan jumlah konduktor. Reaktansi tetap praktis tidak berubah. Contoh 1 :

Contoh 2 : Perhitungan arus hubung singkat dengan tabel. Isc pada akhir penerimaan pengumpan sebagai fungsi dari Isc di ujungnya kirim

Gambar 3.8 Perhitungan Arus Hubung Singkat Pilih c.s.a. dari konduktor dalam kolom untuk konduktor tembaga (dalam hal ini contoh c.s.a. adalah 47,5 mm2). Cari di sepanjang baris yang sesuai dengan 47,5 mm2 untuk panjang konduktor yang samadengan yang dari sirkuit yang bersangkutan (atau mungkin terdekat di sisi rendah). Turun vertikal kolom yang panjang berada, dan berhenti pada baris di tengahbagian (dari 3 bagian Gambar


38

tersebut) sesuai dengan kesalahan yang dikenal saat initingkat (atau yang terdekat untuk itu pada sisi yang tinggi). Dalam kasus ini 30 kA adalah terdekat sampai 28 kA pada sisi yang tinggi. Nilai sirkuit pendek saat ini pada akhir hilir dari rangkaian meteran 20 diberikan di persimpangan kolom vertikal yang panjang berada, dan baris horisontal yang sesuai ke hulu Isc (atau terdekat untuk itu pada sisi yang tinggi). Nilai ini dalam contoh dipandang 14,7 kA. Prosedur untuk konduktor aluminium adalah serupa, tetapi kolom vertikal harus naik ke bagian tengah meja. Akibatnya, sebuah DIN-rel-mount pemutus sirkuit-nilai di A dan Isc 63 dari 25 kA (seperti unit 125N NG) dapat digunakan untuk 55 rangkaian A dalam Gambar 4. Sebuah Compact dinilai pada 160 A dengan kapasitas dari 25 kA Isc (seperti unit NS160) dapat di lihat pada tabel 3.5 berikut :


39

3.5 Busbar Busbar adalah penghantar arus listrik yang terbuat dari tembaga. Busbar memiliki fungsi yang sama dengan kabel. Tetapi kapasitas hantar arus busbar lebih besar daripada kabel. Untuk arus diatas 250 A maka disarankan

untuk

memakai

busbar.

Pemakaian

busbar

ini

untuk

mempermudah pemasangan sambungan komponen-komponen lainnya pada panel. Apabila arus 250 A ke atas dan menggunakan kabel maka pemasangannya akan lebih sulit untuk sambungan ke penghantar lainnya. Hal ini dikarenakan pada busbar pada tiap bagian penampangnya terdapat lubang-lubang yang dapat dijadikan tempat penghubung dengan penghantar lainnya. Berdasarkan standar pada PUIL, maka dalam penggunaan busbar untuk tiap fasanya diberi warna yang berbeda : Merah untuk fasa R Kuning untuk fasa S Hitam untuk fasa T Biru untuk netral Untuk menentukan besar luas penampang busbar panel dapat menggunakan rumusan seperti pada rumusan mencari besar luas penampang kabel tembaga, yaitu arus busbarnya dikalikan dengan 125% untuk KHA busbar. Berikut Tabel 3.6 untuk ukuran busbar tembaga sesuai kemampuan KHA pada PUIL. Tabel 3.6 Pembebanan penghantar untuk tembaga penampang persegi pembebanan kontinu ( A ) ukuran (mm)

Luas penampang (mm²)

Berat (kg/m)

Arus Bolak-Balik dilapisi lapisan konduktif (jumlah batang)

telanjang (jumlah batang)

1

2

3

4

1

2

3

4

12x2

24

0,23

123

202

-

-

100

182

-

-

15x2

30

0,27

148

240

-

-

128

252

-

-

15x3

45

0,4

187

316

-

-

162

282

-

-

20x2

40

0,36

205

350

-

-

185

315

-

-

20x3

60

0,53

237

394

-

-

204

384

-

-

20x5

100

0,89

325

470

-

-

290

495

-

-

25x3

75

0,67

287

766

-

-

245

412

-

-

25x5

125

1,11

385

670

-

-

350

600

-

-


40

30x3

90

0,8

350

600

-

-

315

540

-

-

30x5

150

1,34

448

760

-

-

379

672

-

-

40x3

120

1,07

460

780

-

-

420

710

-

-

40x5

200

1,78

576

952

-

-

482

836

-

-

40x10

400

3,56

865

1470

2060

2800

715

1290

1650

2500

50x5

250

2,23

703

1140

1750

2310

588

994

1550

2100

50x10

500

4,46

1050

1720

2450

3330

852

1510

2200

3000

60x5

300

2,67

825

1400

1983

2650

750

1300

1800

2400

60x10

600

5,34

1230

1960

2800

3800

985

1720

2500

3400

80x5

400

3,56

1060

1800

2450

3300

950

1650

2700

2900

80x10

800

7,2

1590

2410

3450

4600

1240

2110

3100

4200

100x5

500

4,45

1310

2200

2950

3800

1200

2000

2800

3400

100x10

1000

8,9

1940

2850

4000

5400

1490

2480

3600

4800

3.6 Perencanaan Sistem Penerangan Penerangan yang baik dan memadai merupakan salah satu hal terpenting yang diperlukan oleh sebuah gedung atau bangunan agar pekerjaan berlangsung didalamnya dapat dijalankan secara efisien dan aman sistem penerangan dapat dirancang dengan menggunakan berbagai jenis luminari dan fitting lampu. Luminari merupakan salah satu istilah modern yang diberikan kepada peralatan yang berfungsi mendukung lampu penerangan serta dapat mengendalikan distribusi cahaya dari lampu penerangan tersebut. Penerangan dalam menghasilkan cahaya yang ditujukan langsung pada permukaan dimana pekerjaan dilakukan. Dalam

perencanaan

penerangan

ada

nama

istilah

intensitas

penerangan. Intensitas penerangan harus ditentukan ditempat dimana pekerjaannya akan dilakukan. Bidang kerja umumnya diambil 80 cm di atas lantai. Bidang kerja ini sebuah meja atau bangku kerja, atau juga suatu bidang horizontal khayalan, 80 cm di atas lantai. Gambar 3.9 bagaimana pembagian flux cahaya di ruangan dilihat seperti dibawah. 3 2

2 1

bidang kerja 0,80 m

Gambar 3.9 Pembagian flux cahaya pada ruangan


41

Sistem penerangan dibedakan menjadi 5 tipe, yaitu: 1.

System iluminasi langsung (Direct Lighting) System ini paling efektif dalam menyediakan penerangan karena 90%100% cahaya diarahkan langsung kepermukaan yang perlu diterangi. Tetapi kelemahan system ini adalah timbulnya bayangan-bayangan yang mengganggu serta memungkinkan kesilauan baik karena penyinaran langsung maupun karena pemantulan sinar lampu. Untuk mengatasinya dapat dilakukan pemberian warna-warna cerah pada langit-langit agar tampak menyegarkan.

2.

System iluminasi semi langsung (Semi Direct Lighting) System ini mengarahkan 60%-90% cahaya kepermukaan yang perlu diterangi, selebihnya menerangi dan dipantulkan oleh langit-langit dan dinding.

3.

System iluminasi difus dan langsung tak langsung (General Diffuse and Direct-Indirect Lighting) System ini mengarahkan 40%-60% cahaya kepermukaan yang perlu diterangi, sisanya menerangi dan dipantulkan oleh langit-langit dan dinding. Pada system ini masih ditemukan adanya masalah bayangan dan kesilauan.

4.

System iluminasi semi tidak langsung (Semi Indirect Lighting) System ini mengarahkan cahaya 60%-90% ke langit-langit dan dinding bagian atas, selebihnya ke bawah. Pada system ini bayangan secara praktis tidak ada dan mengurangi kesilauan.

5.

System iluminasi tidak langsung (Indirect Lighting) System ini mengarahkan cahaya 90%-100% ke langit-langit dan dinding bagian atas ruangan untuk dipantulkan yang kemudian menerangi seluruh ruangan berupa cahaya difus.

3.6.1 Dasar Perencanaan Penerangan Buatan Perencanaan penerangan buatan adalah kombinasi dari seni dan ilmu sains yang diaplikasikan.

Pada tahap awal perencanaan

perancangan instalasi penerangan, hal pertama yang perlu diperhatikan adalah efek penerangan buatan di dalam ruangan. Pada tahap awal ini


42

dibutuhkan kerjasama dan koordinasi yang baik antara divisi arsitektur, struktur dan mekanikal-elektrikal. Hal ini diperlukan untuk memperoleh

perencanaan

mempertimbangkan

faktor

instalasi keartistikan

yang

baik

bangunan

dan

dengan adanya

kemungkinan untuk melakukan ekspansi gedung. Adapun data-data yang diperlukan untuk melakukan perencanaan instalasi penerangan adalah : 1.

Gambar ruangan, dimensi ruangan, dan rencana tata letak lampu.

2.

Detail konstruksi langit-langit.

3.

Warna dan pantulan dari : langit-langit, dinding,lantai dan meja kursi.

4.

Peruntukan ruangan (pekerjaan visual yang akan dilakukan didalam ruangan tersebut).

5.

Perlengkapan mesin atau peralatan didalam ruangan.Kondisi ruangan seperti ; temperatur, kelembaban dan debu. Berdasarkan data-data tersebut perencanaan instalasi penerangan

dapat dibuat dan pada akhirnya diaplikasikan pada bangunan atau gedung. Setelah mengetahui data-data tersebut di atas, maka bagian desain dapat melakukan estimasi. Langkah-langkah yang dilakukan dalam melakukan estimasi penerangan buatan adalah sebagai berikut: 1.

Intensitas Penerangan Sebelum menentukan intensitas penerangan yang dibutuhkan terlebih dahulu harus diketahui jenis pekerjaan apa yang harus dilakukan diruangan tersebut. Intensitas penerangan harus ditentukan di tempat dimana pekerjaan itu akan dilakukan. Intensitas penerangan E dengan satuan lux sama dengan jumlah lumen. Φ per meter persegi. Jadi jumlah fluks cahaya yang diperlukan untuk bidang kerja seluas A m2 adalah ; Φ = E x A .............................................................................. (3.30) Namun fluks cahaya yang dipancarkan lampu tidak semuannya mencapai bidang kerja. Sebagian akan dipancarkan ke dinding


43

dan langit-langit. Karena itu untuk menentukan fluks cahaya harus diperhitungkan efisiensi dan rendemennya. =

....................................................................................(3.31)

Dimana : Φg

= Fluks cahaya yang mencapai bidang kerja,langsung maupun tidak langsung setelah dipantulkan dinding dan langit-langit.

Φo

= Fluks cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya yang ada dalam ruangan.

2.

Efisiensi Penerangan Dari dua persamaan di atas,maka diperoleh rumus fluks cahaya : O =

.............................................................................(3.32)

Dimana : A = luas bidang kerja (m2) E = Intensitas penerangan yang dibutuhkan di bidang kerja (lux) Efisiensi penerangannya ditentukan dari tabel-tabel, lihat pada tabel 3.7. Setiap tabel hanya berlaku untuk suatu armatur tertentu dengan jenis lampu tertentu dalam ruangan tertentu pula. Untuk menentukan efisiensi penerangannya harus diperhitungkan: a.

Efisiensi armaturnya (v).

b.

Faktor refleksi dindingnya (rw) , faktor langit-langitnya (rp) dan faktor refleksi bidang pengukurannya (rm).

c. 3.

Indeks ruangannya.

Efisiensi Armatur Efisiensi /randemen armature (v) v=

.......................................................................(3.33)

Efisiensi sebuah armatur ditentukan oleh konstruksi dan bahan yang digunakan. Dalam efisiensi penerangan selalu sudah ditentukan efisiensi armaturnya.


44

4.

Faktor-faktor refleksi Bagian fluks cahaya yang dipantulkan ditentukan oleh factor refleksi r suatu permukaan. Faktor refleksi 0,6 atau 60% berarti bahwa 60% dari fluks cahaya yang mengenai permukaan dipantulkan. r=

..................................... (3.34)

Faktor refleksi tergantung dari warna dan finishing. Pemantulan ini tidak penting dalam sistem penerangan langsung. Langitlangit dan warna dinding terang memantulkan 50-70%. Sedangkan untuk warna gelap 10-20%. Untuk lebih detailnya, warna putih dan warna sangat muda memiliki refleksi 0,7. Warna sedang 0,3. Warna gelap 0,1. 5.

Indeks Ruangan/Indeks Bentuk Indeks ruangan/indeks bentuk k menyatakan perbandingan antara ukuran-ukuran utama suatu ruangan berbentuk bujur sangkar. Dimana : p

= panjang ruangan (meter)

l

= lebar ruangan (meter)

h

= tinggi sumber cahaya diatas bidang kerja (meter)

k= 6.

.............................................................................(3.35)

Faktor Depresiasi/Penyusutan Faktor depresiasi/penyusutan adalah intensitas penerangan dalam keadaan dipakai. Faktor depresiasi ini dibagi atas 3 golongan utama: 

Pengotoran Ringan Pengotoran ini terjadi didaerah-daerah yang hampir tidak berdebu. Misalnya di toko, kantor,sekolah, dan lain-lain.



Pengotoran Berat Pengotoran ini terjadi di ruangan-ruangan yang banyak debu.

Misalnya

di

perusahaan

pemintalan dsb.


cor,

pertambangan,

45



Pengotoran biasa Pengotoran ini terjadi diperusahaan selain yang disebutkan diatas. Bila tingkat pengotoran tidak diketahui, maka digunakan faktor depresiasi 0.8.

Dibawah ini adalah tabel 3.7 yang menunjukan efisiensi penerangan & depresiasi lampu seperti berikut : Tabel 3.7 Efisiensi penerangan & depresiasi lampu


46

7.

Jumlah Lampu / Armatur (n) Jumlah armatur / lampu dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini : n=

8.

.................................................................(3.36)

Pengaruh Armatur Lampu Cahaya yang dikeluarkan, direfleksikan, dan diserap oleh Armatur Lampu Gelas. Tabel 3.8 Armatur Lampu Jenis Gelas Jenis Gelas

Bola kaca bening permukaan rata Gelas prisma Gelas yang memakai ornamen Gelas warna susu Acrylic putih susu

Tebal

Daya

Daya

Lampu

Transmisi

Refleksi

Mm

%

%

1-4

92-90

6-8

2-4

3-6

90-70

5-20

5-10

3-6

90-60

7-20

3-20

2-3

88-82

7-88

5-10

2-3

60-40

20-40

10-20

Tabel 3.9 Standar Kuat Penerangan dalam Ruangan


Daya Penyerapan

47

3.6.2 Perencanaan Gambar Instalasi Lampu Penerangan 1.

Perhitungan Titik Lampu Untuk menghitung jumlah titik lampu di tiap ruangan menggunaksn perhitungan mengacu SNI, IEC, PUIL atau Standar lain adalah sebagai berikut : 

Untuk Lampu jenis TL kuat penerangan yang akan di capai 400 LUX.



Untuk Lampu jenis Down Light kuat penerangan yang akan di capai 300 LUX.



Rumus Perhitungan titik lampu sbb: N=

....................................................... (3.37)

Menurut SNI, daya pencahayaan maksimum : -

Untuk ruang kantor/ industri adalah 15 watt/m2.

-

Untuk rumah tak melebihi 10 watt/m2.

-

Untuk toko 20-40 watt/m2

-

Hotel 10-30 watt/m2, sekolah 15-30 watt/m2,

-

Rumah sakit 10-30 watt/m2 ).

Jumlah lampu pada suatu ruang ditentukan / dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : N= Dimana : N

= jumlah titik lampu

E

= Kuat Penerangan /target kuat penerangan yang akan dicapai (Lux)

L

= Panjang Ruang(Meter)

W

= Lebar Ruang (Meter)

Ø

= Total Lumen Lampu / Lamp Luminous Flux

LLF = Light loss factor / Faktor Cahaya Rugi (0,7-0,8) CU

= coeffesien of utilization / Faktor Pemanfaatan (50-65 %)

n

= Jumlah Lampu dalam 1 titik Lampu


48

Kuat Penerangan (E) Perkantoran = 200 - 500 Lux Apartemen / Rumah = 100 - 250 Lux Hotel = 200 - 400 Lux Rumah sakit / Sekolah = 200 - 800 Lux Basement / Toilet / Coridor / Hall / = 100 - 200 Lux Gudang / Lobby Restaurant / Store / Toko = 200 - 500 Lux Ø = W x L/w ........................................................................ (3.38) Dimana : W

= Daya lampu,

L/w = Luminous Efficacy Lamp / Lumen per watt (dapat dilihat pada box lampu yang kita beli).

3.7 Perbaikan Faktor Daya Menggunakan Kapasitor Bank Karena beban-beban listrik nantinya sebahagian besar adalah bersifat induktif seperti pompa, kompressor, elevator, mesin-mesin pengkondisian udara

dan

juga

peralatan-peralatan

yang

menghasilkan

harmonic.

Peningkatan pemakaian daya reaktif inilah yang menyebabkan faktor daya dari pelanggan turun. Faktor daya (cos ) adalah perbandingan daya aktif dan daya nyata. Untuk itu perlu dipasang suatu alat yang berfungsi untuk mengkompensasi daya reaktif tersebut agar faktor daya tidak kurang dari standar yang telah ditetapkan oleh penyedia layanan jaringan listrik. Dalam hal ini PLN menetapkan batas minimum faktor daya sebesar 0.85. Jika faktor daya kurang dari standar PLN, maka pelanggan wajib membayar denda sebanyak daya reaktif yang digunakan. Oleh karena itu, diperlukan pengurangan konsumsi daya reaktif dengan memperbaiki faktor daya. Untuk memperbaiki faktor daya secara umum digunakan kapasitor bank. Kapasitor bank memberikan sumbangan arus mendahului (leading), sehingga juga akan memberikan faktor daya leading. Dengan demikian kapasitor bank disebut juga kVar generator. Pemasangan kapasitor bank akan berpengaruh terhadap perbaikan faktor daya.


49

3.7.1 Faktor Daya Faktor daya merupakan salah satu indikator baik buruknya kualitas daya listrik. Faktor daya didefinisikan sebagai perbandingan antara daya aktif dan daya reaktif. Faktor daya disimbolkan sebagai cos 𝜑, dimana: cos 𝜑 = pf =

...............................................................................(3.39)

Daya aktif adalah daya yang digunakan sistem untuk bekerja. Sedang daya reaktif adalah daya yang digunakan sistem untuk membangkitkan medan. Pada suatu tegangan V, daya aktif, daya reaktif dan daya total adalah sebanding dengan arus dan akan sesuai dengan persamaan 2, yaitu: =

....................................................... (3.40) Salah satu cara yang lazim untuk memperbaiki faktor daya

adalah dengan cara kompensasi daya reaktif dimana sebagian kebutuhan daya reaktif yang

dibutuhkan beban didapat dari

kompensator daya reaktif. Salah satu kompensator daya reaktif adalah kapasitor bank dengan rating kvar sebagai berikut: ............................................... (3.41) Penambahan daya reaktif tersebut dibatasi pada nilai faktor daya maksimal 100% dan tidak merubah keadaan leading atau lagging sistem sehingga tidak merusak beban terpasang. “Total Power” Apparent Power (S) = Volt Amperes = I²Z

Reactive Power (Q) = Vars = (XL-Xc) I²

𝜑 Real Power (P) = Watts = I²R

Gambar 3.10 Hubungan Daya Pada Sistem AC


50

3.7.2 Kapasitor Bank Fungsi dari kapasitor bank yang tersedia dalam bentuk tunggal unit maupun dalam bentuk group adalah sebagai penyuply kilovars dengan faktor daya tertinggal (lagging) kepada suatu sistem dimana kapasitor tersebut dihubungkan. Kapasitor bank yang dipasang pada ujung beban dari sirkuit mensuplai beban dengan faktor daya tertinggal (lagging), mempunyai beberapa efek, yaitu : 

Kapasitor bank memperbaiki faktor daya (cos phi)



Menghilangkan denda / kelebihan biaya (kVARh) yang timbul di tagihan PLN, sehingga pembayaran PLN akan turun (reduce cost)



Menghindari kelebihan beban transformer



Memberikan tambahan daya tersedia



Menghindari kenaikan arus/suhu pada kabel



Memaksimalkan pemakaian daya (kVA)



Menghemat daya / efesiensi



Menghindari Drop Line Voltage



Mengawetkan instalasi & peralatan listrik



Kapasitor bank juga mengurangi rugi–rugi lainnya pada instalasi listrik

Gambar 3.11 Panel Kapasitor Bank


51

3.7.3 Perbaikan Faktor Daya Dalam sebuah sumber arus bolak-balik, bila beban yang diaplikasikan bersifat resistif murni, maka gelombang tegangan dan arus adalah sefasa seperti diperlihatkan pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12 Beban Resistif Beban yang bersifat induktif atau kapasitif dapat menggeser titik persilangan nol antara tegangan dan arus. Bila bebannya merupakan beban induktif persilangan nol gelombang arus muncul beberapa saat setelah persilangan nol gelombang tegangan muncul. Hal ini biasa dikatakan sebagai arus tertinggal.

Gambar 3.13 Beban Induktif Sebaliknya untuk arus beban yang bersifat kapasitif, persilangan nol gelombang arus akan muncul beberapa saat sebelum persilangan nol gelombang tegangan. Hal ini biasa dikatakan sebagai arus mendahului.

Gambar 3.14 Beban Kapasitif


52

Sebuah kapasitor daya atau yang dikenal dengan nama kapasitor bank harus mempunyai daya Qc yang sama dengan daya reaktif dari sistem yang akan diperbaiki factor dayanya. Jika keadaan ini dipenuhi, kapasitor bank akan memperbaiki faktor daya menjadi bernilai maksimum (faktor daya = 1). Besarnya daya reaktif yang diperlukan untuk mengubah faktor daya dari cos 𝜑1 menjadi cos 𝜑2 dapat ditentukan dengan : ............................................................... (3.42)

Gambar 3.15 Prinsip Perbaikan Faktor Daya 3.7.4 Komponen Utama yang terdapat pada Panel Kapasitor A.

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. 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.


53

B.

Kapasitor Breaker Kapasitor Breaker digunakan 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 Im = 10 x Ir. Untuk menghitung besarnya arus dapat digunakan rumus : I n = Qc / 3 . VL .................................................................... (3.43) Sebagai contoh : masing masing step dari 10 step 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.

C.

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.

D.

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


54

yang sering dipakai adalah Kvar (Kilovolt ampere reaktif) meskipun kapasitansi

didalamnya yaitu

Farad

terkandung atau

/

tercantum

microfarad.

besaran

Kapasitor

ini

mempunyai sifat listrik yang kapasitif (leading). Sehingga mempunyai sifat mengurangi / menghilangkan terhadap sifat induktif (leaging) E.

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.

F.

Peralatan Tambahan 

Push button on dan push button off yang berfungsi mengoperasikan magnetic contactor secara manual.



Selektor auto – off – manual yang berfungsi memilih sistem 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 temperatur ruang panel meningkat.setelah setting dari thermostat terlampaui maka exhust fan akan otomatis berhenti.


55

3.8 Sumber Daya Listrik 

Transformator penurun tegangan (step down transformator) 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 70kV, 154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi. 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 peralatanperalatan yang bekerja pada tegangan rendah seperti pompa air, mesin pendingin , dan lain-lain. Dengan ini jelas bahwa transformator adalah bagian penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan pada gedung. Seperti pada gambar 3.16 untuk lebih jelas bagaimana bentuk transformator pada umumnya.

Gambar 3.16 Transformator


56

Untuk menentukan kapasitas transformator dapat menggunakan prinsip dari segitiga daya. Pada gambar segitiga daya ditunjukkan bahwa besar daya semu dipengaruhi oleh besar sudut φ. Disaat sudut φ kecil maka besar daya semu dan daya nyata semakin mendekati sementara daya reaktif semakin kecil atau bisa dikatakan disaat cos φ 1 maka sudut φ adalah 0 sehingga tidak terjadi daya rektif atau S = P, tidak terjadi perbedaan sudut antar S dan P, sehingga Q = 0. Pada gambar 3.17 diperlihatkan polanya segitiga daya dibawah ini.

S Q

P Gambar 3.17 Segitiga daya Dari penggunaan prinsip segitiga daya tersebut, didapat hasil hitungan untuk menentukan kapasitas transformator. Yaitu dengan penjumlahan beban terpasang di gedung dibagi dengan perkiraan power factor dipanel induk tegangan rendah (LVDP) seperti berikut : P = S x Cos φ ................................................................................. (3.44) Dengan :



S

= Daya semu (volt ampere)

Cos φ

= Faktor daya yang diperkirakan terjadi

P

= Daya nyata (watt)

Suplai tenaga listrik darurat (generator set). Sistem suplai tenaga listrik yang dapat beroperasi secara kontinu, harus

dilengkapi

dengan

sumber

cadangan

tenaga

dengan

menggunakan generator set. Dengan demikian apabila sumber utama dari PLN mengalami pemadaman, maka sumber cadangan generator set dapat mengganti memasok untuk pendistribusian listrik pada gedung. Seperti pada gambar 3.18 untuk lebih jelas bagaimana bentuk generator set pada umumnya.


57

Gambar 3.18 Generator set Biasanya generator set difungsikan hanya sekitar 80% dari kapasitas daya yang terpasang digedung atau difungsikan untuk beban darurat. Karena diasumsikan pada saat PLN mati, generator set akan memberi cadangan sumber listrik yang paling diprioritaskan saja, seperti area publik, area service, area darurat seperti tangga kebakaran, & smoke area. Untuk menentukan kapasitas generator set dapat langsung dilihat dari jumlah beban yang ada dipanel unduk tegangan renadah (LVDP) atau dihitung dari beban emergency/darurat yang akan dipasang. 

Automatic Transfer Switch (ATS) Automatic Transfer Switch adalah inti dari sebuah sistem daya darurat, memberikan sebuah peralihan sumber daya listrik, antara utilitas dan generator darurat, atau antara tipe sumber daya yang lain dan beban fasilitas terkait. Ketika sumber daya normal gagal atau drop, transfer switch akan mendeteksi jumlah kehilangan sumber daya, dan mengirimkan sebuah sinyal ke generator dan kemudian terhubung dengan generator ke beban, ketika generator telah mencapai jumlah frekuensi dan voltasi yang sesuai.


58

Tipe automatic transfer switch : Automatic transfer switch dapat dikategorikan kedalam 2 jenis secara umum, diantaranya : -

Open-Transition transfer devices : dimana membuka koneksi sumber daya sebelum memutus sumber daya yang baru, yang menyebabkan jumlah daya terinterupsi pada jangka waktu pendek.

-

Fast

closed-Transition

transfer

devices:

dimana

pengoperasiannya seperti saklar pemindahan peralihan terbuka ketika sumber daya drop atau gagal, dua sumber daya yang terparalel selama 100 milidetik atau kurang darinya, dan kemudian memutuskan ketika kedua sumber daya yang tersedia, maka total interupsi tegangan daya dapat dihindarkan. Untuk automatic transfer switch tipe open dengan kinerjanya yaitu, pada saklar ini memberikan sebuah tindakan pengalihan “breakbefore-make”. Secara spesifik didesain dalam pemindahan daya antara sebuah utilitas dan sistem daya dilokasi. Sebuah koneksi pada satu sumber yang dinyalakan sebelum koneksi ke sumber kedua dimatikan. Interlock mekanik yang mencegah interkoneksi pada sumber daya pada mode otomasi dan manual yang sering digunakan. Saklar digunakan di berbagai tipe aplikasi kelistrikan. Tipikal aplikasi peralatan ini, yang sering digunakan untuk bisnis skala kecil, seperti industri menengah dan gedung perkantoran yang dapat mentoleransi seubah interupsi selama sistem daya memindahkan kembali ke utilitas setelah penghentian. Pada gambar 3.19 dibawah adalah konfigurasi kinerja ATS open transition.


59

Gambar 3.19 Konfigurasi ATS open transition Untuk automatic transfer switch tipe fast closed dengan kinerja yaitu, memberikan sebuah tindakan pengalihan “make-before-break” dan mengutilisasi transisi tertutup sebuah parelelisasi sesaat dari kedua sumber (<100 milidetik) selama waktu pemindahan. Mekanisme saklar transisi tertutup lebih kompleks dan mahal daripada saklar transfer transisi terbuka. Secara umumnya, pada saat gangguan pasokan daya PLN ke beban yang disebabkan oleh beban yang tiba-tiba ada perubahan pada sumber daya, terjadi pemindahan beban dari sumber utama ke generator. Hal ini mencegah gangguan sementara. Saklar pemindahan transisi tertutup harus dilakukan pemindahan secara berurutan. Saklar transfer transisi terutup ini pengoperasiannya secara sinkronisasi, yang terdiri dari sebuah pengecekan sinkronisasi, untuk mendeteksi akan fase hubungan antara dua sumber daya yang hidup dan mengizinkan adanya interkoneksi antara sumber daya hanya ketika mereka sinkron. Sinkronisasi ini dikenal “pasif” dikarenakan tidak adanya kontrol langsung terhadap frekuensi generator. Melainkan ini bergantung pada perubahan beban atau perbedaan pada frekuensi sumber yang menginduksi kecocokan sudut fase dari sumber daya. Sebagaimana beban pada perubahan sistem, dan kecepatan perubahan genset, dua sumber daya tersebut akan tersinkornisasi. Pemindahan diukur berdasarkan waktu dan sinyal ketika sumber daya terhubung. Sumber tersebut tersinkronisasi secara singkat ketika generator


60

terintekoneksi dengan sumber utama. Secara paralel sebuah sumber daya terjadi pada waktu yang tetap (tidak lebih dari sepersepuluh detik). Durasi yang pendek dari paralelisasi membuat hal tersebut tidak diperlunya penambahan kontrol kompleks lagi dalam kontrol beban di generator saat terparalelisasi dengan jaringan utilitas. Pada gambar 3.20 dibawah adalah konfigurasi kinerja ATS closed transition.

Gambar 3.20 Konfigurasi ATS closed transition Lalu dibawah ini adalah sebuah kurva perbandingan yang menunjukan kinerja ATS open type dan ATS fast closed type.

Gambar 3.21 Kurva kinerja ATS open type dan ATS fast closed type.


BAB III PERENCANAAN INSTALASI

Recommend Documents