KUALITAS DAYA INDUSTRI TEKSTIL TEKNOLOGI KONVERSI DAN KONSERVASI ENERGI TEKNOLOGI INFORMASI,ENERGI DAN MATERIAL

ISBN 978-979-3733-96-8

BENCHMARKING KUALITAS DAYA INDUSTRI TEKSTIL

TEKNOLOGI KONVERSI DAN KONSERVASI ENERGI TEKNOLOGI INFORMASI ,ENERGI DAN MATERIAL BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI 2013

ISBN 978-979-3733-96-8

Benchmarking Kualitas Daya Industri Tekstil PENGARAH Dr. Ir. Marzan Aziz Iskandar, M.Sc. Kepala BPPT Dr. Ir. Unggul Priyanto, M.Sc. Deputi Kepala Bidang TIEM PENANGGUNG JAWAB Dr. M.A.M. Oktaufik, M.Sc. Direktur PTKKE TIM PENYUSUN Ir. Ifanda M. Sc Ir. MustariLamma, MT Dra.Endang Sri Hariatie Agustina P. Maya, A. Md Budi Ismoyo, ST Dr. Ferdi Armansyah Ir. Andhika Prastawa, MSEE. Prof. Dr. Ir. Hamzah Hilal, M.Sc. Prima Zuldian, ST

INFORMASI Bidang Rekayasa Sistem Pusat Teknologi Konversi dan Konservasi Energi (PTKKE) Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Gedung 625, Klaster Energi, Puspiptek, Serpong Tlp. (021) 75791366 Fax. (021) 75791366

Benchmarking Kualitas Daya di Industri Tekstil

PENGANTAR

Pada saat sekarang ini, kualitas daya listrik (power quality) menjadi suatu isu kunci bagi penyedia, distribusi, dan konsumen tenaga listrik. Permasalahan umum, seperti harmonisa, variasi tegangan jangka pendek (sags, swells, dan interruptions) variasi tegangan jangka panjang (undervoltages, overvoltages, dan interruptions), transien, ketidakseimbangan, variasi frekuensi, dan lain-lain dapat menyebabkan beberapa permasalahan kepada konsumen yang memerlukan tingkat kualitas daya listrik yang tinggi untuk proses industri dan penggunaan peralatan listrik di rumah-rumah. Kualitas daya sudah hangat dibicarakan di Amerika sejak awal tahun 90-an dan riset yang dilakukan oleh US National Power Laboratory (Division of Best Power Technology, Wisconsin) selama hampir 5 tahun (1990 s.d. 1995) menyatakan bahwa pengganggu atau perusak perangkat akibat masalah tegangan tercatat hampir 50 gangguan perbulan. Secara umum di Indonesia masalah ini belum sampai menjadi isu nasional, namun untuk beberapa hal, pengguna sudah cukup peduli terutama yang berkaitan dengan tegangan rendah atau ketidakstabilan atau pemadaman listrik. Padahal kualitas bukan hanya masalah tegangan saja atau terputusnya catu daya tetapi menyangkut karakteristik parameter kelistrikan seperti arus dan frekuensi berkaitan dengan harmonisa, arus bocor, tegangan transien, sag/dips, surge, swell, ripple, noise, dan lainlain. yang dapat merusak peralatan dan mengurangi umur perangkat. Seperti telah diketahui bahwa permasalahan terbesar pada sektor industri adalah kerdip tegangan (Dip/Voltage Sag), dimana hanya karena durasi gangguan beberapa millidetik tersebut dapat menyebabkan produksi berhenti Untuk menerapkan teknologi yang terkait dengan perbaikan kualitas daya, maka perlu pendalaman mengenai sistem manajemen energi di industri khususnya industri tekstil dengan membuat Benchmarking Kualitas Daya di Industri Tekstil.

BPPT telah

menyelesaikan buku benchmarking ini sebagai langkah awal dalam meningkatkan BPPT-PTKKE

i


kepedulian pemerintah dan kalangan industri dalam menangani berbagai permasalahan kualitas daya listrik. Perbaikan terhadap buku benchmarking ini akan senantiasa dilakukan dengan mengacu pada panduan dan regulasi yang telah digunakan di beberapa negara maju dalam mengatasi penanganan gejala kualitas daya khususnya disektor industri tekstil.

BPPT-PTKKE

ii


DAFTAR ISI Kata Pengantar........................................................................................................ i Daftar Isi................................................................................................................... iii Daftar Gambar......................................................................................................... v Daftar Tabel............................................................................................................. vii Bab I

Latar Belakang................................................................................... 1

Bab II

Kebutuhan Energi dan Proses Industri............................................... 5 2.1

Proses Industri................................................................................... 8

2.2

Jenis-jenis Industri Tekstil.................................................................. 10 2.2.1 Spinning (pemintalan benang) ................................................ 11 2.2.2 Weaving (proses penenunan)................................................ 13 2.2.3 Dyeing ( proses pencelupan ) ................................................ 14 2.2.4 Garment (proses penjahitan) .................................................. 15

Bab III

Aspek-aspek Kualitas Daya............................................................... 16 3.1

Harmonisa.......................................................................................... 16

3.2

Ketidakseimbangan Tegangan........................................................... 19

3.3

Ketidakseimbangan Beban (Current/Arus) ........................................ 20

3.4

Faktor Daya........................................................................................ 22

3.5

Kerdip/Sag.......................................................................................... 22

Bab IV

Survei Kualitas Daya......................................................................... 24

4.1

Hasil Kuisioner……………................................................................. 24

4.2

Hasil Pengukuran………………………………………......................... 27 4.2.1 Proses Spinning...................................................................... 27 4.2.2 Proses Drawing....................................................................... 29 4.2.3 Proses Finishing...................................................................... 31 4.2.4 Proses Twisting....................................................................... 33 BPPT-PTKKE

iii


4.2.5 Proses Knitting........................................................................ 34 4.2.6 Proses Printing........................................................................ 35 4.2.7 Proses Weaving...................................................................... 37 4.2.8 Proses Dyeing......................................................................... 39 Bab V

Potensi Pemanfaatan Peralatan Kualitas Daya/Mitigasi.................... 42 5.1

Berdasarkan Hasil Survei................................................................... 42

5.2

Potensi Pemanfaatan Peralatan Kualitas Daya berdasar Hasil Pengukuran ............................................................................ 48

Bab VI

Biaya Permasalahan Kualitas Daya................................................... 51

6.1

Kajian Resiko..................................................................................... 51

6.2

Dampak Biaya Akibat Gangguan Kualitas Daya................................ 52

Bab VII

Kesimpulan......................................................................................... 55

Bab VIII

Rekomendasi..................................................................................... 56

Daftar Pustaka…………………………………………………………………………… 57

BPPT-PTKKE

iv


DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Grafik Nilai Penjualan Industri TPT Indonesia…………………………...

.2

Gambar 1.2. Grafik Nilai Penjualan Industri TPT di Dunia……………………………

2

Gambar 2.1. Peta Wilayah PLN Jawa Barat dan Banten………………………………

5

Gambar 2.2. Cara penyaluran Listrik…………………………………………………….

6

Gambar 2.3. Tren pertumbuhan beban puncak………………………………………..

7

Gambar 2.4. Struktur Industri yang terintegrasi…………………………………………

9

Gambar 2.5. Struktur dan karakteristik Industri TPT di Indonesia…………………….

9

Gambar 2.6. Diagram alir Spinning (pemintalan benang) ……………………………

11

Gambar 2.7. Diagram Alir Weaving………………………………………………………

13

Gambar 2.8. Diagram Alir dyeing (pencelupan) ……………………………………….

14

Gambar 2.9. Diagram Alir Garment………………………………………………………

15

Gambar 3.1. Sebuah ilustrasi bentuk tegangan fundamental dan harmonisa…….

16

Gambar 3.2. Grafik

Ketidakseimbangan

tegangan

dengan

peningkatan

temperature motor …………………………………………………………

19

Gambar 3.3. Grafik faktor derating dengan ketidakseimbangan tegangan…………

20

Gambar 3.4. Vektor diagram arus keadaan seimbang …………………….………….. 21 Gambar 3.5. Vektor diagram arus tidak seimbang…………………….……………….. 21 Gambar 3.6. Kerdip tegangan…………………………………………………………….

23

Gambar 4.1. Sumber gangguan kualitas daya pada industri tekstil …………………

24

Gambar 4.2. Jenis Gangguan Kualitas Daya pada Industri Tektil……………………

25

Gambar 4.3. Jenis gangguan kualitas daya per wilayah………………………………

26

Gambar 4.4. Peralatan untuk mengatasi gangguan kualitas daya di industri tekstil..

26

Gambar 5.1. Gangguan kualitas daya……………………………………………………

42

Gambar 5.2. Superconducting Magnetic Energy Storage……………………………..

44

Gambar 5.3. Dynamic Voltage Restorer ………………………………………………...

44

Gambar 5.4. Sistem flywheel yang terinstal pada diesel engine …………………….

45

Gambar 5.5. Filter Pasif……………………………………………………………………

47

Gambar 5.6. Filter Aktif ………………………………………………………………….... 47

BPPT-PTKKE

v


Gambar 5.7. Static VAR Compensator…………………………………………………..

48

Gambar 5.8. Potensi Pemanfaatan Peralatan Kualitas Daya Hasil Pengukuran….

48

BPPT-PTKKE

vi


DAFTAR TABEL Tabel 1.1.

Neraca Perdagangan Industri TPT Indonesia……………………………

1

Tabel 2.1.

Komponen biaya pada industri tekstil ……………………………………

8

Tabel 4.1.

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Spinning……………………………………………………………..

27

Tabel 4.2.

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses Spinning…

28

Tabel 4.3.

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Drawing……………………………………………………………...

29

Tabel 4.4.

Hasil pengukuran harmonisategangan dan arus proses drawing……

30

Tabel 4.5. Tabel 4.6.

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus 31 proses Finishing Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses Finishing… 32

Tabel 4.7.

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Twisting……………………………………………………………...

33

Tabel 4.8.

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses Twisting…..

33

Tabel 4.9

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses knitting……………………………………………………………….

Tabel 4.10 Tabel 4.11

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses knitting

34 35

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Printing………………………………………………………………

36

Tabel 4.12

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses

37

Tabel 4.13

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Weaving …………………………………………………………… 37

Tabel 4.14

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses Weaving…..

Tabel 4.15

Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Dyeing ……………………………………………………………...

38

39

Tabel 4.16

Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses dyeing……… 40

Tabel 5.1

Prosentase kejadian gangguan kualitas daya di Industri Tekstil………

BPPT-PTKKE

vii

42


BAB I LATAR BELAKANG

Industri Tekstil dan Produk Tekstil (TPT) di Indonesia merupakan industri strategis dan mempunyai prospek pasar yang cukup menjanjikan terutama dalam tiga peran: Penciptaan Devisa Negara, Penciptaan Lapangan Kerja dan Pemenuhan Kebutuhan Sandang dalam Negeri Asosiasi Pertekstilan Indonesia (API) memperkirakan pertumbuhan industri tekstil nasional bisa melampaui 5 persen pada 2013. Menurut Ketua Umum API, pencapaian tersebut didukung masuknya investasi asing. Selain investasi, faktor pendorong tumbuhnya industri tekstil ialah stimulus dari pemerintah, dimana bantuan restrukturisasi mesin tekstil saat ini sebagian besar sudah dicairkan dan bakal memberi kontribusi pada peningkatan produktivitas perusahaan. Sektor TPT merupakan penyumbang terbesar devisa sektor non migas dengan surplus ekspor selalu di atas US$ 5 milyar pertahun (tabel 1.1) dan berpengaruh 1,6% terhadap GDP. Neraca Perdagangan Industri TPT Indonesia (USD Miliar) 2009

2010

2011

9.3

11.2

13.3

Tekstil

3.6

4.7

5.6

Garment

5.6

6.5

7.7

4.2

6.1

6.7

Tekstil

3.9

5.8

6.4

Garment

0.22

0.29

0.35

5.1

5.0

6.6

Export

Import

Balance Sumber: BPS & Proses API

Tabel 1.1. Neraca Perdagangan Industri TPT Indonesia

BPPT-PTKKE

1


Sumber: BPS, Bank Indonesia & Proses API Gambar 1.1. Grafik Nilai Penjualan Industri TPT Indonesia Pada gambar 1.1 ditunjukkan bahwa nilai penjualan industri TPT baik di dalam negeri maupun luar negeri dari tahun 2009 sampai 2011 mengalami pertumbuhan cukup baik. Untuk pasar ekspor rata-rata penjualan mengalami peningkatan 20% dari tahun ke tahun, sedangkan untuk pasar domestik nilai penjualan pada periode 2009 dengan 2010 meningkat 25% namun peningkatan tidak terlalu signifikan pada tahun 2010 dengan 2011 yang hanya meningkat sekitar 12%. Secara global, nilai penjualan TPT Indonesia berada pada peringkat 11 di bawah Vietnam untuk kawasan Asia Tenggara (gambar 1.2).

Sumber: WTO & Proses API Gambar 1.2. Grafik Nilai Penjualan Industri TPT di Dunia BPPT-PTKKE

2


Sektor industri khususnya Industri Tekstil dan Produk Tekstil (TPT) perlu mendapat pasokan tenaga lsitrik yang handal untuk menjaga kelangsungan produksinya. Gangguan kualitas daya dapat mengakibatkan dampak finansial yang signifikan. Jenis gangguan yang mempengaruhi kehandalan dan kualitas daya listrik bermacam-macam, dan langkah penanganannya pun tidak sama. Selain itu durasi atau lamanya gangguan juga akan mempengaruhi pemilihan jenis alat untuk mengatasi gangguan tersebut. Gangguan kualitas daya secara umum dapat didefinisikan sebagai perubahan pada komponen daya listrik (tegangan, arus, ataupun frekuensi) yang menyebabkan penyimpangan karakteristik operasi peralatan listrik dari kinerja nominalnya. Penyimpangan ini dapat berakibat hingga terhentinya operasi peralatan atau mesin pengguna daya listrik. Sensitifitas dari tipe peralatan pengguna daya listrik akan menentukan tingkatan kualitas daya yang diperlukan untuk beroperasi secara normal. Di antara berbagai macam fenomena gangguan, yang paling banyak terjadi adalah kedip tegangan (Dip), yaitu turunnya tegangan tiba-tiba dalam waktu kurang dari 1 cycle hingga beberapa cycle. Hanya karena durasi gangguan beberapa milli second (ms) tersebut dapat menyebabkan produksi berhenti. Berdasarkan pada penelitian “Electric Power Research Institute” (EPRI) di Amerika Serikat, kerugian yang disebabkan oleh terputusnya aliran daya, yang termasuk gangguan kualitas daya, dapat mencapai $ 79 Milyar per tahun. Disimpulkan juga bahwa biaya akibat gangguan sesaat pada daya listrik yang disalurkan ternyata jauh lebih besar dari pada gangguan permanen (sustained interruption) seperti pemadaman. Namun demikian, gangguan tenaga listrik bukan hanya permasalahan dari sisi suplai, tetapi faktor alam seperti petir, banjir dan sebagainya dan konsumen (tergantung pada jenis bebannya) juga memberikan pengaruh terhadap kualitas tenaga. Penyebab dari gangguan kerdip tegangan 80% adalah karena faktor alam, seperti petir, pohon tumbang atau ranting yang mengenai jaringan distribusi dan sebagainya. Selain itu pertumbuhan jumlah beban non-linear, seperti personal computer (PC), inverter, ballast elektronic juga semakin meningkat, sehingga menyebabkan tingkat distorsi tegangan meningkat akibat dari arus harmonisa yang dihasilkan BPPT-PTKKE

3


beban-beban non-linear tersebut. Distorsi tegangan listrik dapat menyebabkan peralatan listrik menjadi cepat panas, kerusakan pada kapasitor, gangguan pada peralatan yang menggunakan relay untuk switching dan sebagainya.

BPPT-PTKKE

4


BAB II KEBUTUHAN ENERGI DAN PROSES INDUSTRI

PT PLN (Persero) merupakan satu-satunya industri yang menyuplai energi listrik di tanah air, PT PLN (Persero) Distribusi Jawa Barat dan Banten juga satusatunya industri penyuplai energi dan kelistrikan di daerah Jawa Barat dan Banten.

Gambar 2.1 di bawah ini menunjukkan peta wilayah kerja PT. PLN (Persero) wilayah Jawa Barat dan Banten

Gambar 2.1. Peta Wilayah PLN Jawa Barat dan Banten

Pada awalnya, sistem tenaga listrik hanya terdiri atas suatu pembangkitan tenaga listrik yang digunakan untuk menyuplai sistem distribusi lokal. Karena semakin berkembangnya teknologi, penyebaran kelompok beban dan pusat-pusat pembangkit dihubungkan dengan sistem transmisi tegangan tinggi. Cara ini sangat dimungkinkan untuk menyalurkan daya listrik dalam jumlah yang besar BPPT-PTKKE

5


pada jarak yang jauh, sehingga membuat sistem tenaga listrik lebih ekonomis, praktis, dan handal. Untuk lebih mudahnya dapat dilihat pada gambar 2.2

Gambar 2.2. Cara penyaluran Listrik

Aliran Daya ialah penentuan atau perhitungan tegangan, arus, daya dan faktor daya yang terdapat pada berbagai simpul dalam jaringan listrik pada keadaan operasi normal. Untuk menilai kualitas jaringan distribusi daya dan mengkaji efektifitas terhadap perubahan yang direncanakan pada suatu sistem, sangat penting untuk melakukan analisis aliran daya.

Pertumbuhan kelistrikan di Jawa Barat dan Banten memperlihatkan pergerakan angka konsumsi listrik yang terus meningkat. Beberapa indikasi yang diperkirakan BPPT-PTKKE

6


dapat memberikan kontribusi dalam pertumbuhan konsumsi listrik adalah sebagai berikut: a. Perekonomian di Propinsi Jawa Barat dan Banten memperlihatkan angka pertumbuan yang positif, kondisi seperti ini akan berdampak linier terhadap pertumbuhan listrik. b. Beberapa kota di daerah Jawa Barat dan Banten sudah berkembang menjadi daerah bisnis dan kawasan industri yang berpotensi mengalami pertumbuhan. c. Sampai saat ini, rasio elektrifikasi untuk Jawa Barat dan Banten masih berkisar di angka 70 persen.

Pada gambar 2.3 di bawah ini menggambarkan tren pertumbuhan beban puncak di PLN Distribusi Jawa Barat dan Banten dari bulan Juni 2012 sampai dengan Mei 2013

Gambar 2.3. Tren pertumbuhan beban puncak

BPPT-PTKKE

7


Rata-rata kebutuhan energi listrik dari PLN untuk proses produksi dari industri tekstil adalah sebanyak 70% dan sisanya sebesar 30% menggunakan pembangkit sendiri dengan bahan bakar batubara, gas, dan minyak. Sedangkan komponen biaya energi pada industri tekstil cukup besar seperti dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Komponen biaya pada industri tekstil

Tegangan jaringan dari PLN 20 kV di daerah Bandung dan sekitarnya kadangkadang turun sampai 18 kV. Selain itu kualitas daya dari PLN yang sangat mengganggu adalah gangguan terjadinya kerdip, kerdip ini yang sering menimbulkan kerugian yang besar. Terhentinya secara tiba-tiba mesin-mesin produksi

menyebabkan

Rp.200.000.000,00

bahan-bahan

hingga

menjadi

Rp.300.000.000,00

rusak

ditambah

dan

ini

dengan

ditaksir kerugian

kerusakan-kerusakan masalah elektronik.

2.1 Proses Industri Prospek pertumbuhan industri TPT akan semakin baik pada masa mendatang karena permintaan pasar di dalam negeri yang terus meningkat serta meningkatnya konsumsi dunia. Industri TPT

Nasional terintegrasi (gambar 2.4) dari hulu (up stream ) yaitu

industri pembuatan serat dan industri pemintalan benang, antara (mid stream) yaitu industri pembuatan kain sampai hilir (down stream) yaitu industri pakaian jadi dan barang tekstil lainnya. BPPT-PTKKE

8


Gambar 2.4. Struktur Industri yang terintegrasi

Industri tekstil memiliki struktur industri yang terintegrasi dari hulu ke hilir (UpStream, Mid-Stream, Down-Stream ), seperti dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Struktur dan karakteristik Industri TPT di Indonesia

BPPT-PTKKE

9


2.2 Jenis-jenis Industri Tekstil Pabrik tekstil di Indonesia sesuai dengan “pohon industri tekstil” secara garis besar dapat dibedakan atas: a. Spinning adalah proses pembuatan benang dari bahan dasar kapas, atau bahan lain yang dapat dijadikan benang. Proses spinning dapat dilihat pada gambar 2.6. b. Weaving adalah proses penenunan, dari benang menjadi kain. Proses weaving dapat dilihat pada gambar 2.7. c. Dyeing adalah proses pencelupan kain dari bahan hasil tenunan yang tidak berwarnah menjadi kain berwarnah. Proses Dyeing dapat dilihat pada gambar 2.8. d. Garment adalah proses penjahitan untuk menjadikan pakaian jadi, seperti baju, celana dan lain-lain. Proses Garment dapat dilihat pada gambar 2.9.

BPPT-PTKKE

10


2.2.1 Spinning (pemintalan benang)

Bal Kapas

Blowing

Carding

Combing

Ring Frame

Roving

Drawing

Winding

TFO

Packing/Gudang

Gambar 2.6. Diagram alir Spinning (pemintalan benang) Mesin-mesin produksi yang biasa ada pada proses produksi Spinning seperti berikut: a. Proses blowing, adalah proses pengambilan bahan baku polyster dalam bentuk bal-bal secara otomatis dengan menggunakan mesin. Pada umumnya proses blowing terdiri atas beberapa tahapan, yaitu: • Opening. • Cleaning. • Mixing or blending. • Microdust removal. • Uniform feed to the carding machine. • Recycling the waste. Proses pertama adalah “opening” yaitu pengambilan/cabitan kapas (flock) dari tumpukan kapas (bale). Cabikan-cabikan kapas tersebut diteruskan ke proses BPPT-PTKKE

11


pembersihan kotoran (cleaning), selanjutnya kapas diaduk agar homogen. Pada proses pembersihan dan pengadukan, muncul debu-debu halus yang berasal dari kapas itu sendiri, sehingga harus dieliminir pada proses berikutnya. Selanjutnya kapas yang sudah bersih dan hampir homogen dikirim ke mesin carding untuk diproses lebih lanjut. Sedangkan kotoran (waste) dikirim ke mesin filter untuk dipisahkan yang masih bisa diproses menjadi benang kelas rendah dan yang tidak bisa lagi diproses untuk benang. b. Proses carding, adalah mesin yang digunakan untuk memisahkan kotoran yang masih tersisa dari proses blowroom yang diikuti dengan proses pemisahan serat-serat individual kapas, sehingga mayoritas menjadi paralel. Proses carding menghasilkan lembaran tipis yang ketebalannya homogen yang kemudian diringkas membentuk strand yang tebal, kontinu, tidak terpelintir yang disebut sliver. c. Proses combing, untuk benang jenis katun tertentu melalui proses ini sebelum masuk ke proses drawing. Proses combing terdiri dari tiga yaitu sliver lap (pencampuran sliver dan pembentukan lap), ribbon lap (pencampuran, pemerataan dan pembentukan lap) dan comber.. d. Proses drawing, yaitu pencampuran, pelurusan, pensejajaran dan peregangan pada sliver. e. Proses roving,

adalah mesin yang digunakan untuk peregangan dan

pemberian antihan pada roving serta penggulungan roving pada bobin. f. Mesin ring frame, adalah mesin yang digunakan untuk meluruskan serat-serat, mengkombinasikan hasil dari beberapa mesin carding. g. Mesin winding, adalah mesin yang digunakan untuk memindahan benang ke bobbin yang lebih besar atau corong. Tujuannya adalah untuk mendapatkan bentangan panjang berkelanjutan (continuous). Weft-winding

mencakup

pemindahan ke bobbin yang lebih kecil yang akan masuk ke shuttle winder. h. Mesin two for one (TFO), adalah mesin yang digunakan pada proses doubling. Disamping produk yang dihasilkan dari mesin winding, ada juga permintaan benang dengan ukuran khusus, yaitu dua benang atau tiga benang digabung menjadi satu untuk keperluan tertentu. Proses ini melalui dua tahapan yaitu BPPT-PTKKE

12


tahapan “doubling” kemudian dikuti dengan proses “twisting”. Industri benang menamai proses tersebut dengan proses two for one (TFO).

2.2.2 Weaving (proses penenunan)

Warping

Benang

Sizing

Weaving Product

Gambar 2.7. Diagram alir weaving

Mesin yang biasa digunakan pada proses weaving adalah sebagai berikut: a. Mesin warping, adalah suatu mesin yang digunakan pada proses awal pembuatan kain dari benang dengan cara mengumpulkan benang tersebut ke dalam beam, sebelum benang diproses dengan menggunakan mesin sizing. b. Mesin sizing dan cooking, adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memoleskan lilin ke benang agar serat benang menjadi halus, sehingga pekerjaan

selanjutnya

pada

mesin

weaving

menjadi

lancar.

Proses

penghalusan ini dilakukan untuk memperlancar proses produkasi pada mesin weaving. Mesin sizing dan cooking terdiri atas dua unit. c. Mesin leasing, digunakan untuk melakukan pemisahan benang, sehingga proses selanjutnya yang akan dilakukan oleh mesin reaching dapat lebih lancar. Energi listrik yang digunakan mesin ini lebih kecil dibandingkan dengan mesin produksi lainnya, karena dalam proses ini lebih banyak mengandalkan tenaga manusia. BPPT-PTKKE

13


d. Reaching preparation, atau sering disebut dengan penyucukan adalah suatu proses pengkodean yang dilakukan untuk menyesuaikan sistem pengkodean pada saat proses pada mesin weaving. e. Mesin weaving, adalah suatu mesin yang digunakan untuk menganyam benang menjadi kain (proses penenunan). 2.2.3 Dyeing (proses pencelupan)

Kain

Persiapan

Dyeing

Finishing

Produk

Gambar 2.8. Diagram alir dyeing (pencelupan)

Mesin-mesin yang biasa digunakan pada proses dyeing adalah : a. Mesin dyeing, adalah mesin yang digunakan untuk melakukan pencelupan. Selain itu, ada juga mesin high pressure dyeing yang digunakan untuk melakukan pencelupan dengan tekanan tinggi. b. Mesin dryer, adalah mesin yang digunakan untuk proses pengeringan kain setelah dilakukan pencelupan. c. Proses stretcher, merupakan proses peregangan kain. d. Mesin calendar, merupakan mesin yang digunakan pada tahap akhir dari pekerjaan dyeing, yaitu dilakukan proses penyetrikaan dengan menggunakan mesin ini.

BPPT-PTKKE

14


2.2.4 Garment (proses penjahitan)

Kain

Cutting

Sewing

Finishing Product

Gambar 2.9. Diagram Alir Garment

Mesin-mesin yang digunakan pada proses garment adalah : a. Mesin-mesin produksi pada proses pemotongan adalah mesin cutting, yaitu mesin untuk melakukan proses pemotongan kain sesuai dengan pola yang telah dibuat. b. Mesin-mesin produksi pada proses penjahitan adalah mesin jahit (sewing). c. Mesin-mesin produksi pada proses finishing adalah cleaning (pembersihan) dan ironing (setrika).

BPPT-PTKKE

15


BAB III ASPEK-ASPEK KUALITAS DAYA 3.1 Harmonisa Harmonisa merupakan salah satu gangguan kualitas daya berupa tegangan sinusoidal yang frekuensinya berupa kelipatan bilangan bulat dari tegangan fundamentalnya, misalnya pada tegangan fundamental 50 Hz, maka tegangan harmonisa ketiga akan memiliki frekuensi 3x50 Hz atau 150 Hz. Distorsi harmonisa eksis karena karakteristik nonlinier peralatan dan beban pada sistem tenaga listrik. Distorsi arus dan tegangan harmonisa ini dapat menyebabkan: pemanasan berlebih pada peralatan berputar, transformator-transformator, dan konduktor-konduktor pembawa arus, kegagalan atau operasi prematur alat pelindung (seperti sekring-sekring), dan ketidaktepatan meteran (pengukuran).

Gambar 3.1. Sebuah ilustrasi bentuk tegangan fundamental dan harmonisa Tegangan harmonisa pada umumnya disebabkan oleh penggunaan peralatan yang memiliki beban non-linier seperti VSD (variable speed drives) dan SCR (Silicon Controlled Rectifiers). Selain itu penyebab lain harmonic dapat berasal dari peralatan yang menggunakan inti besi (iron core) seperti trafo dan motor induksi. Gangguan harmonisa dapat ditanggulangi dengan penggunaan filter.

Sedangkan frekuensi harmonik adalah suatu frekuensi yang menyebabkan cacatnya amplitudo gelombang dalam suatu sistem tenaga listrik. Bilangan bulat pengali frekuensi dasar disebut angka urutan harmonisa. Seperti diketahui bahwa pada

sistem

kelistrikan,

komponen

simetri

sering

digunakan BPPT-PTKKE

untuk 16


menggambarkan kelakuan sistem fasa 3. Untuk keseimbangan sistem fasa 3 yang sempurna, harmonisa pada masing-masing fasa dapat ditunjukkan oleh banyaknya urutan harmonisa orde ke-n dengan pergeseran fasa urutan fasa urutan positif. Urutan fasa untuk semua urutan harmonisa orde ke-n dapat ditunjukkan dengan model yang sama. Adapun urutan fasa dan urutan harmonisa dapat dilihat sebagai berikut : a. Positive sequence, mempunyai urutan fasa yaitu R-S-T, dengan sudut antar fasa 120o, orde harmonisanya adalah n = 1, 7, 13,. . . . . .. b. Negative sequence, urutan fasanya adalah R-T-S, dengan sudut antar fasa 120o ordeharmonisnya adalah n = 5, 11, 17 . . . . . . c. Zero sequence, mempunyai beda fase 0o (nol), orde harmonisanya adalah n = 3, 9, 15. . . . . . Harmonisa dapat mempengaruhi sistem tenaga listrik, karena harmonisa cenderung mengalir ke tempat yang mempunyai impedansi rendah, sebagai contoh harmonisa melakukan pergerakan menuju generator pembangkit tenaga listrik karena mempunyai impedansi yang sangat rendah. Disamping itu harmonisa juga bergerak menuju transformator yang menyebabkan transformator tersebut menjadi panas yang berlebihan karena naiknya losses. Sesuai sifat yang telah diuraikan di atas, maka untuk mengatasi biasanya dipasangkan capacitor bank. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa sistim tenaga lsitrik melayani beban linier dan tidak linier. Suatu beban dikatakan linier apabila nilai arus berbanding secara linier atau proporsional terhadap tegangan beban, hal ini berarti bahwa bentuk gelombang arus akan sama dengan bentuk gelombang tegangan beban. Namun untuk beban non linier, bentuk gelombang arus tidak sama dengan bentuk gelombang tegangan karena mengalami distorsi. Arus yang ditarik oleh beban non linier tidak sinusoidal namun periodik. Artinya bentuk gelombang terlihat sama dari siklus yang satu ke siklus yang lain. Bentuk gelombang yang periodik tersebut dapat digambarkan secara matematis sebagai gelombang yang sinusoidal yang telah dijumlahkan bersama-sama. Komponen-komponen sinusoidal tersebut merupakan kelipatan bilangan bulat BPPT-PTKKE

17


dari frekuensi fundamental. Beban non linier umumnya merupakan peralatan elektronik yang didalamnya terdapat banyak komponen semikonduktor, yang dalam proses kerjanya berlaku sebagai saklar yang bekerja pada setiap siklus gelombang dari sumber tegangan. Berdasarkan pada penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa kebanyakan harmonisa yang timbul berasal dari pelanggang energi listrik baik industri, komersial dan perumahan. Dampak yang ditimbukan oleh adanya harmonisa pada suatu sistem penyaluran tenaga listrik dan peralatan adalah terjadinya pergeseran voltage zero crossing. Hal ini akan ditemui pada peralatan-peralatan seperti : a. Rugi-rugi pada konduktor yakni sistem yang mengalami resonansi akibat adanya

harmonisa,

maka

tegangan

pada

sistem

akan

mengalami

peningkatan, akibatnya kabel dan isolator akan mengalami stress tegangan yang berlebih dan korona yang dapat menyebabkan kegagalan isolasi atau mempercepat penuaan (aging). b. Generator sinkron, dampak harmonisa pada generator sinkron antara lain. •

Rugi-rugi tambahan pada generator sinkron.

•

Adanya rugi-rugi arus urutan nol dan urutan negatif.

c. Sistem proteksi, dampak harmonisa pada peralatan proteksi seperti : •

Terjadinya derating akibat pemanasan.

•

Peningkatan pemanasan dan rugi-rugi pada panel listrik.

•

Timbulnya getaran mekanik pada panel listrik.

•

Menimbulkan tambahan torsi pafa kWH meter.

•

Mengganggu sistem komunikasi.

•

Pemutus beban dapat bekerja dibawah arus pengenal.

•

Arus netral dapat membesar pada sistem tenaga listrik.

d. Motor listrik, harmonisa arus atau tegangan menyebabkan peningkatan rugirugi pada belitan stator, rangkaian rotor, laminasi stator dan rotor, sehingga efisiensi motor menurun. e. Transformator, pada transformator daya, arus urutan nol yang bersirkulasi pada belitan delta dapat menyebabkan arus dan pemanasan berlebihan. BPPT-PTKKE

18


Total Harmonik Distrorsion dan Standarisasi Harmonisa. Total Harmonic Distrorsion adalah perbandingan antara harga efektif harmonisa terhadap harga efektif gelombang dasarnya yang dinyatakan dalam bentuk persen. THD dapat diukur untuk besaran tegangan dan arus. Untuk besaran THD arus dan THD tegangan, IEEE mengeluarkan standar yang dikenal dengan IEEE 519-1922.

3.2

Ketidakseimbangan Tegangan

Yang dimaksud ketidakseimbangan tegangan disini adalah ketidakseimbangan tegangan antar fasa, dengan besar dan sudut yang dibentuk tidak sesuai dengan standar yang berlaku, sehingga bila kondisi tegangan tidak seimbang terjadi artinya tegangan antar fasa tidak sama besarnya. Apabila ketidakseimbangan fasa dibiarkan terjadi dan tidak dilakukan upaya perbaikan, akan mempengaruhi beban fasa 3 yang akan menyebabkan terjadinya peningkatan temperatur, konsumsi kWh dan penurunan kemampuan operasi seperti dapat dilihat pada gambar 3.2 dan gambar 3.3.

Gambar 3.2. Grafik Ketidakseimbangan tegangan dengan peningkatan temperatur motor

BPPT-PTKKE

19


Gambar 3.3. Grafik faktor derating dengan ketidakseimbangan tegangan Ketidakseimbangan tegangan biasanya disebabkan oleh kondisi beban secara keseluruhan meliputi perbedaan beban antara fasa yang satu dengan fasa yang lainnya, sehingga impedansi dari beban-beban tersebut tidak sama fasenya antara beban yang satu dengan beban yang lainnya. Berikut

ini

dapat

dilihat

beberapa

hal

yang

dapat

menyebabkan

ketidakseimbangan beban antar lain; a. Unbalance dari power supply. b. Taping di trafo tidak sama. c. Ada trafo single phase dalam sistem. d. Ada open phase di primer trafo distribusi. e. Ada fault atau ground di trafo daya. f. Ada open delta di trafo bank. g. Ada fuse-blown di phase 3 pada capasitor bank. h. Impedansi dari konduktor power supply tidak sama. i.

Umbalance sistem distribusi/single phase load (lighting).

j.

Heavy reactive single phase load.

3.3 Ketidakseimbangan Beban (Current/Arus) Ketidakseimbangan beban atau arus adalah ketidakseimbangan arus yang mengalir

antar

fasa,

besar

ketidakseimbangan

ini

menunjukkan

BPPT-PTKKE

20


ketidakseimbangan beban tiap fasa, dan sebagai akibat dari ketidakseimbangan ini akan menyebabkan adanya arus mengalir pada titik netral. Adapun ciri-ciri beban atau arus yang seimbang adalah : a. Ketiga vector arus/tegangan adalah sama besar. b. Ketiga vector dari fase tersebut membentuk sudut 120o seperti dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4. Vektor diagram arus keadaan seimbang Dari gambar 3.4 di atas terlihat bahwa penjumlahan vektor arus I R , I S , dan I T sama dengan nol, sehingga tidak ada arus mengalir pada netral. Sedangkan ciriciri arus yang tidak seimbang adalah : a. Ketiga vektor sama besar, tetapi tidak membentuk sudut 120o satu sama lain. b. Ketiga vektor tidak sama besar, tapi membentuk sudut 120o satu sama lain. c. Baik besar maupun sudut yang dibentuk tidak sama besar. Keadaan tidak seimbang dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3.5. Vektor diagram arus tidak seimbang Arus netral akan menyebabkan terjadinya beda tegangan antara titik netral BPPT-PTKKE

21


dengan ground, disamping itu dengan mengalirnya arus pada titik netral akan menyebabkan tegangan fasa ke netral menjadi turun. 3.4 Faktor Daya Faktor daya adalah perbandingan antara daya aktif (kW) dan daya semu (kVA), atau kosinus sudut antara daya aktif dan daya semu. Daya reaktif yang tinggi akan memperbesar

sudut ini dan akibatnya akan menyebabkan faktor daya

menjadi lebih rendah. Faktor daya yang rendah akan menyebabkan sistem bekerja tidak baik dan tidak ekonomis. Hal ini menyebabkan faktor daya perlu diperbaiki menjadi lebih tinggi. Faktor yang tinggi sebagaimana telah diuraikan di atas disebabkan oleh daya reaktif dari beban. Berkut ini dapat dilihat beberapa akibat yang ditimbulkan dengan rendahnya faktor daya antara lain sebagai berikut : a. Peningkatan rugi pada saluran. b. Tidak optimalnya kontrak daya. c. Biaya tambahan atau denda. Besar losses yang ditimbulkan oleh rendahnya faktor daya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:  pfrendah   Losses = 1 −   pftinggi 

2

3.5 Kerdip/Sag Menurut standar IEEE 1159-1995, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, definisi sag/kedip adalah penurunan nilai rms tegangan atau arus pada frekuensi daya selama durasi waktu dari 0,5 cycles (0,01detik) sampai 1 menit. Rentang perubahan adalah dari 0,1 sampai 0,9 pu pada harga rms besaran tegangan atau arus. Hal ini menyebabkan lepasnya (trip) peralatanperalatan yang peka terhadap perubahan tegangan. Gambar 3.6 menunjukkan gangguan sag/kedip.

BPPT-PTKKE

22


Gambar 3.6. Kerdip tegangan Kedip tegangan dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu : pertama, adanya gangguan hubung singkat pada jaringan tenaga listrik itu sendiri; kedua, adanya perubahan beban secara mendadak (seperti:switching beban dan pengasutan motor induksi). Penurunan tegangan pada sistem ini akan dapat menyebabkan gangguan pada peralatan lain, terutama peralatan-peralatan yang peka terhadap fluktuasi tegangan. Kedip tegangan berbeda dengan tegangan kurang (under voltage). Durasi under voltage lebih dari 1 menit dan dapat dikontrol dengan peralatan regulasi tegangan (voltage regulator). Dip tegangan dapat disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut, diantaranya: a. Secara umum disebabkan oleh gangguan pada sistem, seperti gangguan hubung singkat. Gangguan yang sering terjadi pada sistem adalah gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah. b. Pemikulan beban yang besar atau pengasutan motor berkapasitas besar. c. Sesuatu yang terjadi pada saluran penyaluran daya, seperti kecelakaan saat perbaikan dalam keadaan bertegangan, sambaran petir (lightning strike) dan benda jatuh yang menyebabkan gangguan ke tanah. d. Perubahan beban yang berlebihan/di luar batas kemampuan sistem daya.

BPPT-PTKKE

23


BAB 4. SURVEI KUALITAS DAYA 4.1 Hasil Kuisioner Berdasarkan pada hasil survei yang telah dilakukan mengenai sumber gangguan kualitas daya yang terjadi pada industri tekstil seperti dapat dilihat pada gambar 4.1 diperoleh bahwa peralatan mesin maupun peralatan proses di industri berpotensi menyebabkan gangguan kualitas daya. Beberapa peralatan yang perlu mendapat perhatian karena tingkat prosentase kejadian yang cukup tinggi dan merupakan sumber gangguan internal utama adalah motor listrik kemudian contact relay serta alat listrik.

Keterangan: KP

=

Kapasitor

CR

=

Contact Relay

MT

=

Motor Listrik

AL

=

Aliat Listrik

Lmp

=

Alat Penerangan/lampu

PR

=

Alat proses

UPS

=

Unterruptible Power Supply

VSD

=

VSD

WS

=

Welding Smelting

Gambar 4.1 Sumber gangguan kualitas daya pada industri tekstil Pengaruh sumber gangguan eksternal terhadap kualitas daya pada industri dapat di lihat pada gambar 4.2, dan diperoleh bahwa pasokan PLN merupakan sumber terbesar yang dialami oleh industri, kemudian faktor alam serta instalasi sendiri:

BPPT-PTKKE

24


Keterangan : NC

: faktor Alam ( Petir, banjir, badai,dll)

N

: Fasilitas tetangga

OI

: Instalasi sendiri

PLN

: Pasokan daya listrik PLN

Gambar 4.2 Jenis Gangguan Kualitas Daya pada Industri Tektil Sedangkan jenis gangguan kualitas daya yang terjadi pada Industri di berbagai daerah seperti dapat di lihat pada gambar 4.3 diperoleh bahwa di Tangerang terlihat paling besar mengalami gangguan dan jenisnya beragam, dari long interuption, flicker, short dan long interuption. Di Jawa Timur gangguan terbesar adalah long interuption. Sedangkan untuk Jawa Barat yang terbesar adalah flicker, short dan long interuption. Untuk di Jawa Tengah jenis gangguan yang terjadi paling besar adalah voltage dip, dan short interuption:

BPPT-PTKKE

25


Keterangan :

Gambar 4.3 Jenis gangguan kualitas daya per wilayah Dari kondisi gangguan di atas, beberapa upaya telah dilakukan oleh pihak industri. Upaya tersebut bisa dilihat pada gambar 4.4, dan terlihat bahwa peralatan UPS yang paling banyak digunakan, menyusul Voltage Stabilizer, kemudian Back Up Generator.

Gambar 4.4 Peralatan untuk mengatasi gangguan kualitas daya di industri tekstil BPPT-PTKKE

26


Keterangan : BUG = Back Up Generator HF = Harmonic Filter LC = Line Conditioners/active filters OE = Oversizing equipment Sts = Static transfer switch SVC = static varcompensator UPS = UPS

DVR IT MIF SnG SG SP VS

= Dynamic Voltage Restorers = Isolation Transformers = Multiple independent feeder = Shielding dan grounding = Site generation = Surge protection = Voltage stabilizers

4.2 Hasil Pengukuran Dari data hasil pemetaan audit dan pemetaan power quality yang diperoleh dari 12 lokasi yaitu 10 lokasi berada di Jawa Barat dan dua lainnya masing-masing dari

Jawa tengah dan Jogyakarta, dapatlah dilakukan identifikasi permasalah

power quality yang berkaitan dengan faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan ketidakseimbangan arus seperti dapat dilihat pada gambar 4.1 sampai dengan gambar 4.4 yang merupakan hasil pengukuran langsung di lapangan (data primer) dengan menggunakan alat ukur Power Quality Analyzer HIOKI tipe 3197 dan alat ukur HIOKI tipe 3286-20 .

4.2.1 Proses spinning Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus pada proses spinning atau pemintalan untuk 9 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses spinning Faktor daya (Cos φ) Proses

Spinning

No

Persentase

Persentase

ketidakseimbangan

Ketidakseimbangan

tegangan

arus

Fasa R

Fasa S

Fasa T

-

-

-

%

%

S1

0.873

0.835

0.887

1.14

11.97

S2

0.425

0.483

0.623

0.95

9.57

S3

0.824

0.889

0.804

0.89

99.94

S4

0.825

0.839

0.808

1.01

3.77

S5

0.877

0.864

0.869

0.58

3.19 BPPT-PTKKE

27


S6

0.938

0.97

0.971

0.26

71.65

S7

0.783

-

-

0.26

6.61

S8

0.762

-

0.23

0.26

0.00

S9

0.66

0.3

-

0.00

0.00

Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.1 memperlihatkan bahwa: a. Faktor daya: •

Terdapat empat buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7, bahkan ada beberapa titik pengukuran yang datanya tidak lengkap.

•

Terdapat empat buah titik pengukuran yang faktor dayanga terletak antara 0,85 – 0,90.

•

Terdapat satu titik pengukuran yang faktor dayanya lebih besar dari 0,9

b. Ketidakseimbangan tegangan, terdapat 9 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%. c. Ketidakseimbangan arus: •

Hasil pengukuran menunjukkan bahwa tidak terdapat hasil pengukuran yang besarnya < 2%.

•

Terdapat dua titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 2 – 5 %

•

Terdapat dua titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 5 – 10%.

•

Terdapat dua titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses spinning atau pemintalan pada 9 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel 4.2 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses spinning Harmonik Tegangan (%) Proses

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

BPPT-PTKKE

28


Spinning

S1

4.3

4.2

4.2

31.8

30.8

30.5

S2

1.7

1.8

1.9

6.2

8.4

8.3

S3

2.3

2.1

2.4

28

28.7

35.9

S4

2.9

2.9

3.1

35

36.4

37.6

S5

1.8

2.1

1.8

1.7

2.1

1.8

S6

4.3

4

4

4.3

4

4

S7

1.9

2

2

4.3

3.8

4

S8

1.9

1.9

4.4

S9

1.8

1.8

3.8

3.8 3.6

Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.2 memperlihatkan bahwa: a. Harmonisa Tegangan •

Terdapat 6 titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 0 – 3 %.

•


•

Tidak terdapat harmonisa tegangan diatas 5 %.

b. Harmonisa Arus •


•


•

Terdapat 3 titik pengukuran yang hasilnya diatas 10 %.

4.2.2 Proses drawing Hasil pengukuran pada proses drawing pada 3 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.3 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Drawing Faktor daya (Cos φ) Proses

No

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Persentase ketidakseimbangan tegangan

-

-

-

%

Persentase Ketidakseimbangan arus % BPPT-PTKKE

29


Drawing

D1

0.71

0.705

0.714

1.93

27.26

D2

0.834

0.835

0.843

0.84

4.84

D3

0.619

0.559

0.547

1.96

19.58

Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.3 memperlihatkan bahwa : a. Faktor daya: •

Terdapat satu buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7, bahkan ada beberapa titik pengukuran yang datanya tidak lengkap.

•

Terdapat dua buah titik pengukuran yang faktor dayanga terletak antara 0,70 – 0,8

b. Ketidakseimbangan tegangan, terdapat 3 titik pengukuran yang nilainya kurang dari 2%. c. Ketidakseimbangan arus: •

Terdapat satu titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 2 – 5 %

•

Terdapat dua titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%.

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses drawing pada 3 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.4 Tabel 4.4 Hasil pengukuran harmonisategangan dan arus proses drawing Harmonik Tegangan (%) Proses

Drawing

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

D1

1.7

1.7

2.1

5.6

5

5.1

D2

2.5

2.9

2.5

27.5

29.3

27.6

D3

2.7

2.5

2.4

11.8

7.8

7.5


Terdapat 3 titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 0 – 3 %. BPPT-PTKKE

30


•

Tidak terdapat harmonisa tegangan di atas 3 %.


Tidak terdapat pengukuran yang hasilnya terletak antara 0 – 5 %.

•


•


4.2.3 Proses finishing Hasil pengukuran pada proses finishing pada 6 titik yang berupa Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.5. Tabel 4.5 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses finishing Faktor daya (Cos φ) Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

F1

0.629

0.625

0.648

0.50

5.22

F2

0.785

0.945

0.203

0.49

2.69

F3

0.782

0.927

0.169

0.26

7.75

F4

0.506

0.78

0.77

0.00

20.46

F5

0.976

0.859

0.211

0.79

26.77

F6

0.956

0.831

0.083

0.26

17.77

Proses

Finishing

No

Persentase Ketidakseimbangan arus


Terdapat lima buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7,

•

Terdapat satu buah titik pengukuran yang faktor dayanga terletak antara 0,70 – 0,85.

b. Ketidakseimbangan tegangan terdapat 6 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%. c. Ketidakseimbangan arus: BPPT-PTKKE

31


•

Terdapat hasil pengukurannya yang besarnya < 2%.

•

Terdapat satu titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 2 – 5 %

•

Terdapat satu titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 5 – 10%.

•

Terdapat tiga titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses finishing pada 6 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.6. Tabel 4.6 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses finishing Harmonik Tegangan (%) Proses

Finishing

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

F1

1.8

1.9

1.7

3.2

3.5

2.4

F2

4.1

4.5

4.4

34.8

34.4

36.6

F3

5.1

5.1

5.1

44.3

37.1

41.6

F4

3.4

4.4

4.4

16.5

4.2

4.7

F5

2.1

100

100

8.9

100

100

F6

5

4.6

4.8

29.4

27

30.9



•


•

Terdapat 1 titik pengukuran yang hasilnya diatas 5 %



•


•


BPPT-PTKKE

32


4.2.4 Proses twisting Hasil pengukuran pada proses twisting pada 3 titik yang berupa Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.7. Tabel 4.7 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses twisting Faktor daya (Cos φ) Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

T1

0.556

0.67

0.678

0.98

17.03

T2

0.62

0.6

0.6

1.34

12.64

T3

0.68

0.64

0.72

7.21

15.20

Proses

Twisting

No


Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.7 memperlihatkan bahwa: a. Faktor daya terdapat tiga buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7, b. Ketidakseimbangan tegangan: •

Terdapat dua titik pengukuran dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%.

•

Terdapat satu titik pengukuran yang menunjukkan ketidakseimbangan tegangan yang terletak antara 5 – 10%

c. Ketidakseimbangan arus, terdapat tiga titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%.

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses twisting pada 3 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.8. Tabel 4.8 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses twisting Harmonik Tegangan (%) Proses

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

BPPT-PTKKE

33


Twisting

T1

3.1

2.6

3

3

2.6

2.9

T2

3

2.8

2.9

3.3

4.1

4

T3

2.6

2.9

2.7

2.4

1.8

2.2



•


•




•


•

Tidak terdapat harmonisa arus diatas 10 % pada proses twisting.

4.2.5 Proses knitting Hasil pengukuran pada proses knitting pada 4 titik yang berupa Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.9. Tabel 4.9 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses knitting Faktor daya (Cos φ) Proses

Knitting

Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

K1

0.66

0.896

0.148

0.51

11.83

K2

0.408

0.884

0.996

0.81

90.49

K3

0.2

0.2

0.2

0.79

18.75

K4

0.557

0.697

0.694

1.30

21.51

No


Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.9 memperlihatkan bahwa : a. Faktor daya, terdapat empat buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7. BPPT-PTKKE

34


b. Ketidakseimbangan tegangan, terdapat 4 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%. c. Ketidakseimbangan arus, terdapat empat titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses knitting pada 4 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.10. Tabel 4.10 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses knitting Harmonik Tegangan (%) Proses

Knitting

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

K1

5.3

5.4

5.3

0

0

0

K2

3.2

3.5

3.7

7

5.9

6

K3

5.6

5.6

5.5

4.6

4.6

4.3

K4

5

5.4

5.1

4.4

5.1

5.3

No


Tidak terdapat harmonisa tegangan yang hasilnya terletak antara 0 – 3 %.

•


•




•


•

Tidak terdapat harmonisa arus diatas 10 % pada proses knitting.

4.2.6 Proses printing Hasil pengukuran pada proses printing pada 5 titik yang berupa Sub Distribution BPPT-PTKKE

35


panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.11. Tabel 4.11 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Printing Faktor daya (Cos φ) Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

P1

0.734

0.623

0.522

0.99

41.74

P2

0.617

0.681

0.699

8.26

27.07

P3

0.918

0.91

0.923

0.52

9.92

P4

0.975

0.975

0.06

0.78

54.37

P5

0.999

0.054

0.84

0.00

12.95

Proses

Printing

No



Terdapat empat buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7.

• b.

Terdapat satu titik pengukuran yang faktor dayanya lebih besar dari 0,9.

Ketidakseimbangan tegangan: •

Terdapat 4 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%.

•

Terdapat satu buah titik pengukuran yang ketidakseimbangannya terletak antara 5 – 10%.

c. Ketidakseimbangan arus: •


•

Terdapat empat titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%.

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses printing pada 5 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.12.

BPPT-PTKKE

36


Tabel 4.12 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses Harmonik Tegangan (%) Proses

No

Printing

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

P1

3.6

3.6

3

3.2

3.5

3.2

P2

2.2

3.8

1.7

2.2

3.4

1.8

P3

7.5

6.5

6.5

27.1

31.1

30.5

P4

3.8

3.5

3.9

19.4

24.1

6.2

P5

3.4

4.2

4.4

5.9

8.3

10.5



•


•




•


•


4.2.7 Proses weaving Hasil pengukuran pada proses weaving pada 7 titik yang berupa Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.3. Tabel 4.13 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses Weaving Faktor daya (Cos φ) Proses

Weaving

Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

W1

0.792

0.804

0.83

1.51

4.27

W2

0.634

0.687

0.598

1.53

4.96

No


BPPT-PTKKE

37


W3

0.651

0.645

0.532

0.99

18.14

W4

0.518

0.499

0.37

1.39

15.10

W5

0.986

0.861

0.82

1.32

7.75

W6

0.191

0.942

0.908

0.27

14.63

W7

0.994

0.954

0.989

0.79

26.87


Terdapat empat buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7.

•

Terdapat satu buah titik pengukuran yang faktor dayanya terletak antara 0,7 – 0,85.

•

Terdapat dua buah titik pengukuran yang factor dayanya terletak antara 0,85 – 0,90.

•

Terdapat satu titik pengukuran yang faktor dayanya lebih besar dari 0,9

b. Ketidakseimbangan tegangan, terdapat 7 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%. c. Ketidakseimbangan arus: •

Terdapat dua titik pengukuran yang hasilnya terletak antara 2 – 5 %

•


•

Terdapat empat titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%

Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses weaving pada 7 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.14. Tabel 4.14 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses weaving Harmonik Tegangan (%) Proses

Weaving

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

W1

3.6

3.7

3.2

6.3

5.7

4.1

W2

2

1.9

2

2

2

2

BPPT-PTKKE

38


W3

1.9

1.8

2.2

1.9

1.9

2.2

W4

2.5

2.7

2.7

2.4

2.8

2.6

W5

2.4

2.3

2.4

5.8

4

4.3

W6

3.8

4.1

4.3

31.6

29.4

29.5

W7

1.1

1.2

1.2

1.2

1

1.3



•


•

Tidak terdapat harmonisa tegangan diatas 5 %.



•


•


4.2.8 Proses dyeing Hasil pengukuran pada proses dyeing pada 5 titik yang berupa Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.15. Tabel 4.15 Hasil pengukuran faktor daya, ketidakseimbangan tegangan dan arus proses dyeing Faktor daya (Cos φ) Proses

Dyeing

Fasa R

Fasa S

Fasa T


-

-

-

%

%

D1

0.857

0.846

0.847

1.79

68.65

D2

0.857

0.952

0.97

3.57

51.28

D3

0.946

0.896

0.374

1.56

53.07

D4

0.796

0.783

0.789

1.29

16.80

D5

0.8

0.7

0.9

1.11

52.54

No


Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.15 memperlihatkan bahwa : BPPT-PTKKE 39


a. Faktor daya: •

Terdapat satu buah titik pengukuran yang faktor dayanya lebih kecil dari 0,7.

•

Terdapat tiga buah titik pengukuran yang factor dayanya terletak antara 0,70 – 0,85

•

Terdapat satu buah titik pengukuran yang faktor dayanga terletak antara 0,85 – 0,90.

b. Ketidakseimbangan tegangan: •

terdapat 4 titik dengan nilai ketidakseimbangan tegangan lebih kecil dari 2%.

•

Terdapat satu titik pengukuran yang ketidakseimbangan tegangan terletak antara 2 – 5%.

c. Ketidakseimbangan arus, terdapat empat titik pengukuran yang hasilnya lebih besar dari 10%. Sedangkan hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus pada proses dyeing pada 5 titik yang berada di Sub Distribution panel (SDP) dan Main Distribution Panel (MDP) dapat dilihat pada tabel 4.16. Tabel 4.16 Hasil pengukuran harmonisa tegangan dan arus proses dyeing Harmonik Tegangan (%) Proses

Dyeing

No

Harmonik Arus (%)

Fasa R

Fasa S

Fasa T

Fasa R

Fasa S

Fasa T

%

%

%

%

%

%

D1

3.5

3.7

3.4

25.2

24

22.3

D2

2.8

2.6

2.5

2.9

2.6

3

D3

4.5

4.9

4.6

8.9

10.4

7.6

D4

4.5

5.2

5.5

4.5

5.6

4.3

D5

0.8

0.7

0.9

0.9

0.8

1

Hasil pengukuran yang ditunjukkan pada tabel 4.16 memperlihatkan bahwa : a. Harmonisa Tegangan •


•


•

Terdapat 1 titik pengukuran yang hasilnya diatas 5 %. BPPT-PTKKE

40




•


•


BPPT-PTKKE

41


BAB V POTENSI PEMANFAATAN PERALATAN KUALITAS DAYA / MITIGASI

5.1.

Berdasarkan Pada Hasil Survei

Gangguan kualitas daya adalah gangguan yang terjadi karena adanya perubahan bentuk tegangan, arus atau frekuensi yang bisa menyebabkan kegagalan atau misoperasion peralatan, baik peralatan milik PLN maupun milik konsumen; artinya masalah kualitas daya bisa merugikan pelanggan maupun PLN. Namun baik pelanggan maupun PLN, tidak semua peduli dengan kondisi gangguan yang dialaminya karena diperlukannya biaya untuk melakukan perbaikan kualitas daya. Selain melakukan pengukuran, survei melalui kuisioner juga dilakukan untuk mengetahui gangguan kualitas daya yang terjadi pada industri. Kuisioner ini untuk mengakomodir kejadian yang tidak terekam selama pengukuran tapi terjadi dan dampaknya terasa bagi industri, hasil kuisioner dapat dilihat pada gambar 5.1. dan table 5.1.

Gambar 5.1 Gangguan kualitas daya

Tabel 5.1 Prosentase kejadian gangguan kualitas daya di industri tekstil Jenis Gangguan Voltage Dip

Jumlah Kejadian berdasar Lokasi Industri Tangerang Jawa Tengah Jawa Timur Jawa Barat 18 27 3 17

Prosentase Kejadian 21%

BPPT-PTKKE

42


Short Interruption Long Interruption Surge and Transient Harmonic Flicker

27 36 9 0 30

26 12 2 0 0

9 42 0 0 0

19 7 2 0 24

26% 31% 4% 0% 17% 100%

Dengan melihat kondisi tersebut, maka potensi pemanfaatan peralatan kualitas daya yang perlu diterapkan adalah sebagai berikut: a. Prosentase kejadian gangguan kualitas daya akibat voltage dip (penurunan tegangan 10 – 90 % selama 0.5 siklus sampai 1 menit) dan short interruption (interupsi sampai 2 detik) di industri tekstil pada tabel 5.1 masing-masing mencapai 21% dan 26% dari total kejadian gangguan kualitas daya. Dengan demikian potensi pemanfaatan peralatan kualitas daya untuk mengatasi voltage dip dan short interruption cukup besar. Peralatan yang bisa digunakan antara lain: •

Uninterruptible Power Supply (UPS), merupakan suatu peralatan listrik yang umum digunakan pada saat sumber listrik mengalami interupsi. Biasanya cukup untuk mensuplai power standby dan mematikan peralatan sensitif yang dilindungi. Suplai power cukup untuk menyimpan data dan normal shutdown untuk peralatan seperti komputer.

•

Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES), sebuah medan magnet dibuat dengan cara mensirkulasi arus DC dalam kumparan tertutup kawat superkonduktor. Jalur sirkulasi ini dapat di open/close melalui saklar/switch.

Ketika

saklar

dimatikan

(open),

kumparan

magnet

berperilaku sebagai sumber arus dan akan memaksa arus masuk ke power converter yang berfungsi sabagai charger sampai tegangan tertentu. Modulasi yang tepat dari saklar/switch open/close ini dapat menahan tegangan dalam rentang operasi yang tepat dari inverter, yang mengubah tegangan DC menjadi AC.

BPPT-PTKKE

43


Gambar 5.2 Superconducting Magnetic Energy Storage

Sistem SMES sangatlah besar dan umumnya dipakai untuk mengatasi gangguan dengan jangka waktu yang sangat pendek, seperti gangguan akibat switching beban. •

Dynamic Voltage Restorer (DVR), bertindak layaknya sebagai sumber tegangan dihubungkan secara seri dengan beban. Prinsip kerja dari DVR yang paling umum dapat dilihat pada gambar 5.3.

Gambar 5.3 Dynamic Voltage Restorer Tegangan output dari DVR menjaga agar tegangan di sisi beban selalu BPPT-PTKKE

44


konstan sesuai dengan tegangan kerjanya dengan menggunakan trafo step-up dan/atau energi disimpan untuk menyuntik daya aktif dan reaktif sumber pasokan melalui konverter tegangan. b. Prosentase gangguan kualitas daya akibat long interruption (interupsi lebih dari 2 detik) di industri tekstil pada tabel 5.1 mencapai 31 % dari total kejadian gangguan kualitas daya dan paling sering terjadi dibandingkan dengan gangguan kualitas daya yang lain. Dengan demikian potensi pemanfaatan peralatan kualitas daya untuk mengatasi gangguan long interruption cukup besar. Peralatan yang bisa dipakai untuk menangani long interruption salah satunya adalah flywheel/ atau roda gila.

Flywheel/roda gila adalah perangkat elektromekanis yang biasanya terinstal pada mesin listrik berputar (seperti motor/generator ) yang memiliki massa berputar untuk menyimpan energi dalam jangka pendek. Sistem penggerak motor roda gila bersumber dari tenaga listrik yang disediakan grid untuk menjaga agar tetap berputar dan apabila sewaktu-waktu terjadi interupsi maka putaran ini dipakai untuk menghasilkan energi.

Gambar 5.4 Sistem flywheel yang terinstal pada diesel engine

Pada sistem flywheel yang terinstal pada diesel engine (gambar 5.4), flywheel berfungsi memback-up power selama hilangnya pasokan listrik (interupsi) sampai diesel engine sebagai back-up online ke jaringan. Roda gila mampu BPPT-PTKKE

45


mensuplai energi selama 1-100 detik, untuk back-up generator yang rata-rata membutuhkan 5 – 20 detik baru bisa online ke jaringan.

c. Prosentase gangguan kualitas daya akibat surge dan transient di industri tekstil pada tabel 5.1 sekitar 4 % dari total kejadian gangguan kualitas daya dan paling jarang terjadi dibandingkan dengan gangguan kualitas daya yang lain. Potensi pemanfaatan peralatan kualitas daya untuk mengatasi surge dan transient antara lain: •

Transient

Voltage

Surge

suppressors

(TVSS)

digunakan

sebagai

antarmuka antara sumber daya dan beban sensitif, sehingga tegangan transien dijepit oleh TVSS sebelum mencapai beban. TVSS biasanya mengandung komponen dengan resistansi nonlinier (metal oxyde varistor atau dioda zener) yang membatasi tegangan yang berlebihan dan menyalurkan setiap energi impuls berlebih tersebut ke sistem grounding. d. Prosentase kejadian gangguan kualitas daya akibat harmonisa di industri tekstil berdasaran pada hasil survei tidak terdapat gangguan tersebut. Namun hal ini perlu di cross check, karena harmonisa tidak bisa dilihat secara visual tapi diperlukan pengukuran. Untuk solusi masalah harmonisa, peralatan yang umum dipakai adalah filter harmonic. Filter harmonic digunakan untuk mengurangi harmonik yang tidak diinginkan. Filter harmonic dapat dibagi dalam dua kelompok: filter pasif dan filter aktif. Filter pasif (gambar 5.5) berada dalam sebuah jalur impedansi rendah bersama dengan frekuensi harmonik yang akan dilemahkan dengan menggunakan komponen pasif (induktor, kapasitor dan resistor). Beberapa filter pasif yang terhubung secara paralel diperlukan untuk menghilangkan beberapa komponen harmonik. Jika sistem bervariasi (ada perubahan komponen harmonik), filter pasif menjadi tidak efektif dan menyebabkan resonansi.

BPPT-PTKKE

46


Gambar 5.5 Filter Pasif Filter aktif (gambar 5.6) dapat menganalisis bentuk arus yang dikonsumsi oleh beban dan menciptakan arus untuk mereduksi harmonisa arus yang dihasilkan oleh beban. Harga filter aktif cukup mahal, tetapi memiliki kelebihan mampu mengatasi harmonik yang tidak diketahui atau berubah-ubah.

Gambar 5.6 Filter aktif

e. Prosentase kejadian gangguan kualitas daya akibat flicker di industri tekstil pada tabel 5.1 sekitar 17 % dari total kejadian gangguan kualitas daya. Voltage flicker terjadi karena amplitude gelombang frekuensi yang kurang dari 30 Hz yang disebabkan oleh kondisi tidak stabil dari sistem, biasanya dapat dilihat dari intensitas cahaya lampu yang bervariasi. Untuk solusi masalah flicker, peralatan yang umum dipakai adalah static VAR compensator. Static VAR compensator menggunakan kombinasi kapasitor dan reaktor untuk mengatur tegangan dengan cepat. Solid-state switch mengontrol penyisipan kapasitor dan reaktor sesuai dengan besarannya untuk mencegah fluktuasi tegangan. Aplikasi utama dari static VAR ini adalah sebagai regulator tegangan pada tegangan tinggi dan mereduksi flicker yang disebabkan oleh switching beban besar (seperti tungku induksi). BPPT-PTKKE

47


Gambar 5.7 Static VAR Compensator

5.2 Potensi Pemanfaatan Peralatan Kualitas Daya Berdasar Pada Hasil Pengukuran

Dari hasil pengukuran seperti yang sudah dijelaskan pada bab sebelumnya, rekomendasi yang diberikan serta monitoring terhadap pelaksanaan rekomendasi tersebut, ternyata kesadaran pemanfaatan peralatan untuk memperbaiki kualitas daya di industri tekstil masih rendah. Potensi pemanfaatan peralatan kualitas daya disajikan melalui gambar 5.8. Potensi ini berdasar hasil pengukuran di 33 industri tekstil.

Gambar 5.8 Potensi Pemanfaatan Peralatan Kualitas Daya Hasil Pengukuran

BPPT-PTKKE

48


Dari gambar 5.8 dapat dijelaskan bahwa terdapat 20 perusahaan dengan faktor daya yang rendah dan direkomendasikan untuk memasang kapasitor bank. Berdasarkan pada hasil monitoring 20 perusahaan tersebut, 14 perusahaan sudah melakukan rekomendasi dan sekitar 6 perusahaan belum. Dampak langsung terhadap pemasangan alat ini, yaitu berkurangnya denda kVArh dalam rekening pembayaran listrik yang mendorong sejumlah industri melaksanakan rekomendasi tersebut. Namun untuk penanganan gangguan kualitas daya yang lain, industri belum begitu antusias untuk menerapkannya. Seperti halnya filter harmonisa yang diperlukan untuk melindungi peralatan dari kerusakan akibat harmonisa dan energy management system yang diperlukan untuk mengetahui efektivitas pemanfaatan energi.

Dalam bab sebelumnya telah dijelaskan bahwa harmonisa dapat menyebabkan kerusakan

terhadap

peralatan.

Terjadinya

gelombang

harmonisa

dapat

disebabkan karena penggunaan beban-beban non linier pada sistem tenaga yang menimbulkan distorsi pada bentuk gelombang sinus. Beban non-linier ini dimodelkan sebagai sumber arus yang menginjeksikan arus harmonisa ke dalam sistem tenaga. Selain itu, semakin banyaknya peralatan elektronika yang digunakan seperti: tv, komputer, dan alat penghemat daya akan semakin menambah harmonisa pada arus listrik, sehingga THD yang dihasilkan akan semakin besar. Melihat pentingnya mereduksi harmonisa, dan berdasarkan pada gambar 5.8 terdapat 21 perusahaan dengan harmonisa mendekati atau melebihi ambang yang telah ditetapkan. Namun berdasarkan pada hasil monitoring pelaksanaan rekomendasi dari 21 perusahaan dengan rekomendasi tersebut, sekitar 7 perusahaan (30%) melaksanakan hasil rekomendasi.

Dalam energy management system, dipelajari juga cara penggunaan suatu energi agar dapat seoptimal mungkin untuk mencapai tujuan dari perusahaan. Energy management system dalam suatu industri sangat diperlukan sebagai upaya untuk meningkatkan daya saing industri tersebut. Selain itu dengan adanya energy management system di industri dapat meningkatkan keuntungan baik dari sektor finansial maupun sektor lingkungan. Dari sektor finansial dengan penerapan energy management system maka dengan menggunakan energi seminimal BPPT-PTKKE

49


mungkin untuk memperoleh keuntungan semaksimal mungkin. Dari sektor lingkungan dengan penerapan energy management system dapat membantu memerangi global warming. Dengan sedikit mengkonsumsi energi berarti mengurangi polusi termal dan penggunaan air pendingin, yang intinya dapat meningkatkan kualitas lingkungan. Namun berdasarkan pada hasil monitoring pelaksanaan rekomendasi dari 26 perusahaan dengan rekomendasi tersebut, sekitar 5 perusahaan (20%) melaksanakan hasil rekomendasi.

BPPT-PTKKE

50


BAB 6. BIAYA PERMASALAHAN KUALITAS DAYA Permasalahan kualitas daya yang berkaitan dengan interaksi antara jaringan distribusi dengan sistem milik konsumen adalah suatu yang dapat dicegah. Hasil survei terhadap konsumen besar yang mendapatkan suplai listriknya dari sisi tegangan tinggi melalui jaringan transmisi maupun distribusi menunjukkan bahwa kualitas suplai daya listrik tidak banyak dipermasalahkan, sementara survei terhadap konsumen yang lebih kecil pada sisi tegangan rendah menunjukkan banyaknya keluhan mengenai kualitas suplai daya listrik mereka. Tiga perubahan besar terhadap karakteristik beban konsumen dan sistem distribusi tenaga listrik telah mengubah komposisi persamaan kualitas daya yaitu: a. Makin tingginya sensitifitas komponen dan peralatan terhadap variasi-variasi kualitas daya. b. Tersambungannya beban-beban sensitif pada jaringan secara luas serta berbagai proses otomasi. c. Makin meningkatnya jumlah beban yang menggunakan perangkat elektronika daya pada proses konversi daya listrik.

6.1. Kajian Resiko Permasalahan kualitas daya merupakan penyimpangan kelistrikan karena daya listrik yang disalurkan ke peralatan menyebabkan kerusakan ataupun kejanggalan operasi pada perangkat elektronika ataupun peralatan listrik lainnya. Gejala yang lazim timbul antara lain berupa: a. Terputusnya operasi atau padamnya peralatan tanpa sebab yang jelas. b. Kerusakan atau kegagalan peralatan yang tidak menentu. c. Kendali kinerja proses yang kacau. d. Terhentinya alur proses produksi serta kesalahan data yang tak menentu. e. Pemanasan komponen-komponen listrik. Secara umum pada sektor industri, biaya yang timbul akibat terhentinya suatu proses produksi sangatlah bervariasi karena sangat beragamnya kategori produk BPPT-PTKKE

51


yang dihasilkan dan tingkat ketelitian yang dibutuhkan dari tiap peralatan serta variasi fenomena gangguan kualitas daya. Menentukan biaya tahunan terkait kualitas daya sangatlah rumit, dan memang pada kenyataannya hanya mungkin untuk diperkirakan. Biaya yang disebabkan permasalahan kualitas daya juga sangat bergantung pada jenis permasalahannya, sistem jaringan pelayanan listrik yang ada, serta tipe, ukuran, dan karakteristik kinerja elektromekanik dari peralatan ukur yang digunakan

6.2. Dampak Biaya Akibat Gangguan Kualitas Daya Baik atau buruknya kualitas daya tidak akan terlepas dari biaya. Seperti telah disebutkan sebelumnya, salah satu bagian penting dari penentuan biaya yang terkait kualitas daya adalah menentukan apa yang sedang terkena gangguan dan di mana, atau pada aspek operasi bisnis apa sajakah biaya ini muncul. Beberapa penelitian jangka panjang mengungkapkan efek dari biaya tersembunyi (tidak langsung) maupun yang dapat diidentifikasi, pada pihak penyedia tenaga listrik maupun dari pihak pelanggannya. Biaya yang dapat diidentifikasi biasanya berhubungan dengan tegangan sag serta kejanggalan layanan listrik sementara atau lebih lama. Biaya teridentifikasi biasa disebut sebagai biaya langsung yang mencakup biaya jam kerja, biaya bahan terbuang, produk yang rusak, biaya pengulangan pekerjaan, biaya pemrograman ulang atau penggantian data yang hilang, dan biaya peralatan manufaktur yang rusak. Sedangkan biaya tak langsung merefleksikan biaya kegagalan penjualan, biaya kerusakan awal peralatan, biaya produk di luar spesifikasi, biaya dampak pengejaran jadwal pengiriman, dan biaya berhubungan dengan penurunan reputasi karena kegagalan pengiriman. Beberapa persamaan telah dikembangkan untuk mengidentifikasikan perkiraan secara kasar biaya yang terkait dengan gangguan terhadap berbagai proses, dilihat dari sudut pandang cash-flow. Biaya teridentifikasi dan biaya tak langsung yang akan ditentukan haruslah mencakup hal-hal sebagai berikut: Total Biaya Gangguan Daya (TBGD) = ( A + B + C + D ) dalam Rupiah BPPT-PTKKE

52


dimana: A = upah kerja karyawan yang terlibat (Rp.) B = kerugian produk yang disebabkan oleh gangguan daya (Rp.) C = biaya restart (Rp.) D = biaya tersembunyi (Rp.) Nilai A , B , C dan D dapat ditentukan sebagai berikut: A=ExFx(G+H) B=IxJ C=KxLx(G+H)+MxJ D=NxO dimana: E = jumlah karyawan produktif yang terlibat F = jangka waktu terjadinya gangguan (jam) G = upah dasar per jam bagi karyawan yang terlibat (Rp.) H= biaya overhead per jam per karyawan yang terlibat (Rp.) I = kerugian jumlah unit produk yang disebabkan oleh gangguan J = biaya kerugian/perbaikan per unit produk yang disebabkan oleh gangguan K = waktu restart (jam) L = jumlah karyawan terlibat dalam proses restart M= jumlah unit peralatan yang rusak karena proses restart N= jumlah elemen biaya tersembunyi O = Rp./elemen biaya tersembunyi Permasalahan kualitas daya listrik semakin mendapat perhatian akhir-akhir ini, baik dari sisi pelanggan maupun dari sisi pengelola sistem kelistrikan. Salah satu BPPT-PTKKE

53


aspek dari penurunan kualitas daya listrik adalah efisiensi energi. Dengan demikian kualitas daya listrik merupakan salah satu parameter yang perlu ditimbang dalam suatu industri. Kualitas daya di suatu industri ditentukan oleh arus, tegangan, frekuensi, harmonisa, faktor daya dan pengetanahan (grounding) di industri tersebut. Kualitas daya listrik dapat dikatakan baik jika arus, tegangan, dan frekuensi yang terdapat di industri selalu konstan. Tetapi pada kenyataanya arus, tegangan dan frekuensi di industri tidak selalu bernilai konstan, tergantung pada peralatan listrik yang dipakai dan pengaturan sistem distribusi listrik pada industri. Kualitas daya listrik pada kenyataannya berhubungan dengan gangguan tegangan (voltage disturbance), harmonisa (harmonics), faktor daya (power factor) dan kompensasi daya reaktif (reactive power compensation). Berdasarkan pada hasil survei di beberapa industri tekstil terlihat bahwa peralatan mesin maupun peralatan proses di industri berpotensi menyebabkan gangguan kualitas daya. Peralatan yang perlu mendapat perhatian karena tingkat prosentase kejadian yang cukup tinggi dan merupakan sumber gangguan internal utama adalah kapasitor yang besarnya 67%, Peralatan yang banyak digunakan industri untuk mengatasi masalah kualitas daya listrik adalah UPS yang besarnya mencapai 67%, kemudian 45% untuk motor listrik, lalu contact relay 40%, sedangkan untuk alat listrik lainnya adalah sebesar 35%. Terlihat dari data, PLN paling banyak dianggap sebagai penyebab gangguan kualitas daya listrik pada industri. Sering terjadi suplai daya PLN terputus secara tiba-tiba atau kualitas suplai daya tidak normal akibat tegangan lebih, tegangan kurang dan tegangan kedip yang disebabkan karena gangguan petir . Dengan ekonomi yang terus tumbuh, permintaan akan tenaga listrik saat ini belum dapat sepenuhnya dipenuhi oleh PT PLN. Akibat dari keterbatasan suplai ini, berdampak pada kehandalan dan kualitas tenaga listrik yang diberikan ke konsumen/ industri.

BPPT-PTKKE

54


BAB VII KESIMPULAN

Dari pembahasan pada bab-bab sebelumnya dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : a.

Ketersediaan tenaga listrik dengan kualitas yang tinggi adalah sangat krusial untuk memenuhi kebutuhan industri tekstil.

b.

Untuk mencegah kerugian yang tinggi terkait dengan permasalahan kualitas daya, konsumen yang paling memerlukan harus mengambil tindakan untuk mencegah permasalahan.

c.

Jika peralatan yang paling sensitif terpengaruh oleh kualitas daya, maka instalasi teknologi restorasi, pembangkit terdistribusi, atau peralatan interface harus dilakukan untuk mencegah permasalahan kualitas daya.

d.

Peralatan untuk Industri tekstil keluaran terbaru sangat sensitif terhadap kualitas daya, terutama untuk kasus kerdip tegangan.

e.

Berdasarkan pada hasil pengukuran, maka benchmarking kualitas daya di industri tekstil adalah sebagai berikut : • faktor daya adalah > 0,95 • ketidakseimbangan tegangan < 2% • ketidakseimbangan arus < 5 % • harmonisa arus < 10% • harmonisa tegangan <5%

BPPT-PTKKE

55


BAB VIII REKOMENDASI

a. Permasalahan kerdip yang terjadi pada industri tekstil, pihak industri harus memasang alat Device Voltage Restore (DVR). Dengan terpasangnya alat ini proses produksi tidak terganggu walaupun terjadi kerdip tegangan. b. Permasalahan ketidakseimbangan tegangan yang terjadi pada industri tekstil, pihak industri perlu menerapkan Energy Management System (EMS). Dengan adanya Management Energy System diharapkan dapat mengidentifikasi dan menghilangkan sumber ketidakseimbangan tersebut. c. Permasalahan ketidakseimbangan arus yang terjadi pada industri tekstil, pihak industri perlu melakukan pemeriksaan rutin pada sambungan, regulator tegangan serta penerapan Energy Management System (EMS). d. Permasalahan rendahnya faktor daya yang terjadi pada industri tekstil, pihak industri perlu memasang capacitor bank. Dengan terpasangnya alat ini diharapkan dapat menaikkan faktor daya sampai mendekati 1.0. e. Permasalahan tingginya harmonisa arus dan tegangan yang terjadi pada industri tekstil, pihak industri perlu memasang filter harmonisa aktif.

BPPT-PTKKE

56


DAFTAR PUSTAKA

A. de Almeida, L. dkk. Power Quality Problems and New Solutions. Department of Electrical and Computer Engineering University of Coimbra, Pólo II. Portugal Targosz, Roman. Dkk. 2007. A study of the impact of power quality on electrical energy critical industrial sectors. International Conference Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, Spain. Barona, Amaya. dkk. 2007. New Power Quality Solutions Especially Designed For Industrial Applications. International Conference Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, Spain Ismy, Ernovian. 2012. Strategi Penghematan Melalui Penerapan Teknologi Efisiensi Energi Pada Industri Tekstil Dan Produk Tekstil (TPT) Indonesia. Asosiasi Pertekstilan Indonesia, Jakarta. Presentasi “Revitalisasi Industri Tekstil dan Produk Tekstil melalui Program Restrukturisasi Masin/Peralatan Industri Tekstil dan Produk Tekstil” FGD Strategi Penghematan melalui Penerapan Teknologi Efisiensi Energi pada Industri Tekstil di

Indonesia,

Direktorat

Jendral

Basis

Industri

Manufaktur,

Kementrian

Perindustrian RI, tahun 2012 Laporan pengaduan pelanggan bulan Januari s/d April 2013, PT. PLN(Persero), Distribusi Jawa Barat dan Banten, Rayon Prima Priangan

BPPT-PTKKE

57

KUALITAS DAYA INDUSTRI TEKSTIL TEKNOLOGI KONVERSI DAN KONSERVASI ENERGI TEKNOLOGI INFORMASI,ENERGI DAN MATERIAL

Recommend Documents