JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
16
PANEL AUTOMATIC TRANSFER SWITCH (ATS) – AUTOMATIC MAIN FAILURE (AMF) DI PERUMAHAN DIREKSI BTDC Ni Wayan Rasmini Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bali Bukit Jimbaran, Tuban Badung – BALI Phone : +62-361-701981, Fax : +62-361-701128 Email :
[email protected]
Abstrak : Dalam menjalankan fungsi maupun produksinya di tempat-tempat tertentu seperti pusat perdagangan, perhotelan, perbankkan, rumah sakit maupun industri, memerlukan energi listrik secara kontinu dan handal.Untuk itu biasanya dipergunakan generator set (genset) sebagai sumber energi listrik cadangan untuk memback-up suplai utama (PLN). Sebagai kontrol kapan genset mengambil alih suplai tenaga listrik ke beban ataupun sebaliknya dipergunakan sebuah sistem atau alat yang disebut Automatic Transfer Switch (ATS) – Automatic Main Failure (AMF). Sesuai dengan namanya alat ini dapat bekerja secara otomatis. Untuk mengetahui dan memahami cara kerja rangkaian control ATS – AMF ini hendaknya dipahami terlebih dahulu komponen-komponen pendukungnya. Dari hasil analisis yang dilakukan dapat diuraikan bahwa komponen-komponen yang dirangkai menjadi sistem ATS – AMF, mempunyai peran masing-masing diantaranya : sebagai proses pemanasan serta start genset saat PLN padam, mematikan genset saat PLN hidup kembali, sebagai start bantu bila terjadi gagal start, serta mematikan genset saat terjadi gangguan over heating dan low pressure oil . Kata Kunci : Automatic Transfer Switch, suplai PLN, Genset AUTOMATIC TRANSFER SWITCH (ATS) – AUTOMATIC MAIN FAILURE (AMF) PANEL IN BTDC DIRECTION RESIDENCE Abstract : In order to run their function and to be productive, place like trade center, hotels, banks, hospital and other industries require continous and excellent electric energy. For the reason, generator set (genset) is usually used as energy resource supplement to backup the main energy supply (PLN). To control the use of the resource supplement in term of when it will take over the function of electricity, an Automatic Transfer Switch (ATS) – Automatic Main Failure (AMF) is used . Both devices work automatically. In order to know and comprehend how ATS-AMF system works, we have to previously understand its supporting components. The result of analysis outlined that the components assembled into ATS – AMF, have their own role, including, to control heating process and start the generator when the main supply (PLN) blackout, to stop the generator when the main supply (PLN) back on, tohelp start when in the case of generator start failure, and to stop generator in the case of over heating or low pressure oil. Keywords : Automatic Transfer Switch, supply PLN, Genset I. PENDAHULUAN Dengan berkembangnya teknologi dan penggunaan energi listrik, di tempat-tempat tertentu seperti pusat perdagangan, perhotelan, perbankkan, rumah sakit maupun industri, memerlukan energi listrik secara kontinu dan handal dalam menjalankan fungsi maupun produksinya. Akan tetapi, suplai daya utama yang berasal dari PLN tidak selamanya kontinu dalam penyalurannya sehingga dibutuhkan generator set (genset) untuk memback-up suplai utama (PLN). Di perumahan Direksi BTDC (Bali Turism Development Corporation) Nusa Dua menggunakan genset dengan kapasitas 27,5 kVA sebagai daya listrik cadangan. Sebagai kontrol kapan genset mengambil alih suplai tenaga listrik ke beban ataupun sebaliknya dipergunakan sebuah sistem atau alat yang disebut
Automatic Transfer Switch (ATS) – Automatic Main Failure (AMF).[4] Pada umumnya produsen maupun kontraktor pemasok alat tersebut hanya memberikan penjelasan tentang cara pengoperasian alat tersebut, tidak secara detail memberikan penjelasan tentang bagaimana cara kerja rangkaian kontrol alat tersebut. Dengan demikian operator dalam hal ini staf enginering tidak memahami cara kerja rangkaian kontrol alat tersebut. Untuk meningkatkan pengetahuan tentang kelistrikan yang ada, BTDC melakukan kerjasama dengan Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bali, mengadakan pelatihan tentang kelistrikan khusus untuk staf engeneringnya. Salah satu materi pelatihannya yaitu tentang ATS – AMF diatas.
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
Berdasarkan latar belakang di atas penulis tertarik untuk menganalisis, cara kerja rangkaian ATS – AMF yang ada di perumahan direksi BTDC tersebut. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. untuk mengetahui cara kerja rangkaian kontrol sistem ATS – AMF yang ada di perumahan direreksi BTDC. 2. Untuk dapat memberikan pemahaman tentang cara kerja rangkaian control sistem ATS – AMF kepada staf engenering di BTDC . II. METODE PENELITIAN Metode penelitian pada dasarnya merupakan cara ilmiah untuk mendapatkan data dengan tujuan dan kegunaan tertentu . Suatu penelitian mengandung dimensi yang sangat luas dengan berbagai permasalahan yang cukup kompleks, tetapi pokok permasalahan sama yaitu ingin melakukan pembuktian dan mencari pemecahan suatu permasalahan yang ada. 2.1 Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di Perumahan Direksi BTDC Nusa Dua. 2.2 Pengumpulan Data Selanjutnya dilakukan pengumpulan data yaitu : mengumpulkan data yang diperlukan atau data yang mendukung analisis, diantaranya : a. Generator set (Genset) [2] Suatu mesin diesel generator set terdiri dari: 1) Prime mover atau penggerak mula, dalam hal ini mesin diesel (dalam bahasa Inggris disebut diesel engine). 2) Generator 3) AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch). 4) Baterai dan Battery Charger. 5) Panel ACOS (Automatic Change Over Switch. 6) Pengaman untuk peralatan. 7) Perlengkapan instalasi tenaga. Mesin diesel termasuk mesin dengan pembakaran dalam atau disebut dengan motor bakar, ditinjau dari cara memperoleh energi termalnya (energi panas). Untuk membangkitkan listrik, sebuah mesin diesel dihubungkan dengan generator dalam satu poros (poros dari mesin diesel dikopel dengan poros generator).
17
Tombol tekan atau disebut sakelar ON/OFF banyak digunakan sebagai alat penghubung atau pemutus rangkaian kontrol. Memiliki dua kontak, yaitu NC dan NO. Artinya saat sakelar tidak digunakan satu kontak terhubung Normally Close, dan satu kontak lainnya Normally Open. Ketika kontak ditekan secara manual kondisinya berbalik posisi menjadi NO dan NC. Selector Switch Selector Switch merupakan alat yang di gunakan untuk memilih posisi kerja rangkaian kontrol. Kerja dari selector switch yaitu menyambung rangkaian sesuai dengan yang ditunjuk oleh tangkai selector. Banyak sekali type selector switch, tapi biasanya hanya dua type yang sering di gunakan, yaitu 2 posisi, (ON-OFF/StartStop/0-1, dll) dan 3 posisi (ON-OFF-ON/AutoOff-Manual,dll)
Gambar 1 Selektor switch [3]
Time delay relay (relay penunda waktu) [1] Time delay relay adalah relai yang reaksi kontaknya tertunda. Ada dua jenis yaitu ON delay relay dan OFF delay relay. ON delay relay yaitu relai yang reaksi kontaknya tertunda saat ON. Sedangkan OFF delay relay adalah relai yang reaksi kontaknya tertunda saat OFF. A1
A2
Tombol Tekan [3]
9
5
8
1
11
6 NO
11 NC
(a) ON delay A1
A2
b. Komponen-komponen pada ATS – AMF Komponen Kontrol Relay Relay adalah alat yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol, bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah.
4 3 8
57 65
57
8
58 67
58 NC
11 NC
(b) OFF delay
Gambar 2 Time delay relay
Proteksi Relay control pasa (RCP) [1] Relay control pasa (RCP) adalah suatu pengaman instalasi listrik akibat kehilangan salah satu pasa, kesalahan urutan pasa, dan ketidak seimbangan beban antar ketiga pasa terlalu besar. Selain itu RCP juga digunakan sebagai pengaman motor terhadap tidak keseimbangan pasa dan arah pitaran motor terbalik. RCP ini mempunyai kontak
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
18
masukan sebanyak empat dengan tegangan masukan maksimum 400 Volt dan kontak keluaran yang berupa saklar NO dan NC dengan arus 8 Ampere, tegangan maximum 250 Volt. Suhu operasinya -5oC sampai 55oC.
Gambar 3 Relay control pasa
III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Deskripsi Kerja ATS – AMF Kegunaan ATS adalah sebagai pemberi perintah untuk start dan stop genset jika PLN OFF dan PLN ON kembali. Dapat sensor dari : o Incoming PLN o Incoming Genset Dalam keadaan normal, PLN ON K27 ON load dapat supply dari PLN. PLN OFF K27 OFF Genset Auto Start K24 ON load dapat supply dari Genset. PLN ON kembali ditunggu beberapa menit /detik K24 OFF K27 ON. Gambar diagram blok ATS – AMF tersebut adalah sebagai berikut : KE BEBAN
K27
Rangkaian dapat bekerja dalam tiga posisi yaitu : posisi Otomatis, posisi Genset, dan Repair. ”Posisi Otomatis” Pada posisi ini selector switch (S21) berada pada posisi Auto, sehingga kontaknya yang terhubung yaitu : kontak yang berada di kolom 2.1 dan 3.0. Pada situasi awal beban disuplai dari PLN, Apabila suplai PLN padam, suplai yang menuju K27, K20T dan K21T akan terputus, maka hubungan kebeban akan diputus oleh K27. Saat PLN padam, maka genset akan mulai melakukan proses pemanasan selama setting waktu K20T. Ketika setting waktu K20T berakhir genset akan starting kemudian beroperasi (hidup). Sinyal starting untuk genset terdapat pada saat K21T masih beroperasi. Jika saat tersebut terjadi gagal start (start pertama), maka akan terjadi start berikutnya oleh NC K21T yang terhubung dengan K33T dan K35T. Beban terhubung dengan genset (dengan beroperasinya K24), Jika tegangan Genset sudah nominal. Jadi beban sudah disuplai oleh genset. Apabila selama beroperasi genset mengalami gangguan seperti suhu terlalu tinggi atau tekanan oli mesin rendah (Low pressure oil) maka thermostart atau pressure switch yang terdapat pada genset akan bekerja, terminal 6 - 7 atau 8 - 9 akan terhubung yang selanjutnya member sinyal kepada K32b, K33T dan K34b untuk melakukan stop genset. Ketika beban sedang disuplai oleh genset, hidupnya PLN yang kurang dari setting waktu K26T, tidak akan mempengaruhi rangkaian (beban masih tetap akan disuplai oleh genset). Sedangkan bila PLN hidup kembali selama lebih dari setting waktu K26T, hubungan antara beban dengan genset akan diputus oleh K24. Kemudian sesuai dengan setting K26T, genset akan mati (tidak beroperasi). Rangkaian beban akan dihubungkan kembali ke PLN oleh K27, Jika setting waktu K26T sudah habis. Dengan demikian beban disuplai oleh PLN.
K24 ATS- AMF
F16
CHA RGER
F14
ACCU
DIESEL ENGINE
G
PLN Gambar 4 Diagram blok ATS-AMF [4]
3.2 Cara Kerja Rangkaian Kontrol ATS – AMF Gambar diagram control ATS – AMF dapat dilihat pada gambar 5.
“Posisi Genset” Posisi ini untuk proses pemeliharaan pada genset yang sesuai dengan petunjuk pada buku manual. genset type ini harus dioperasikan setiap bulan satu kali selama satu jam. Fungsi proses pemanasan ini adalah untuk memanaskan oli ( menguapkan air / kelembaban dalam oli, sekaligus melumasi mesin diesel genset ). Proses pemanasan ini harus dilakukan pada 50% beban nominal dengan tujuan mendapatkan suhu yang cukup untuk menguapkan kelembaban dalam oli. Pada saat selektor switch di posisi “Genset”, K28 akan beroperasi dan memutuskan sumber yang menuju K25T, K26T, dan K27, sehingga akan memutuskan suplai dari PLN ke beban. Selain itu posisi selektor switch tersebut, akan memutuskan sumber yang menuju K20T dan K21T akibatnya Genset akan dipanaskan dan start. Pada saat tegangan
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
19
genset mencapai nominal, maka K24 akan hidup, sehingga beban akan terhubung dengan suplai Genset. Setelah waktu pemanasan genset sudah mencapai 1 Jam , maka genset dapat dimatikan kembali dengan cara memindahkan selektor switch ke posisi “ Otomatis “. Dengan demikian genset akan mati dan beban kembali disuplai oleh PLN. Posisi “ Repair “ Posisi ini dipergunakan untuk keperluan proses perbaikan pada genset. Apabila genset mengalami kerusakan atau gangguan yang memerlukan
pembongkaran pada mesin diesel atau generator, maka rangkaian kontrol yang dapat mengoperasikan genset harus segera dapat diputuskan. Proses ini harus dapat dicapai, karena sangat berbahaya bagi orang yang sedang melakukan perbaikan genset. Pada saat selektor switch di posisi “Repair”, maka sekalipun situasi dimana PLN padam atau hidup, rangkaian kontrol tidak akan dapat menghidupkan genset, karena sambungan dari baterai untuk proses pemanasan dan starting diputuskan oleh selector switch. Pada posisi ini, beban hanya disuplai oleh PLN, dengan catatan PLN tidak padam.
1 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 20 20
a
F17a
A h12a
F18
b
S11a
c
F h12b
h11 V
RCV 2468 1357 K24
K27
S11b
F17b
d F11
e F13
f
F11a
h13/RST
+ Charge
30
- Charge
30
F15 h15/RST
g
20 20
h
RS T NE
RS T NE
RS T NE 15
i
NO 10
13
j
Input ke beban
Supply PLN
0
1
2
3
Gambar 5 Diagram control ATS – AMF [4]
Supply Genset
4
5
6
7
8
9
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
20
2 0
3
4
5
6
7
S21
K28
S21
K25T
K22
K27
c
K26T
d e K21T
K20T
K22T
K24
K23
K25T
K26T
K27
K28
3
4
5
Kontaktor utama supply PLN
pemeriksaan kalau
Selang waktu
supply Genset
Stop Genset
2
Kontaktor utama
Start Genset
1
Relay bantu
Pemanasan mesin Genset
0
PLN tahan waktu Selang pemindahan supply Genset ke PLN
N PLN N Genset
19 19
h
j
H
K24
f
i
9
K26T
K22T
g
8
6
7
8
Hour counter
b
2
Triger supply beban tidak dari PLN
a
1
Phasa PLN Phasa Genset
19 19
9
Gambar 5 Diagram control ATS – AMF lanjutan
3 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a K24 K23
K26T
b
K20
K20 6
c
8
K34a
K32a S21
9
7 K32a
d
Path 33 K32
K32b
K34a
K34 K20T
K34b
K32a
K34a Path 35
K32b
K33T
K32b
K26
K34a
K34b
K34a
K34b
K35T
19 19
h
Term 1 + 12 Volt Term 2 – 12 Volt Term 3 Pemanasan Term 4 Start Genset Term 5 Stop Genset Term 6 & 7 Thermostart Term 8 & 9 Pressure Switch
123456789
i j 0
1
2
3
Gambar 5 Diagram control ATS – AMF lanjutan
4
5
h36
h37
6
h38
Low pressure oil
K32a K32a
K34a
Over heating
f
K32a
Gagal Start
e
g
K21T
S33
7
8
9
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
21
4 0
1
a
2
3
4
5
6
7
8
9
6
7
8
9
K20T
b K21T
K33T
c
K35T
K20
K32b
K34b
d e
K23 K33T
f
K32b K34b
g
Term 4
h
Term 5
i j 0
1
2
3
4
5
Gambar 5 Diagram control ATS – AMF lanjutan
IV. SIMPULAN DAN SARAN 4.1 Simpulan Dari hasil pembahasan diatas dapat disimpulkan beberapa hal diantaranya : 1. P)anel ATS - AMF adalah suatu alat atau sistem kontrol sebagai pemberi perintah untuk start dan stop genset jika PLN OFF dan PLN ON kembali. 2. Komponen dalam rangkaian kontrol yang berperan: a. Melakukan proses pemanasan serta start Genset saat PLN padam adalah OFF delay Relay (K20T dan K21T). b. Mematikan Genset saat PLN hidup kembali adalah ON delay relay (K25T dan K26T). c. Sebagai start bantu bila terjadi gagal start adalah K33T dan K35T. d. Mematikan genset saat terjadi gangguan over heating dan low pressure oil adalah K32b, K34b dan K33T. 4.2 Saran Untuk memahami cara kerja sistem ATS – AMF ini, harus dipahami betul cara kerja dari komponen-komponen pendukungnya. Untruk meyakinkan kebenaran hasil analisis sebaiknya dibuat rangkaian simulator, .kemudian dilakukan pengujian.
DAFTAR PUSTAKA [1] Budi Purwa, Time delay relay, WWW.budipurwa.wordpress.com (akses 10 Agustus 2012) [2] Generator Set (Genset), Http://dunia.listrik.blogspot.com (akses 8 Agustus 2012) [3] Suhana, S. (2002). Rangkaian Kontrol Panel Genset. ITB. Bandung [4] Suryawan, M. dan, Sukamdi, T. Perakitan dan Pengujian Panel ATS – AMF produksi PT Berkat Manunggal Jaya, WWW.elektro.undip.ac.id (akses 8 Agustus 2012)
JURNAL LOGIC. VOL. 13. NO. 1. MARET 2013
22
