PROSIDING SEMINAR PENELmAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL INTERLOCK UNTUK SUPLA Y ALmAN LISTRIK PADA POMPA HIDRAN KEBAKARAN DI PTRKN SERPONG Riswan Djambiar, Inzar Anas Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuk/ir
ABSTRAK PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL INTERLOCK UNTUK SUPLA Y ALiRAN L1STRIK PADA POMPA HIDRAN KEBAKARAN DI PTRKN SERPONG. Untuk memperbaiki sistem lama yang menggunakan satu arah diganti dengan dua arah, salah satu sumber di/wbungkan langsung (bypass) dengan pompa, satunya lagi melalui sumber PLN lewat L VMDP gedung. Untuk mempercepat proses penyaluran aliran listrik guna mensuplai motor pompa hidran kebakaran secara handal, maka digunakan sistem interlock untuk dua saluran listrik dari genset dan PLN. Sistem interlock ini berfungsi untuk mengunci saluran lain apabi/a salah satu sumber listrik sedang bekerja, dengan sistem ini pompa hidran dapat dapat dihidupkan dengan menggunakan listrik dari PLN ataupun dari genset secara aman. Bi/a genset sedang mensuplai listrik untuk pompa hidran dan listrik dari PLN tiba-tiba menyala, maka tidak akan terjadi hubung singkat karena sumber listrik PLN sudah diputus oleh kontaktor dari genset. ABSTRACT SYSTEM DEVELOPMENT OF CONTROL INTERLOCK FOR SUPLA Y ELECTRIC CURRENT A T PUMP HYDRAN FIRE IN PTRKN. To improve stripper system using is one way is changed with two directions, one of source of connected to direct (bypass) with pump, the other one again passed source of PLN via L VMDP building. To reliably quicken the electric distribution process for fire hidrants pump motor supply, the interlock system for both power lines from genset and PLN is applied. This interlock is used to lock other current line if one of electric current is working. By this system, the hidran pump can be safely operated using the current line from PLN or genset. When electrical genset is supplied for hidran pump and the electricity from PLN a flame suddenly, the short circuit will not accured because the contactor for PLN have been disconnected by the contactor from genset.
PENDAHULUAN
Suatu suIitini diprediksi kapan cepat akan terjadikebakaran dan apabila terjadi tindakan harus dilakukan. Salah satu peralatan yang dimiliki PTRKN dalam rangka antisipasi terjadinya kebakaran adalah sebuah pompa yang dihubungkan dengan sistem hidran. Namun pompa hidran ini membutuhkan tenaga listrik yang disuplai oleh jaringan PLN. Padahal bila terjadi kebakaran sesuai dengan prosedur untuk kasus tertentu jaringan listrik harus dimatikan. Untuk menghindari keadaan ini maka dikembangkan sistem interlock sehingga tenaga listrik pompa hidran dapat pula disuplai oleh 268
genset. Sistem ini berupa rangkaian listrik yang bekerja bila salah satu dari dua tombol yaitu genset dan PLN ditekan pada rangkaian yang terhubung oleh dua sistem penyaluran listrik. Rangkaian ini kerjanya untuk memisahkan dan saling mengunci apabila salah satu sumber aliran listrik sedang mensuplai listrik. Pada rangkaian ini digunakan kontaktor sebagai komponen penggerak untuk mengeksekusi kerja motor pompa hidran. TEORI Cara kerja kontaktor berdasarkan medan listrik yang dialirkan kekumparan kontaktor yang
ISSN 1410 - 8178
Rizwan Djambiar, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLffi Pusat Teknologi Akselerator dan ProsesBahan Yogyakarta,
menyebabkan magnet bekerja mengaktitkan kontaktor sehingga arus listrik dapat mengalir. Sebagai stater motor hidran kontaktor dengan kombinasi kontrol kontaktor Direct on Line (DOL) Bintang Segi-tiga dan Auto-trafo, masih banyak digunakan karena faktor keandalan pemeliharaannya lebih baik. Tetapi jika sudah harus mempertimbangkan serius faktor penghematan energi, komunikasi informasi digital, maka penggunaan Motor Control Center (MCC) dengan kontrol inverter dan soft-starter menjadi suatu kebutuhan substansial di masa depan tinggal bagaimana dukungan keahlian sumber daya manusia. Contoh kontaktor seperti Gambar 1.
28 Agustus 2008
arus jaringan sarna dengan arus fase. Diagram fasor (gambar 2) berfungsi sebagai pembantu untuk menentukan hubungan antara jaringan adalah beda fasor dari dua tegangan. Dengan demikian salah satu fasor tegangan phasa tegangan phasa dibalik agar menghasilkan minus (Vp yakni - Vp). Lihat geometri Gambar 3. v:.:
/
I
I
I p
~T
V
_ " -..!
,
"-:' fj.;zo
_""
,
r ~-----+---v, ------f--'" ./ 120' ----------
/
Gambar 3. Diagram fasor 3 phasa hubungan bintang 1/2VL=cos300 Vp
(1)
Jadi,
Gambar 1. Kontaktor 3 Phasa Starting Motor Induksi Untuk kontaktor timer pada motor yang berdaya besar harus digunakan jenis hubungan bintang-segitiga guna meredam arus Iistrik yang besamya bisa mencapai lima kali arus nominalnya. Pada saat pertama di starter motor duhubungkan bintang, lalu beberapa detik kemudian timer mengubah menjadi hubungan delta. Pada saat motor terhubung bintang tegangan Tegangan Line (VI) 11,''3 tegangan phasa (Vp)[2]. Hubungan Bintang kadang-kadang dikenal sebagai sistem hubungan Y. Cara penyambungan yang mengaliri suatu beban resistif diberikan pada gambar 2.
1/2VL=Vpx~.J3 2 Maka:
(2)
VL = .../3Vp
(3)
Tegangan jaringan adalah .../3kali tegangan phasa (.../3= 1,73). Pada sebuah beban setimbang rumus urnurn untuk daya tiga phasa menjadi : P = .../3V I cos
,dimana nilai V dan I adalah nilai jaringan. Hubungan delta juga disebut hubungan mesh. Skema umum dapat dilihat pada gambar 4.
+
I
IVz
\
I
3fase
+
)
It
Calu
J
Gambar 2. Hubungan Bintang Untukjelasnya notasi padajaringan (VI., IL) dan fase (Vr, Ip) hanya diperlihatkan untuk satu phasa. Jelas IL = Jp. yakni pada hubungan bintang Rizwan Djambiar, dkk.
Gambar 4. Hubungan Segitiga Juga untuk penyederhanaan yang ditandai hanya satu pasang nilai phasa jaringan. Disini_VL = Vp. yakni untuk hubungan segitiga, tegangan jaringan sarna dengan tegangan phasa. Dari diagram fasor (gambar 5) arus jaringan sarna dengan selisih factor dari dua arus phasa(1l.
ISSN 1410 - 8178
269
PENELITIAN
PROSIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR
Pusat Teknologi
Akselerator
Vogyakarta,
don Proses Bahan
28 Agustus 2008
Pompa yang dipakai untuk pemadam kebakaran adalah jenis pompa sentrifugal yang digerakkan motor induksi 3 phasa dengan daya 38 KW dan tegangan 380/660 volt, seperti ditunjukkan ada Gambar 7.
Gambar 5. Diagram fasor 3 phasa hubungan bintang 1/21L = cos30o
(4)
Ip
Jadi: 1/ 21L = Ip x~.J3 2
Maka:
TAT A KERJA
IL = "3 Ip (6) Arus jaringan adalah "3 kali arus phasa. Seperti sebelumnya rumus umum untuk daya tiga phasa menjadi P = "3 V I cos,dimana nilai V dan I adalah nilai jaringan. Kontaktor
Gambar 7. Motor Pompa Hidran
(5)
Magnetis
Kontaktor magnetis sama dalam operasinya dengan relay elektromekanis (EMR). Keduanya mempunyai keistimewaan penting yang umum yaitu kontaktor bekerja apabila kumparan diberi energi[3]. The National Electrical Manufacture Assosiation (NEMA) mendetinisikan kontaktor magnetis sebagai alat yang digerakkan secara magnetis untuk menyambung atau membuka berulang-ulang rangkaian daya listrik. Tidak seperti relay kontaktor dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Beban-beban tersebut meliputi lampu, pemanas, transformator, kapasitor dan motor listrik. Timer Kontaktor
Disini timer yangdigunakan adala Timing Relay. Dimana fungsi dari timer pada rancang bangun ini adalah sebagai penunda waktu pada putaran bintang keputaran segitiga, seperti terlihat pada Gambar 6. Motor Pompa Hidran
Pekerjaan
mekanik
I. Membuat rancangan gambar diagram kelistrikan. 2. Mempersiapkan komponen yang akan dipasang pada panel. 3. Melubangi panel untuk kedudukan reI. 4. Pengukuran rei untuk penempatan kontaktor. Pemasangan
komponen
I. Pasang rei omega dan terminal strip sesuai gambar penempatan komponen pada panel. 2. Pasang kontaktor, timer, fuse holder pada rei omega. 3. Pasang lampu indicator, Volt meter, dan tombol tekan pada panel. Pelaksanaan
pengawatan
I. Merangkai pengawatan untuk sumber PLN dan genset pada rangkaian daya. 2. Memasang pengawatan untuk rangkaian kontro! sistem interlock genset dan PLN. 3. Menghubungkan pengawatan tombol dengan kumparan kontaktor pada panel. Uji coba rangkaian
I. Sebelum dihubungkan ke sumber tegangan semua pengawatan harus diperiksa ulang untuk mencegah terjadinya hubungan singkat. 2. Kemudian sistem dihubungkan ke sumber PLN dan genset, apabila sumber terhubung dengan benar akan terlihat dengan menyalanya lampu indikator PLN dan genset. 3. Tombol start motor yang dari sumber PLN ditekan, maka sumber listrik dari gcnset akan mati terlihat dengan padamnya lampu indikator genset dipanel.
Gambar 6. Timing-Relay 270
ISSN 1410 - 8178
Rizwan Djambiar, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008 HASIL DAN PEMBAHASAN
Rangkaian Kontrol
Rangkaian Daya Rangkaian daya untuk menggerakkan motor pompa hidran dapat dilihat pada Gambar 8 dibawah. Sumber AC tiga phasa dari PLN dan Genset bertegangan 380 Volt (tegangan antar phasa) dan satu phasa 220 Volt (tegangan phasa dengan netml) untuk mensuplai motor pompa hidran. Sumber listrik ini dapat berasal dari PLN atau genset. Pada rangkaian daya ini digunakan untuk menentukan hubungan bintang atau hubungan segitiga. Setelah digambar dan diperiksa kebenarannya maka dapat langsung dirakit pada box panel. Ketika pompa hidran dihidupkan, pada saat start energi listrik yang dibutuhkan sangat besar sehingga menuntut konfigurasi bintang. Dalam hal ini KM2 dan KM4 menutup bersamaan. Selang bebrapa detik kemudian kontaktor KM4 membuka diikuti dengan menutupnya KM I, maka motor terhubung segitiga. Dalam hal ini KM2 tetap dalam keadaan menutup. Sistem ini untuk aliran listrik dari PLN. Untuk aliran listrik dari genset, sistem kerjanya mirip. Namun kontaktor yang bekelja berbeda yaitu KM2 ditukar KM6, KM4 ditukar KM8, KMI ditukar KM5.
III
..~"~'.6."'"
Kegiatan berikutnya adalah mendesain rangkaian kontrol (seperti Gambar 9). Rangkaian ini digunakan untuk mengunci salah satu sumber listrik yang digunakan Adapun cara kerja rangkaian interlock untuk mengoperasikan motor pompa hidran adalah sebagai berikut : 1. Jika tombol start (STR) pada rangkaian kontrol PLN ditekan, maka kontaktor I (KM 1) akan bekerja, kemudian saklar KM I akan menutup dan akan membuka jalur KM4. Bersamaan bekerjanya koil KMl, koil KM2 juga bekerja dan menutup saklar KM2 dan membuka untuk jalur ke genset. Dalam hal ini posisi saklar sistem kontrol genset dalam keadaan terkunci menjadi terbuka. Sehingga bila tombol untuk genset ditekan maka tidak akan berfungsi. Pada kondisi ini motor tiga phasa terhubung bintang dengan jaringan 2. Setelah interval tiga detik secara outomatis saklar KM3 (berfungsi sebagai timer) membuka jalur koil KM 1 dan digantikan oleh KM3 menutup, dan pada koil KM4 bekelja karena saklar KM I menutup. Pada kondisi ini motor tiga phasa terhubung segitiga dengan jaringan
.Ill.
·····m·"
n·"'· Gambar 8. Rangkaian Daya
SIP
""W'"''
~HR:
L
M,f:
=-1
)"'"
srn;1;I, ••••~.•••, ~~ ..
:
\t<J.tt,\o"'ti
't
!':lt7
"'V7 •
Rangkaian
Kontrol
Gensel'
Gambar 9. Rangkaian Kontrol Rizwan Djambiar, dkk.
ISSN 1410 - 8178
271
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan
Yogyakarta, 28 Agustus 2008 3. Untuk pengoperasian jalur genset prinsipnya sarna seperti pada jalur PLN. Untuk melihat jalur mana yang sedang bekerja dapat dilihat dengan nyala lampu yang ada pada kontrol panel. 4. Ketika tombol stop ditekan, jalur kontrol akan terputus dan semua kontaktor akan membuka. 5. Tahap berikutnya adalah merangkai komponen dengan mengacu pada rangkaian daya dari rangkaian kontrol. Bentuk rangkaian sistem interlock untuk pompa hidran kebakaran seperti ditalT\p'i~~~npada Gamb~!_!g.••
KESIMPULAN Telah dikembangkan sistem interlock untuk mengoperasikan pompa hidran. Dengan sistem interlock ini, sumber tegangan yang digunakan dapat berasal dari PLN atau genset. Sistem ini dapat berfungsi dengan baik sehingga tidak akan terjadi kesalahan operasi. Apabila salah satu sistem telah bekerja maka sistem yang lainnya tidak berfungsi. Dengan demikian kerusakan yang fatal dapat dihindari. DAFT AR PUSTAKA 1. ABDUL KADIR, PROF. IR, "Transformator", PT Pradnya Pararnita, Jakarta, 1981. 2. ZUHAL, "Dasar Tenaga Listrik", Bandung, ITB, 1982. 3. SUMANTO, "Mesin Sinkron" (Generator Sinkron dan Motor Sinkron), Andi Yogyakarta.
Gambar 10.Sistem Interlock kontaktor PLN-Genset Keterangan gambar : 1 dan 8 : Timer 2 dan 7 : Kontaktor RST 3 dan 5 : Kontaktor hubung Bintang 4 dan 6 : Kontaktor hubung Segitiga Setelah semua komponen terpasang uji coba dilakukan dilakukan, sistem telah bekerja seperti yang diinginkan. Ketika pompa hidran dihidupkan menggunakan sumber PLN, tombol yang terkoneksi ke genset tidak berfungsi sarna sekali. Begitu pula sebaliknya ketika sumber Iistrik dari genset yang digunakan, tombol yang berkaitan dengan jaringan listrik menjadi tidak berfungsi.
272
TANYAJAWAB Sukosrono ~ Mengapa tidak memakai stabilizer apabila terdapat pengaruh tluktuasi tegangan baik dari PLN atau genset terhadap sistem ini? Rizwan Djambiar ~ Pengaruh fluktuasi jelas ada, namun hanya 1 % dari nominal dan ini sangat tidak berpengaruh pada motor pompa. Stabilisator tidak dibutuhkan karena pompa masih dapat bekerja pada tegangan ± 10 % dari tegangan nominal.
ISSN 1410 - 8178
Rizwan Djambiar, dkk
