Daftar Isi
@
batan
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR Pusat Teknologi
Akselerator
Yogyakarta,
dan Proses Bahan
11 September 2013
PEMBUATANPANEL SUMBER TEGANGAN 380/220 VOLT ARUS 63 AMPER KELUARAN RELAY AC PADA UNIT PELAPISAN KERNEL U02 Triyono, Supardjono Mudjiman, Nur Hidayat PTAPB-BATAN Yogyakarta
ABSTRAK PEMBUATAN PANEL SUMBER TEGANGAN 380/220 VOLT ARUS 63 AMPER KELUARAN RELA Y AC PADA UNIT PELAPISAN KERNEL U02• Telah dibuat panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 63 Amper keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel U02. Kegiatan meliputi : instalasi dan uji fungsi panel. Instalasi kelistrikan beban meliputi : monitor/kontrol suhu 220 Volt, pompa scraber 220 Volt, pompa vakum 220 Volt, solenoid valve gas 220 Volt dan furnace induksi 380 Volt. Instalasi komponen terdiri dad: earth leakage circuit breaker 380 Volt, relay AC 380 Volt, magnetic circuit breaker 220 Volt, current transformer ratio 100/5 Amper, voltmeter, ampermeter dan normally open-close push button, terminal pembagi tegangan dan monitor/kontrol suhu pada kotak 70x50x20 em. Pengujian sumber tegangan dilakukan tanpa beban dan berbeban penuh untuk mengetahui kinerja alat. Hasil pembuatan dan uji fungsi sumber tegangan 380/220 Volt pada unit pelapisan kernel U02 menunjukkan bahwa : sumber tegangan dapat bekerja tanpa beban dan berbeban dengan aman. Beban meliputi : furnace induksi bertegangan 380-382 Volt arus 4-4,1 Amper, pompa vakum bertegangan 223 Volt arus 0,5 Amper, pompa scraber bertegangan 223 Volt arus 4 Amper, solenoid valve gas bertegangan 223 Volt arus 0,3 Amper dan monitor/kontrol suhu bertegangan 222 Volt arus 0,03 Amper. Kata Kunci : Pembuatan, panel, keluaran relay AC, unit pelapisan kernel.
ABSTRACT MANUFACTURING OF 380/220 V 63 A POWER SUPPL Y PANEL ON U02 KERNEL COA TING UNIT. The panel 380/220 Volts voltage source current 63 Amperes relay AC output on U02 kernel coating unit has been manufactured. The activities include: installation and function panel test. The electrical installation of load includes : 220 Volts temperature monitor/controller, 220 Volts scraber pump, 220 Volts vacum pump, 220 Volts solenoid valve gas and 380 Volts induction furnace. The component of installation includes: 380 Volts earth leakage circuit breaker, 380 Volts relay AC,220 Volts magnetic circuit breaker, 100/5 Amperes current transformator ratio, voltmeter, ampermeter and push button normally open-close and temperature monitor/control in the box size 70x50x20 em. The testing of voltage source has been unload and full load to determine the performance of the tool. The result of manufacture and function test voltage source 380/220 Volts at the U02 kernel coating unit showed that: the voltage source can work without load and full/oad safely. The load includes: voltage 380-382 Volts current 4-4,1 Amperes of induction furnace, voltage 223 Volts current 0,5 Amperes of vacum pump, voltage 223 Volts current 4 Amperes of scraber pump, voltage 223 Volts current 0,3 Amperes of solenoid valve gas and 222 Volts current 0,03 Amperes. Temperature monitor/control. Key Word: Manufacturing, panel, relay AC output, kernel, coating unit.
Triyono, dkk.
ISSN 1410 - 8178
Buku I haI. 93
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR ~
Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan
batan
Yogyakarta, 11 September 2013 PENDAHULUAN
Pada saat diameter ini telahcoildiinstal dengan 6 mm.furnace Alat
iniinduksi akan dikembangkan menjadi peralatan reaktor pelapisan kernel bahan bakar nuklir seeara fluidisasi. Furnace induksi dipakai sebagai penyedia panas berdasarkan adanya arus induksi yang terjadi pada bahan pemanas furnace, disebabkan karena adanya arus yang melalui coil oleh pembangkit arus. Proses pelapisan memerlukan panas antara 1300-1550 °C. Aliran listrik yang melalui coil akan membangkitkan arus induksi tergantung dari sifat kemagnetan bahan dan tTekuensi induksi. Gas sebagai bahan pelapis yang masuk bersama dengan gas pembawa akan terdekomposisi menjadi pyrokarbon, sHika karbida atau bahan lain yang diinginkan dan menempel pada kernel yang terfluidisasi dalam reaktor pelapisan (1). Untuk memenuhi kebutuhan sumber tegangan listrik 380/220 Volt AC dengan arus 40 Amper terhadap beban pada unit pelapisan kernel U30g perlu dibuat panel listrik. Sumber tegangan berfungsi untuk melayani beban berupa : furnace induksi, monitor/kontrol suhu, pompa vakum, pompa scraber, solenoid valve gas dan pompa pending in. Sumber tegangan 380/220 Volt diinstal pada kotak berukuran 70x50x20 em. Sistem operasi panel sumber tegangan masih menggunakan sistem on-off atau sistem kalang terbuka (2) • Dengan dibuatnya panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 60 Amper, maka sistem operasi Ti mudah dan aman untuk unit pelapisan akan lebih ~ semua beban. Blok diagram panel sumber tegangan 380/220 Volt dapat dilihat pada Gambar 1.
terbesar dengan tegangan 380 Volt arus 40 Amper untuk membangkitkan panas pada suhu sampai 1550 °c (5) • Beban terendah yaitu solenoid valve dengan tegangan 220 Volt arus 0,03 Amper yang berguna untuk membuka dan menutup aliran gas ke reaktor pelapisan. Bahan Bahan yang diperlukan pada pembuatan panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 63 Amper keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel UOz meliputi : kotak berukuran 70x50x20 em, earth leakage circuit breaker 3fase FH204 ABB tegangan 415 Volt arus 60 Amper, terminal kabel 4 pole 60 Amper dan12 pole 30 Amper, magnetik circuit breaker (60 A, 16 A dan 4 A), relay AC (SN-lO, SN-12 dan SK-20), current transformator ratio 100/5 A, ampermeter 0-100 A, voltmeter 0-300 V, kabel serabut (6 mm, 4 mm, 2,5 mm dan 1,5 mm), reI aluminium, tie kabel, mur baut, sepatu kabel, lampu indikator. Peralatan Peralatan yang digunakan pada pernbuatan panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 63 Amper keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel UOz meliputi : peralatan mekanik, toolsets, bor listrik, automatic wire tripper & cutter JRF- WS-l 02, hand FI
--- --
S Mspp & Ks SPV3 I
p
II
I SVI
PV I
I
SV2
TEORI DAN TAT A KERJA Sumber tegangan yang dibuat bertegangan 380 Volt AC 3 fase dengan kemampuan arus maksimal 63 Amper. Komponen pembentuk sumber tegangan meliputi : earth leakage circuit breaker, current transformer, magnetik circuit breaker, relay AC, terminal kabel, pengukur tegangan, pengukur arus, monitor suhu & kontrol suhu, push button normally open-normally dos, indikator tegangan input. Earth leakage circuit 1 415 Volt 234657 dengan breaker 3 fase bertegangan kerja arus kerja 63 Amper. ELCB mempunyai fungsi sebagai pengaman utama terhadap arus boeor yang terjadi antara fase terhadap fase, fase terhadap netral atau fase terhadap ground pada panel, sehingga beban terhindar dari kerusakan (3) • Besamya arus kerja pada panel sumber tegangan dapat ditentukan dengan ketentuan I start :::: 1,5 nominal (4) • Panel sumber tegangan harus mampu . melayani beban secara keseluruhan secara serentak. Beban furnace induksi MF -15 merupakan beban Buku I hal. 94
Kode P FI PV PS Ms&Ks SVI-3 Panel Furnace Monitor/kontrol 380/220 induksi suhu 380 V 220 40 VAA No Ti Solenoid Tegangan seraber Keterangan valve inputVolt 220 220 380 V60 VV 0,3 4A 63 AA A Pompa vakum 220 V 0,5
Gambar 1. Blok diagram panel sumber 380/220 Volt.
ISSN 1410 - 8178
tegangan
Triyono, dkk
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
~
batan
Pusot Teknologi Akselerotor don Proses Bahan Yogyakarta, 11 September 2013
crimping tools, tang ampermeter knew snap 2055 AC/DC Clammeter, automatic peeling pliers boss tools dan digital multimeter sanwa CD802. Metodologi. Pelaksanaan pembuatan panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 63 Amper meliputi : Inventarisasi beban yang akan dilayani oleh panel sumber tegangan 380/220 Volt meliputi : jumlah fase, tegangan kerja, arus kerja dan daya kerja tiap beban. Menghitung jumlah arus perbeban dan arus total tUltuk menentukan jenis pengaman tiap beban dan pengaman selurOObeban. Dibuat gambar sistem pengaman menggunakan ELCB 3 fase. Dibuat gambar sistem pengkabelan pada instalasi terhadap beban. Dibuat tata letak kedudukan komponen 3 26 pada 54 1 kotak berukuran 70x50x20 em seeara kompak. Dilakukan pekerjaan mekanik sesuai kedudukan komponen untuk menempatkan komponen utama dan pendukung. Dilakukan pengkabelan sesuai gambar yang telah direneanakan. Dilakukan pengeeekan terhadap hasil instalasi seeara seksama untuk memastikan bahwa instalasi telah benar dan aman. Dilakukan penguji terhadap fungsi panel sumber tegangan tanpa beban dan berbeban penuh tUltuk mengetahui kinerja alat. HASIL DAN PEMBAHASAN Telah dilakukan pembuatan panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 60 Amper keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel D02. Panel sumber tegangan dapat digunakan untuk melayani beban 3 fase dan beban 1 fase seeara keselurOOan tanpa mengalami gangguan trip (ofJ). Panel sumber tegangan telah diuji tanpa beban dan berbeban penOO. Hasil inventaris beban yang dilayani oleh panel sumber tegangan dapat dilihat pada Tabel 1. Tabell.
Hasil inventaris beban yang dilayani oleh panel sumber tegangan 110 15000 220 40 380 Arus 880 220 66 84beban 0,5 1,0 Spesifikasi beban 0,036 Nama 0,3 Daya (W) (A)
(V)
Pompa vakum Tegangan
Triyono, dkk.
Kabel4x6
mm
InpUI380 Volt
No
Netral CT N Kode E1 Voltmeter V RST A Current transformer ratio 10015 A Earth circuit breaker 3V fase Fase leakaqe RST bertegangan 380 AC Ampermeter Keterangan
Gambar 2. Sistem pengaman instalasi panel sumber tegangan 380/220 Volt arus 63 Amper. Tabel 1 menunjukkan hasil inventarisasi beban yang akan dilayani oleh panel sumber tegangan. Beban terbesar adalah furnace induksi 3 fase bertegangan 380 Vol dengan arus 40 Amper berdaya 15000 Watt yang berfungsi menghasilkan arus induksi ke coil. Pompa vakum I fase bertegangan 220 Volt dengan arus 0,5 Amper berdaya 110 Watt berfungsi membantu penyerapan terhadap gas sisa proses. Pompa seraber 1 fase bertegangan 220 Volt dengan arus 4 Amper daya 880 Watt berfungsi untuk menyerap gas sisa proses menggunakan media air yang disirkulasikan dan dibakar dengan gas LPG pada flare. Solenoid valve 1,2 dan 3 bertegangan 220 Volt arus 0,3 Amper berftUlgsi sebagai pembuka dan penutup aliran gas dari ruang gas ke reaktor fluidisasi unit pelapisan kernel. Monitor sOOu 1 dan 2 bertegangan 100-240 Volt dengan arus 0,036 Amper (36 mA) berfungsi untuk memonitor sOOu pada dinding reaktor dan aliran gas buang sisa proses ke scraber. Kontrol suhu bertegangan 0-240 Volt dengan arus 0,3 Amper berfungsi untuk pengontrolan furnace induksi MF-15, sehingga suhu pada chamber reaktor dapat dikendalikan seeara otomatik sesuai suhu setting yang dinginkan. Pompa air pendingin bertegangan 220 Volt arus 1,0 Amper berfungsi untuk memompa air pending in seeara sirkulasi air bebas mineral (ABM) pada penampung plastik volume 120 liter. Arus total selurOO beban 46,508 Amper dengan daya total sebesar 16432,500 Watt pada tegangan 380/220 Volt. Dengan mengetahui jumlah arus total beban akan dapat ditentukan alat pengaman clan arus kerjanya. Alat pengaman berupa
ISSN 1410 - 8178
Buku ] hal. 95
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
~
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
batan
Yogyakarta, 11 September 2013 earth leakage circuit breaker (ELCB) 3 fase dengan arus kerja 63 Amper pada tegangan 415 Volt. Sistem pengaman instalasi panel sumber tegangan 380/220 Volt AC arus 63 Amper dapat dilihat pada Gambar 2. Sistem pengaman bertegangan 415 Volt dengan arus maksimum 63 Amper. Untuk mengetahui tegangan input dapat diketahui melalui voltmeter yang dipasang pada salah satu fase input terhadap netral, sedangkan pengukur arus menggunakan current transformer dengan ratio 100/5 Amper yang terhubung ke ampermeter. Apabila terjadi ketidak normal an pada panel dengan arus melebihi 30 mAmper, maka ELCB akan trip ke posisi 0 (off).
Bilamana terjadi trip pada earth leakage circuit breaker (ELCB) 3 fase 380 Volt perlu dilakukan pengecekan. Bilamana terjadi trip pad a earth leakage circuit breaker (ELCB) 3 fase 380 Volt perlu dilakukan pengecekan meliputi : I. Dilakukan pengukuran tegangan fase terhadap fase, fase terhadap netral dan fase terhadap ground .. 2. Dilakukan pengecekan ulang hubungan antara komponen satu terhadap lainnya. 3. Posisikan kembali saklar pengaman pada ELCB pada posisi I (on). Wiring pengoperasian relay AC terhadap beban pada unit pelapisan kernel dapat dilihat pada Gambar 3. R S T
3801
220 V 63A
N
lH?
R
_______________________________
5 T I Kode I
Keterangan
\1:5
-~---b----------------N07
f.H
•••
RL I}'O/~ 67.
·.NC7
MCB 40 A furnace It'Iduksi MCB A pompa vakum N
M7 ••~
~==~';"h'
MCB A solenciivafile 2 A 3 A solerroi:! salenci:! )
MCB t~CB ::
Normally open menghentikan
operasi re1ay 1-7.
Buku I hal. 96
ISSN 1410 - 8178
Triyono, dkk
©>
batan
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan
Yogyakarta, 11 September 2013
Dari Gambar 3 menunjukkan wlrmg pengoperasian relay AC terhadap beban pada unit pelapisan kernel. Furnace induksi MF-15 dioperasikan melalui normally open-close (NOI dan NCl) pada tegangan 380 Volt AC 3 fase untuk menghasilkan arus induksi yang cukup hingga diperoleh suhu 0-1550 Dc. Pompa vakum 220 Volt dioperasikan melalui normally openclose (N02 dan NC2) guna membantu menyerap sisa gas proses sebelum menuju ke flare untuk dibakar dengan gas liquid petrolium gas (LPG). Pompa sember 220 Volt dioperasikan melalui normally open-close (N03 dan NC3) untuk menyerap gas sisa proses dengan mengalirkan air secara sirkulasi pada kolom kaca. Monitor suhu dinding reaktor, kontrol suhu reaktor dan monitor gas buang bertegangan 220 Volt dioperasikan melalui normally open-close (N04 dan NC4) untuk monitoring suhu dinding reaktor dan suhu gas buang serta pengontrolan suhu ruang reaktor dimana cuplikan diproses. Solenoid valve 1-3 bertegangan 220 Volt dioperasikan melal ui normally open-close (N05-7 dan NC5-7) untuk 32 41 mengalirkan gas
Triyono, dkk.
bertegangan 223 Volt dengan arus 0 Amper beban pompa vakum masih off. Relay RL3 bertegangan 223 Volt dengan arus 0 Amper beban pompa sember masih off. Relay RL4 menunjukkan tegangan 222 Volt dengan arus 0 Amper beban berupa monitor Ikontrol suhu masih off. Relay RL5 menunjukkan tegangan 223 Volt dengan arus o Amper beban berupa solenoid valve gas 1 tidak aktif.
C Furnace induksitegangan 151,48 KVAIJH380/220 Varus Kode Usc Unit Pst Keteranaan No FI-15 Coil scraber berinduktansi Panel sumber 63A
Gambar 4. Instalasi panel sumber tegangan 3801 220 Volt keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel
U02.
Tabel 2. Uji fungsi panel tanpa beban. V'
sumber
tegangan
." Keterangan induksi 221 219 381 Nama Keluaran a beban Monitorl 222 Solenoid 0Arus, 220 380 382 A tan Furnace 223 224 No Relay Pompa 21 3Tegangan, 5 4 6 7 vakum scraberaas kontrol suhu 1 valve 2 3
Relay RL6 menunjukkan tegangan 224 Volt dengan arus 0 Amper beban berupa solenoid
ISSN 1410 - 8178
Buku I haI. 97
se R·T R· S·N ase T·N
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 11 September 2013 valve gas 2 belurn aktif. Relay RL7 menunjukkan tegangan 224 Volt dengan arus a Amper beban berupa solenoid valve gas belurn aktif. Dalam uji fungsi dilakukan tanpa beban untuk mengetahui relay RL1-RL7 sudah bekerja dengan baik atau ada ketidak normal an. Dalam uji fungsi tanpa beban arus tak terukur karena beban masih off, tetapi relar RLI-RL7 sudah bekerja secara normal dan siap dibebani pada uji fungsi tahap selanjutnya. Dari hasil pengukuran tegangan pada relay RL1 hingga relay RL7 menghasilkan tegangan diatas tegangan normal. Perbedaan tegangan terukur terhadap tegangan normal terjadi akibat fluktuasi tegangan jejaring dari PLN. Uji fungsi panel surnber tegangan 380/220 Volt dengan beban pada unit pelapisan dapat dilihat pada Tabe13. Tabel
3. Uji fungsi panel sumber tegangan 380/220 Volt dengan beban pada unit pelapisan. induksi 224 Relav 2 I222 Nama A Arus 381 beban 04Keluaran 221 382 380 220 Solenoid valve 219 223 Monitor Pompa vakum 4,0 0,03 10,5 5 0,3 74,1 3 Keterangan Furnace dengan 6 Relay Pompa 4
No V Tegangan, scraber kontrol qas 2 gas 2 31 suhu
&l> batan
menunjukkan tegangan 223 Volt dengan arus 0,3 Amper beban berupa solenoid valve gas 1 hidup. Relay RL6 menunjukkan tcgangan 224 Volt dengan arus 0,3 Amper beban berupa solenoid valve gas 2 hidup. Relay RL7 menunjukkan tegangan 224 Volt dengan arus 0,3 Amper beban berupa solenoid valve gas hidup. Dalam uji fungsi dilakukan dengan beban untuk mengetahui relay RLI-RL7 sudah bekerja dengan baik atau ada ketidak normalan dalam melayani beban. Dalam uji fungsi panel surnber tegangan dengan beban dapat bekerj a secara baik dan pengaman ELCB tidak mengalarni trip (ofJ). KESIMPULAN Telah dibuat panel surnber tegangan 380/220 Volt AC dengan arus 60 Amper keluaran relay AC pada unit pelapisan kernel U02• Sumber tegangan dibuat dan ditempatkan pada kotak panel berukuran 70x50x20 em. Hasil pembuatan dan uji fungsi sumber tegangan 380/220 Volt pada unit pelapisan kernel U02 menunjukkan bahwa : surnber tegangan dapat bekerja tanpa beban dan berbeban penuh dengan aman. Beban meliputi : furnace induksi bertegangan 380-382 Volt arus 4-4,1 Amper, pompa vakurn bertegangan 223 Volt arus 0,5 Amper, pompa scraber bertegangan 223 Volt arus 4 Amper, monitor/kontrol suhu bertegangan 222 Volt arus 0,03 Amper. solenoid valve gas bertegangan 223224 Volt arus 0,3 Amper UCAPAN TERIMAKASIH . Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bpk Parimun, Bpk V. Bambang Suwondo atas segal a bantuannya, hingga karya tulis ini dapat terwujud. DAFTAR PUSTAKA
Uji fungsi panel sumber tegangan 380/220 Volt dengan beban ditunjukkan pada Tabel 3. Pada uji fungsi panel sumber tegangan dengan beban menunjukkan bahwa RLl bertegangan fase terhadap fase antara 380-382 Volt. Furnace dalam kondisi hidup. Tegangan pada relay RL1 antara fase terhadap netral antara 219-221 Volt dengan arus antara 4,0-4,1 Amper. Relay RL2 bertegangan 223 Volt dengan arus 0,5 Amper beban pompa vakum hidup. Relay RL3 bertegangan 223 Volt dengan arus 4 Amper beban pompa scraber hidup. Relay RL4 menunjukkan tegangan 222 Volt dengan arus 0,03 Amper beban berupa monitor /kontrol suhu hidup. Relay RL5 Buku I haI. 98
1. VALERY RUDNEV, DON'T LOVELESS, RAYMOND COOK, MICAH BLACK, Hand book of Induction Heating, Madison Heights, Michigan, USA. 2. ED! LEKSONO, IR, Teknik Kontrol Automatik, Jilid I, Penerbit Erlangga, J1. Kramat IV No 11, Jakarta 10420, Tahun 1985. 3. TRIYONO, SUPARDJONO MUDJIMAN, SRIWIDIY ATI, Pembuatan Perangkat Keras Panel Sistem Instrumentasi Kendali Pada Proses Gelasi, Pro siding Seminar P3N PT APB BATAN Yogyakarta, 26 September 2012. 4. A. RIDA ISMU W, IR, Instalasi Listrik, Bagian Teknik Listrik Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.
ISSN 1410 - 8178
Triyono, dkk
@ batan
PENELITIAN
PRO SIDING SEMINAR DAN PENGELOLAAN PERANGKAT
NUKLIR.
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 11 September 2013
5. NONAME, Medimn Frequency Induction Melting Furnace (MF-15/25/35/45/70), Made in China.
Sigit P ~ Apa keuntungan (380/220) pada penjelasan
pembuatan panel ini unit pelapisan? Mohon
Triyono ~ Keuntungan pembuatan panel sumber tegangan 380/220 volt arus 63 amper antara lain; sistem op eras unit pelapisan kernel lebih terpadu dan lebih mudah serta lebih aman, karena dilengkapi Earth Leackage Circuit Breaker (ELCB) 3Jase.
i
TANYA JAWAB Sudaryadi ~ Bagaimana cara mengatasi jika terjadi trouble shooting mengingat suhu operasi diatas lOOOoC?
Triyono ~ Bila terjadi trouble shooting pada saat operasi berlangsung dapat diatasi dengan merunut wiring pada beban yang mengalami trouble dan dilakukan pengukuran tegangan pada tiap beban, kemudian ELCB diaktifkan kembali pada posisi I (On).
Triyono, dkk.
ISSN 1410 - 8178
Buku I hal. 99
