Makalah Seminar Tugas Akhir
STUDI PENENTUAN OPERASI GENSET CONTAINER CRANE TERMINAL PETI KEMAS SEMARANG MENGGUNAKAN SOFTWARE ETAP 4.0 Widianto Stevanus- L2F 008 0961, Dr. Ir. Hermawan, DEA2, Ir. Agung Warsito, DHET2. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Email :
[email protected]
Abstract - Electric power system of container crane in Semarang Container Terminal (TPKS) took from the source of PLN, derived voltage of 20 kV to 3.3 kV. As a backup power during power outages is also available genset with capacities equal to 1500 kVA and 2000 kVA This Genset is special provide reserve for container crane energy. The container crane which still there in this time amount to five unit with two different type of machine. To know the exact operation of the genset to supply vary number of container crane and type of container crane is carried out data collection of major equipment container crane and other support equipment. ETAP Power Station 4.0 is used to determine the power to be supplied by genset to vary the number of container cranes are in operation and variations in the type of operating the container crane. By calculating load flow hence value of power, power loss and power factor will know.To determine the ability of generators to supply the load can not simply be based on the rating MVA and power factor, for the reason performance chart has been made to determine the generator operating limits. At container crane system, all DC motors cannot work simultaneously. Under the terms of employment and the motor power indicated on the motor then selected the largest conditions Troley and Hoist motors operate simultaneously. These conditions will be made into the simulation. From simulation result obtained a biggest load of moment one Toshiba container crane operate is 734 kVA with power factor equal to 68,2% and at the one of Siemens container crane operate is 630 kVA with power factor equal to 89,3 %. From the result of study and research which have been known that genset available to supply effectively four unit container crane simultaneously. Index term: container crane, genset, ETAP power station 4.0
1.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Salah satu perusahaan yang menjalankan pelabuhanpelabuhan penting di Indonesia adalah PT. Pelabuhan Indonesia III (Pelindo III). Perusahaan ini membawahi beberapa pelabuhan, salah satu diantaranya adalah Terminal Peti Kemas Semarang (TPKS), yang merupakan pusat handling peti kemas. Setiap bulannya Terminal Peti Kemas Semarang membongkar muat puluhan ribu peti kemas. Dengan jumlah yang sebanyak ini, tidak boleh terjadi kesalahan sedikitpun dalam proses pemindahan maupun penyimpanan. Oleh karena itu terdapat berbagai macam peralatan yang digunakan untuk menunjang proses ini, diantaranya container crane (CC ), Rubber Tyre Gantry Crane (RTG), serta truk container. Terminal Peti Kemas Semarang memiliki lima buah container crane yang memiliki tugas memindahan peti kemas dari dermaga ke kapal dan sebaliknya.Untuk mengangkat dan memindahkan
1 2
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro UNDIP Semarang
peti kemas yang berbobot puluhan ton ini, dibutuhkan motor-motor listrik berdaya besar. Hal ini menjadikan container crane menjadi peralatan dengan daya listrik terbesar pada Terminal Peti Kemas Semarang. Penjelasan ini telah dibahas dalam karya tuli sebelumnya. Dalam karya tulis ini[5] dibahas sistem operasional container crane secara keseluruhan, mulai dari tentang bagaimana kerja sistem container crane sampai kendala-kendala yang dihadapi dalam pengoperasian container crane. Supaya container crane dapat bekerja saat sumber dari PLN mengalami gangguan maka dipasang genset dengan tegangan 3,3 kV yang letaknya di power house TPKS. genset ini dihubungkan dengan transformator 3,3 kV yang sama dengan transformator yang terhubung dengan sumber PLN. Alasan dalam pemilihan kapasitas dan tegangan ini telah dibahas sebelumnya dalam karya tulis yang terdaftar dalam kepustakaan, Dalam karya tulis ini[1] penelitianyang dilakukan hanya pada satu jenis container crane saja yang dijadikan pedoman dalam simulasi sedangkan pada TPKS sendiri terdapat dua jenis container crane yang memiliki spesifikasi yang berbeda. Semakin meningkatnya aktivitas transportasi barang melalui jalur laut menjadikan peranan terminal peti kemas sangat besar terutama pada peralatan utamanya yaitu container crane. Untuk mengikuti peningkatan aktivitas transportasi tersebut maka operasi container crane sangat vital perannya baik dari segi peningkatan jumlah container crane yang beroperasi maupun keberlanjutan operasi. Saat suplai tenaga utama dari PLN padam maka genset yang bertanggung jawab menyediakan suplai tenaga kepada container crane. Untuk menambah keandalan penyediaan tenaga listrik container crane dilakukan penambahan genset oleh pihak TPKS sehingga memungkinkan lebih banyak lagi container crane yang dapat beroperasi bersamaan. Genset yang baru ini memiliki kapasitas yang lebih besar dari genset yang telah ada dan telah dilakukan penelitian sebelumnya. Tidak adanya data-data secara Analitik dalam pengoperasian dua buah genset yang berbeda kapasitas tersebut dalam menyuplai variasi jenis container crane dan jumlah container crane yang dapat beroperasi secara bersamaan mendorong penulis untuk melakukan studi penentuan operasi genset yang digunakan untuk meyuplai container crane, untuk itu dilakukan penelitian yang berlokasi di TPKS Tanjung Emas dan mensimulasikannya dengan bantuan program ETAP Power Station 4.0.
1.2 Tujuan Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk menentukan operasi genset containe crane dengan cara mensimulasikan beban container crane dengan bantuan program ETAP Power Station 4.0. sehingga dapat diketahui secara analitik genset mana yang harus beroperasi untuk masing-masing variasi beban container crane dan berapa jumlah container crane yang dapat beroperasi secara bersamaan dengan suplai tenaga dari dua buah genset yang tersedia berdasarkan hasil load flow. 1.3
Pembatasan Masalah
Pembahasan dalam tugas akhir ini dibatasi oleh : a. Jaringan sistem tiga fasa seimbang. b. Genset dimodelkan dengan sebuah generator dalam ETAP power Station 4.0. c. Generator bekerja pada saat steady state dan kondisi idealnya. d. Beban motor dalam kondisi beban penuh dan stabil, tidak dalam kondisi transien. e. Tidak membahas tentang harmonisa dan faktor luar dari sistem. g. Data diperoleh dari TPKS Tanjung Emas, internet dan data standart NEC dalam library ETAP power Station. 2 DASAR T EORI 2. 1 Container crane Container crane adalah suatu alat transportasi yang terlibat dalam proses penanganan bongkar muat peti kemas di pelabuhan. Fungsi alat ini adalah untuk memindahkan peti kemas dari kapal ke pelabuhan atau dari pelabuhan ke kapal.
yang berupa penyearah 3 Ф terkontrol penuh sehingga putaran motor dapat diatur sesuai keperluan. Sumber tenaga listrik container crane terdiri dari dua jenis yaitu sumber dari dermaga atau jaringan utama PLN dan yang kedua adalah sumber dari genset sebagai sumber tenaga cadangan saat sumber utama padam atau mengalami gangguan. 2.2 Generator Set (genset) Generator-set atau yang sering biasa disebut Gen-set adalah suatu alat pembangkit tenaga listrik dengan penggerak mula menggunakan mesin diesel. 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)[3]. Generator dari genset merupakan generator sinkron atau alternator yang merupakan sumber utama listrik untuk umum. Kapasitas unitnya bervariasi dari beberapa ratus kVA sampai ratusan MVA. Masukannya berupa daya mekanis dan medan magnet. Masukan daya mekanis diberikan oleh prime-mover yaitu mesin yang dapat menghasilkan daya mekanis dengan mengubah berbagai bentuk energi yang tersedia pada alam. Untuk mengontrol masukan daya mekanis ini, digunakan governor. Masukan medan magnet diberikan oleh pemacu (exciter) dan masukan medan magnet ini dikontrol dengan AVR (Automatic Voltage Regulator).[13] 2.3 Performance chart Generator Sinkron Performance chart generator sinkron menunjukan batas-batas kerja suatu generator, kurva ini dapat dibuat dengan cara menghitung nilai-nilai dari persamaan berikut sesuai dengan kapasitas generator:[10]
Z base = Xs =
kV 2 MVA
Z base SCR
Qleading=
V2 Xs
( ) ( ) (VAR)
(1)
Setelah mengetahui nilai dari persamaan diatas maka dapat dibuat kurva performance chart yang ditunjukkan pada gambar
Gambar 1 Container crane
Pada gambar 1 terlihat 2 buah container crane yang akan membongkar muatan kapal. Dari gambar terlihat sebuah container crane yang sudah siap beroperasi serta container crane yang sedang menurunkan lengan boom nya. Untuk menggerakkan spreader saat memindahkan peti kemas, container crane menggunakan motor DC. Motor DC dipilih karena pengaturan motor DC relatif mudah dan memiliki torsi yang besar jika dibandingkan dengan motor AC. Pengaturan motor DC dilakukan dengan mengatur tegangan pada kumparan jangkar maupun kumparan medan. Pengaturan tegangan ini menggunakan converter Gambar 2. Performance chart generator
Pembuatan kurva ini bertujuan untuk memastikan operasi generator masih dalam daerah kestabilan atau tidak. Daerah kestabilan operasi generator adalah bagian yang diarsir pada gambar 2. 2.4 DC Drive (Penyearah) DC Drive adalah Alat yang digunakan untuk mengendalikan putaran motor DC dengan mengatur masukan tegangan jangkar dan arus medan pada motor DC. Pada container crane DC Drive yang digunakan adalah rangkaian elektronika daya Penyearah Tiga Fasa Jembatan Terkonrol Penuh. Penyearah tiga fasa jembatan (threephase brige rectifier) biasa digunakan pada aplikasi daya tinggi. Tegangan keluaran dapat diatur dengan mengatur sudut fasa pemicuan thyristor. Konverter tiga fasa menyediakan tegangan keluaran rata-rata yang lebih tinggi dan frekuensi ripple pada tegangan keluarannya lebih tinggi dibandingkan dengan konverter satu fasa. Dengan demikian, kebutuhan untuk menghaluskan gelombang arus beban dan tegangan beban menjadi lebih sederhana. Karena alasan ini, konverter tiga fasa lebih sering digunakan pada daya tinggi. Gambar 3 Berikut menunjukan rangkaian Penyearah tiga fasa jembatan terkonrol penuh secara sederhana.
faktor daya konverter ditunjukan pada persamaan dibawah ini[9]
PF = 3 / π . cosα Dimana
α
(4)
adalah sudut pemicuan Thyristor
2.5 Motor DC Penguat terpisah Jenis motor DC yang digunakan sebagai penggerak utama container crane adalah Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, yang dimaksud motor DC sumber daya terpisah adalah Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur tegangan jangkar (meningkatkan tegangan jangkar akan meningkatkan kecepatan) dan arus medan (menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan). Motor DC dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik pada ukuran yang lebih besar. Motor DC tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.[14] 2.6 Aliran Daya Gauss-seidel
Gambar 3. Penyearah tiga fasa jembatan terkontrol penuh
Sedangkan gelombang keluarannya ditunjukan pada gambar
Daya listrik selalu mengalir ke beban, karena itu aliran daya juga merupakan aliran beban. Besarnya aliran daya di setiap saluran transmisi beserta rugi-ruginya dapat diketahui dengan menghitung terlebih dahulu besaran tegangan dan sudut fasornya pada semua simpul pada sistem. Pada setiap simpul (bus) sistem terdapat 4 parameter atau besaran yaitu: [7] a. Daya nyata (P) dengan satuan MW. b. Daya Reaktif (Q) dengan satuan MVAr. c. Tegangan (V) dengan satuan kV. d. Sudut fasa tegangan. Perhitungan aliran daya dengan metode Gauss-seidel memiliki keuntungan-keuntungan antara lain perhitungan atau pemrograman relatif lebih mudah, waktu tiap iterasi singkat dan sesuai untuk sistem jaringan sedikit (lima simpul atau kurang). Proses perhitungan dengan metode gauss-seidel dapat dilakukan dengan bus admitansi atau dengan bus impedansi. Persamaan untuk aliran daya dengan metode gaus-seidel dituliskan sebagai berikut, [4]
Gambar 4. Gelombang keluaran penyearah tiga fasa jembatan terkonrol penuh
Persamaan gelombang keluarannya adalah sebagai berikut[2],
(5)
(6)
(7) (2)
(3)
(8) (9)
3
PENGUMPULAN DATA DAN PEMODELAN SINGLE LINE DIAGRAM SIMULASI
Genset container crane digunakan untuk menyuplai kebutuhan tenaga 4 motor utama yaitu Hoist, boom , gantry dan Trolley dan beberapa motor-motor kecil sebagai peralatan tambahan seperti brake, fan, spreeder trim hell dan lain-lain. Terdapat 5 buah container crane pada Terminal Peti Kemas Semarang yang memiliki dua jenis mesin utama yang berbeda. 2 container crane menggunakan mesin bermerek Toshiba yakni container crane 3 dan 4, sedangkan tiga container crane lainnya memakai mesin utama bermerek Siemens yakni container crane 5,6 dan 7 yang untuk selanjutnya kita sebut container crane Toshiba untuk container crane dengan mesin utama Toshiba dan container crane Siemens untuk container crane dengan mesin utama Siemens. Simulasi dilakukan dengan memperoleh data secara langsung di lapangan berupa data sekunder/data yang tertera pada name plate peralatan. Sebelum dilakukan simulasi maka perlu diketahui terlebih dahulu tentang manajemen beban dalam container crane yaitu yang pertama adalah saat kondisi crane on atau kondisi dimana container crane telah tersambung dengan sumber tenaga dan siap untuk diopersaikan yang kedua adalah kondisi ketika container crane mencapai beban terbesarnya (beban puncak). Kondisi beban puncak tidak didefinisikan sebagai saat semua beban beropersi karena dalam container crane terdapat syarat kerja motor dalam motor-motor utama, berikut adalah syarat kerja Motormotor utama container crane:
didapatkan operasi yang tepat untuk menyuplai variasi container crane yang beroperasi. Selain itu simulasi ini juga digunakan untuk menghitung besarnya daya yang diterima beban dan rugi daya atau losess. Simulasi tersebut menggunakan metode Gauss-Seidel dengan maksimal jumlah iterasi 100 dan toleransi 0,000001. Metode ini dipakai dikarenakan keunggulannya untuk menyelesaikan persamaan sistem yang kecil dan kemudahannya dalam tiap iterasi. Dari simulasi ini dapat dimodelkan aliran daya sampai ujung beban dan rugi tegangan tiap saluran. Langkah pertama yang dilakukan setelah data terkumpul adalah membuat single line diagram atau diagram satu garis. Setelah itu dipilih parameter simulasi seperti jumlah iterasi, batas toleransi dan pembebanan beban. Setelah dilakukan simulasi, hasil yang diperoleh dapat dipilih sesuai dengan data yang diinginkan seperti data aliran daya atau rugi tegangan. Diagram alir studi penentuan operasi genset dapat dilihat pada gambar 5.
•
Motor DC Boom Motor ini akan dapat bekerja apabila motor DC Hoist, motor DC gantry dan motor DC Trolley tidak bekerja. •
Motor DC Hoist Motor ini akan dapat bekerja apabila motor DC boom dan motor DC gantry tidak bekerja. Kedudukan bagian boom harus horisontal. Pada saat motor DC Hoist bekerja maka motor DC Trolley dapat bekerja secara bersamaan •
Motor DC Gantry Motor ini akan dapat bekerja apabila motor DC boom dan motor DC Hoist tidak bekerja. Kedudukan bagian boom harus horisontal. Pada saat motor DC Gantry bekerja maka motor DC Trolley dapat bekerja secara bersamaan. •
Motor DC Trolley Motor ini akan dapat bekerja apabila motor DC boom tidak bekerja. Kedudukan bagian boom harus horisontal. Pada saat motor DC Trolley bekerja maka salah satu dari motor DC Hoist atau motor DC gantry dapat bekerja secara bersamaan. Gambar 5. Diagram alir studi penentuan operasi genset
3.1 Simulasi Program Perangkat lunak yang digunakan adalah ETAP power station versi 4.0. Dalam pengujian menggunakan ETAP simulasi yang dipakai adalah simulasi aliran daya. Simulasi aliran daya bertujuan memastikan kapasitas generator dapat menyuplai beban containe crane tanpa ada masalah, dengan mengasumsikan kondisi beban terbesar atau beban puncak pada container crane kemudian membandingkan daya yang harus disuplai dengan kemampuan genset berdasarkan performance chart generator, sehingga akan
4.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam bab sebelumnya container crane (CC ) telah dimodelkan menjadi sebuah Single line diagram untuk mempermudah analisa. Berdasarkan hasil pengamatan dan survey di lapangan diketahui kondisi operasi pada container crane yakni saat keadaan crane on dan keadaan beban puncak (crane operation) Berdasarkan syarat kerja dari masing-masing motor DC yang dijelaskan pada bab sebelumnya, maka ada tiga
operasi utama dari motor DC container crane yaitu saat boom kerja, Hoist dan Trolley kerja, gantry dan Trolley kerja. Berdasarkan spesifikasi motor maka dipilih kondisi saat Hoist dan Trolley bekerja sebagai kondisi beban puncak container crane dalam simulasi. Berikut adalah kondisi operasi motor-motor secara lengkapnya, Tabel 1. Kondisi operasi motor utama saat beban puncak Motor Kondisi Operasi Main Hoist /Hoist ON Trolley ON Boom OFF Gantry OFF
Sedangkan untuk motor pendukung ada tambahan motor yang bekerja yakni Hoist Emergency Brake Tabel 2. Kondisi operasi motor pendukung saat beban puncak
Motor
Kondisi Operasi
Cable reel Rail clamp Boom emergency brake Hoist emergency brake Boom latch
OFF OFF OFF ON OFF
Spreader trim heel Spreader Trolley pope tensioner Ventilasi van Cooling Hoist motor Cooling Trolley motor Cooling boom Hoist motor Pope reeving
ON ON ON ON ON ON ON ON
Kondisi beban puncak inilah yang akan menjadi pedoman dalam simulasi untuk mengetahui penentuan operasi genset sebagai supply backup power container crane. Terdapat lima buah container crane yang ada di TPKS Semarang, dua buah container crane bermesin Toshiba dan tiga yang lainnya bermesin Siemens. Untuk melakukan analisa terhadap variasi jenis dan jumlah container crane yang beroperasi maka penulis memodelkan sebanyak lima buah container crane dengan meng-Copy Single line tadi menjadi lima buah dan menyesuaikan data peralatan sesuai dengan data hasil penelitian. Berikut adalah Single line diagram yang dimodelkan di dalam ETAP Power Station 4.0
4.1 Kebutuhan Daya Container crane Dalam simulasi dilakukan variasi terhadap jenis container crane yang beroperasi dan juga terhadap kombinasi jumlah container crane. Setelah disimulasikan Kebutuhan daya untuk masing-masing jenis variasi dalam simulasi ditunjukan pada tabel 3. Tabel 3. Hasil load flow ETAP untuk masing- masing variasi Variasi beban container crane
kVAr
kVA
%PF
Satu CC Toshiba
555
603
820
67,7
Satu CC Siemens
600
303
672
89,2
Dua CC Toshiba
1110
1207
1639
67,7
Satu CC Toshiba & Satu CC Siemens
1155
906
1468
78,7
Dua CC Siemens
1200
606
1344
89,2
1710
1510
2281
75,0
1755
1210
2131
82,3
1800
910
2016
89,2
2309
1813
2936
78,7
2354
1513
2799
84,1
2909
2116
3598
80,9
Dua CC Toshiba & Satu CC Siemens Dua CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens Dua CC Toshiba & Dua CC Siemens Tiga CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens & Dua CC Toshiba
Sedangkan genset yang tersedia berjumlah dua buah dengan kapasitas yang berbeda seperti ditunjukan pada tabel dibawah ini Tabel 4. Spesifikasi genset container crane Electrical characteristics (genset)
1500 kVA
2000 kVA
Rated power (kVA)
S
1500
2000
True power (kW)
P
1200
1600
Rated power factor (%)
PF
80
80
Frequency (Hz)
f
50
50
Phase
φ
3
3
Rated voltage (V)
V
3300
3300
Rated curent (A)
In
262
350
Voltage excitation (V)
Vf
21
27
Curent excitation (A)
If
5.4
7.02
Rpm
n
1500
1500
0,478
0,531
SCR
Gambar 6. Single line diagram simulasi satu CC
kW
(CC )
Dari kedua tabel diatas akan digambarkan kurva performance chart masing-masing generator untuk mengetahui batas-batas operasi generator dan kestabilannya kemudian mem-plot titik kerja masing-masing variasi beban kedalam kurva.
generator sehingga variasi beban ini lebih tepat disuplai oleh generator 2000 kVA. Begitu pula dengan keempat variasi yang lain, generator 2000 kVA juga bisa dioperasikan. Sedangkan untuk variasi dua CC Toshiba & satu CC Siemens sampai variasi tiga CC Siemens & satu CC Toshiba terlihat bahwa masing-masing kebutuhan daya melebihi kpasitas masing-masing generator sehingga jika generator dioperasikan sendiri sudah pasti kerja generator berada di luar batas operasi. Unuk itu genset container crane juga memiliki fasilitas untuk kerja paralel generator, sehingga utuk selanjutnya akan dibahas pembagian beban masing-masing dalam kerja paralel generator. 4.2 Operasi Paralel Generator
Gambar 7. Performance chart generator 1500 kVA
Keterangan Satu CC Toshiba Satu CC Siemens Dua CC Toshiba Satu CC Toshiba & Satu CC Siemens Dua CC Siemens Dari gambar diatas terlihat bahwa untuk variasi dua CC Toshiba, titik kerja berada di luar batas kestabilan sehingga generator 1500 kVA tidak dapat dioperasikan. Sedangkan untuk variasi Satu CC Toshiba Satu CC Siemens dan dua CC Siemens generator akan bekerja diatas 95 % dari kemampuan aktualnya, hal ini kurang efisien karena akan mengakibatkan pembebanan berlebih pada generator. Sedangkan pembebanan yang efisien adalah antara 70 % sampai 95 % dari kemampuan aktualnya.[3] Selanjutnya akan digambarkan kurva performance chart untuk generator 2000 kVA. Seperti ditunjukan pada gambar.
Dalam pengoperasian paralel generator dalam ETAP satu generator yang memiliki kapasitas lebih besar (genset 2000 kVA) diset sebagai MVAR control dengan mengatur daya yang akan disuplai dari generator, sedangkan untuk generator yang lain (genset 1500 kVA) dioperasikan sebagai Swing mode, hal ini dilakukan karena kedua genset memiliki kapasitas yang berbeda sehingga salah satu generator harus diatur suplai dayanya agar tidak terjadi pembebanan berlebih pada salah satu genset. Dalam simulasi sebenarnya pemilihan mode genset ini bisa saja ditukar atau sebaliknya namun dalam simulasi yang penulis gunakan, penulis mengasumsikan genset 2000 kVA yang diatur suplai dayanya. pengaturan dayanya adalah suplai
setting
suplai
setting
Contoh perhitungan: Genset 1500 kVA , rated arus 262 A, Genset 2000 kVA , rated arus 350 A kW =350/( (262+350) ) x 1710= 978 kVAr =350/( (262+350) ) x 1510= 864 Tabel 5. Pengaturan suplai daya genset 2000 kVA dalam ETAP
Gambar 8. Performance chart generator 2000 kVA
Keterangan Satu CC Toshiba Satu CC Siemens Dua CC Toshiba Satu CC Toshiba & Satu CC Siemens Dua CC Siemens Dari gambar diatas terlihat bahwa untuk variasi dua CC Toshiba titik kerja beban berada di dalam batas operasi
Variasi Dua CC Toshiba & Satu CC Siemens
kW
kVAr
kVA
1710
1510
2281
Ampere 399
Genset 2000 kVA
978
864
1305
228
Genset 1500 kVA Dua CC Siemens & Satu CC Toshiba
732
646
976
171
1755
1210
2131
373
Genset 2000 kVA
1004
692
1219
213
Genset 1500 kVA Tiga CC Siemens
751
518
912
160
1800
910
2016
353
Genset 2000 kVA
1029
520
1153
202
Genset 1500 kVA Dua CC Toshiba & Dua CC Siemens
771
390
863
2309
1813
2936
151 514
Genset 2000 kVA
1321
1037
1679
294
Genset 1500 kVA Tiga CC Siemens & Satu CC Toshiba
988
776
1257
2354
1513
2799
220 490
Genset 2000 kVA
1346
865
1600
280
Genset 1500 kVA
1008
648
1199
210
Untuk memastikan pengaturan daya diatas berada dalam batas operasi masing-masing akan kembali dibuat kurva performance chart generator seperti pembahasn sebelumnya.
Tiga CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens & Dua CC Toshiba Dari gambar terlihat pengaturan daya pada generator 1500 kVA saat dijalankan secara paralel pada masingmasing variasi, tampak bahwa masing-masing pengaturan daya pada generator berada dalam batas kestabilan generator sehingga pengaturan ini diijinkan untuk menyuplai beban. Sedangkan untuk variasi terakhir yakni Tiga CC Siemens & Dua CC Toshiba kebutuhan daya melibihi kapasitas paralel kedua generator sehingga operasi lima container crane secara bersamaan tidak bisa disuplai dengan generator atau genset. Dari penelitian yang dilakukan maka dapat disarankan penentuan operasi genset yang efektif dan efisien untuk menyuplai variasi container crane yang beroperasi adalah sebagai berikut. Tabel 6. Pengoperasian genset yang diusulkan Variasi beban Container crane(CC)
Gambar 9. Performance chart generator 2000 kVA
Keterangan Dua CC Toshiba & Satu CC Siemens Dua CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens Dua CC Toshiba & Dua CC Siemens Tiga CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens & Dua CC Toshiba Dari gambar terlihat pengaturan daya pada generator 2000 kVA saat dijalankan secara paralel pada masingmasing variasi, tampak bahwa masing-masing pengaturan daya pada generator berada dalam batas kestabilan generator sehingga pengaturan ini diijinkan untuk menyuplai beban. Sedangkan untuk generator 1500 KVA yang bekerja paralel adalah sebagai berikut
Genset yang beroperasi
Satu CC Toshiba
Genset 1500 kVA
Satu CC Siemens
Genset 1500 kVA
Dua CC Toshiba
Genset 2000 kVA
Satu CC Toshiba & Satu CC Siemens
Genset 2000 kVA
Dua CC Siemens
Genset 2000 kVA
Dua CC Toshiba & Satu CC Siemens
Paralel
Dua CC Siemens & Satu CC Toshiba
Paralel
Tiga CC Siemens
Paralel
Dua CC Toshiba & Dua CC Siemens
Paralel
Tiga CC Siemens & Satu CC Toshiba
Paralel
Tiga CC Siemens & Dua CC Toshiba
-
V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan tugas akhir dengan judul Studi Penentuan Operasi Genset Container crane Terminal Peti Kemas Semarang Menggunakan Software ETAP 4.0 maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1
2
3 Gambar10. Performance chart generator 1500 kVA
Keterangan Dua CC Toshiba & Satu CC Siemens Dua CC Siemens & Satu CC Toshiba Tiga CC Siemens Dua CC Toshiba & Dua CC Siemens
4
Pada sistem container crane tidak semua motor DC dapat bekerja secara bersamaan dikarenakan terdapat syarat-syarat kerja motor sesuai standart operasional. Beban container crane terbesar adalah pada saat Hoist dan Trolley bekerja secara bersamaan dimana berdasarkan hasil simulasi Container crane tersebut membutuhkan daya sebesar 820 kVA PF 67,7 % untuk Container crane Toshiba dan 672 kVA PF 89,2 % untuk container crane Siemens. Dalam pengoperasian parallel generator yang memiliki kapasitas yang berbeda perlu diperhatikan tentang pembagian beban kerja masing-masing generator, agar masing-masing generator menyuplai daya sesuai kemampuannya. Secara analitik pengoperasian genset pada Terminal Peti Kemas Semarang mampu menyuplai empat buah container crane yang beroperasi bersamaan.
BIODATA PENULIS
5.2. Saran
1. Penelitian ini bisa dikembangkan lebih lanjut dengan 2.
pengujian genset secara langsung dengan beban container crane. Untuk pengembangan ke depan dalam hal kemampuan penyediaan tenaga cadangan, perlu dilakukan peningkatan kapasitas genset dengan penambahan atau penggantian dengan kapasitas yang lebih besar agar dapat menyuplai lima container crane secara bersamaam guna menunjang kegiatan bongkar muat secara cepat saat jaringan PLN padam.
DAFTAR PUSTAKA [1]
[2]
[3]
[4] [5]
[6] [7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[13] [14] [15]
Aggoro Bayu, Pemilihan Kapasitas Dan Tegangan Generator Diesel Container crane Studi Kasus Terminal Peti Kemas Semarang : Skripsi-S1, Universitas Diponegoro, Semarang, 2009. Dixon Juan W., Three-phase Controlled Rectifiers, Department of Electrical Engineering, Pontificia Universidad Católica de Chile Vicuña Mackenna 4860,Santiago, Chile Isworo Fauzi M., Analisis Sistem Kelistrikan Pengolahan Air terproduksi W.t.i.p. Kawengan PT. Pertamina EP Region jawa, Skripsi-S1 Universitas Diponegoro, Semarang, 2011. Nagrath I J., Kothari D P., Modern Power System, Second edition, McGRAWHILL 1991. Pratama Pandu Sandi,”Sistem Operasi Container crane Di Terminal Peti Kemas Semarang”, Laporan PKL PT. Pelindo III, Semarang, 2009 Saadat H., Power System Analysis, McGraw-Hill, Singapore, 1999. Sulasno, Analisis Sistem Tenaga Listrik, edisi kedua, Badan Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang, 2001. Sulasno, Teknik Dan Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Badan Penerbit Universitas Diponegoro, Semarang, 2001. Warne D. F., Newnes Electrical Power Enginee’s Handbook, Second edition, An imprint of Elsevier, Burlington, 2005. Weedy B. M., Electrical Power System, Third edition. The University of Southampto, London, 1978. Wildi Theodore, Electical Machines, Drives and Power Systems 3rd Edition, Prentice-Hall International, Inc. ---. Panduan Praktikum Sistem Tenaga Listrik, http://dc121.4shared.com , Mei 2012. ---,Pengendalian Motor DC http://repository.usu.ac.id Juli 2012. ---, Peningkatan Arus Barang, http://www.majalahdermaga.com , Februari 2012
Widianto Stevanus (L2F 008 096) Lahir di Semarang 27 Oktober 1990. Saat ini sedang menyelesaikan pendidikan S1 di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang dengan konsentrasi Ketenagaan.
Semarang, Juli 2012
Menyetujui Dosen Pembimbing I
Dr. Ir. Hermawan, DEA. NIP. 196002231986021001
Dosen Pembimbing II
Ir. Agung Warsito, DHET. NIP. 195806171987031002
