Journal 15-20

KOORDINASI URUTAN PEMBEBANAN GENERATOR CADANGAN
PADA INDUSTRI PT. YKKZI KETIKA PASOKAN DAYA LISTRIK
JARINGAN PADAM
Mohamad Iqbal, Agus R. Utomo
Departement Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia,
[email protected]
ABSTRAK
Pasokan daya listrik utama tidak selamanya tersalurkan secara kontinyu, suatu
saat pasti terjadi gangguan pada sistem tenaga listrik yang berasal dari sistem
transmisi maupun sistem distribusi. Untuk mengantisipasinya diperlukan pasokan
daya cadangan yang bersumber dari generator, sehingga proses yang
menggunakan tenaga listrik tidak terganggu operasionalnya. Dalam skripsi ini
bertujuan untuk menganalisa pembebanan generator cadangan yang dihitung
kapasitas optimumnya sesuai dengan prioritas, urutan pembebanan dan keandalan
sistem. Analisis dilakukan dengan metode pendekatan coba-coba (trial and error).
Berdasarkan analisis, terhitung kapasitas total beban sebesar 1470 KVA, dengan
prioritas utama beban sebesar 1205 KVA. Jumlah kapasitas generator cadangan
siap beroperasi adalah 4 unit dengan total kapasitas daya sebesar 1600 KVA dari
total 8 unit generator cadangan dengan daya sebesar 2900 KVA. Daya generator
cadangan optimum terpakai adalah 55% dari total daya generator tersedia, sehingga
terdapat daya generator sebesar 1430 KVA sebagai daya cadangan panas dan daya
cadangan dingin. Berdasarkan prioritasnya, waktu tercepat untuk pembebanan
adalah 0.05 detik untuk mesin melting, karena mesin ini untuk proses peleburan
logam, sehingga mesin tidak boleh terhenti pengoperasiannya. Untuk waktu yang
terlama adalah 0.25 detik untuk beban komputer.
Kata Kunci:
Koordinasi urutan pembebanan, koordinasi pembebanan generator cadangan,
generator cadangan.
I. PENDAHULUAN
Salah satu kemajuan teknologi salah satunya ditekankan pada sistem
otomatisasi dalam hal untuk meningkatkan mutu pelayanan manusia. Salah satu
permasalahan yang dihadapi adalah pelayanan pergantian catu daya listrik terbatas
untuk keperluan satu industri. Pada satu industri-industri kecil, kantor, atau rumah
sakit biasanya akan selalu melibatkan listrik. Disaat ini hampir semua alat atau
perangkat selalu menggunakan sumber catu daya. Saat sumber daya mati maka
diperlukan catu daya untuk keperluan sesaat, misalkan untuk penyelamatan data
komputer dan relatif kecil kebutuhan dayanya, dapat diatasi dengan menggunakan
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
UPS, tetapi untuk catu daya yang relatif lebih besar dan kontinyu misalkan untuk
keperluan kantor atau industri tidak efisien jika menggunakan UPS.
Salah satu pemecahan atau solusinya adalah penggunaan generator sebagai
penyedia daya listrik alternatif, akan tetapi pelayanannya dipandang masih kurang
efisien dalam sistem penyalaanya. Karena generator dapat menimbulkan kebisingan,
sehingga diletakkan agak jauh dari tempat/peralatan yang memerlukan catu daya
alternatif tersebut, agar tidak mengganggu kegiatan atau aktivitas tidak kerja. Selain
itu dalam sistem penyalaanya harus siap (stand by) setiap saat bila dimungkinkan
listrik atau catu daya utama dari PLN mati sewaktu - waktu, sehingga dibutuhkan
juga operator yang harus siap untuk setiap saat.
Untuk satu perangkat yang sangat vital dan letaknya yang agak jauh kadang
masih dilakukan pelayanan secara manual, sehingga waktu yang ditentukan tidak
dapat ditetapkan, karena dalam hal ini, jika catu daya utama dari PLN padam dalam
keadaan sewaktu-waktu, sehingga dalam sistem penyalaannya harus dibuat
otomatis dan dalam keadaan pelayanan siap (stand by) setiap saat, karena jika tidak
akan menimbulkan satu kerepotan yang bisa menggangu aktifitas yang sedang
dilakukan.
Pada
sistem
daya
cadangan
dibuatkan
sistem
otomatis
untuk
pensakelaran antara listrik jaringan dengan generator yang disebut dengan
Automatic Transfer Switch (ATS).
Dalam sistem ATS tidak semua beban dapat terlayani oleh generator, terutama
untuk konsumen industri, karena generator yang dimiliki oleh industri biasanya tidak
sesuai dengan kapasitas daya terpasang dari listrik jaringan. Agar konsumen industri
dapat mengoptimalisasikan generator yang dimiliki dan dapat berproduksi, maka
mereka harus dapat memperioritaskan beban yang harus di layani oleh generator.
Dari beberapa kejadian dan keadaan tersebut, penulis tertarik dan ingin membuat
satu solusi yang dapat digunakan untuk menangai masalah yang ditimbulkan dari
keadaan tersebut diatas, yaitu masalah keterbatasan kapasitas daya cadangan
untuk mengantisipasi pemadaman listrik dari listrik jaringan. Dengan itu, penulis
mengangkat judul “Koordinasi Urutan Pembebanan Generator Cadangan Pada
Industri PT. YKKZI Ketika Pasokan Daya Listrik Jaringan Padam” sebagai salah satu
solusi alternatif untuk meningkatkan pelayanan penyalaan genset.
2
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
II. GENERATOR SINKRON
1. Prinsip Kerja Generator Sinkron
Arus penguat (eksitasi) berupa arus DC dialirkan ke kumparan medan (rotor)
sehingga membangkitkan medan magnet pada rotor tersebut. Kemudian rotor
digerakkan oleh tenaga penggerak utama (prime mover) sehingga pada rotor akan
timbul medan magnet putar atau fluks yang bersifat bolak balik. Medan magnet putar
ini akan memotong stator yang mengakibatkan timbulnya gaya gerak listrik (GGL)
karena pengaruh induksi dari fluks putar tersebut. GGL yang timbul pada stator juga
bersifat bolak balik dan berputar dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan
putar rotor.
1. Starting Generator
Pada generator sinkron terdapat dua jenis starting, berrikut ini adalah jenis
starting pada generator sinkron;
1. Starting generator tanpa beban
Besarnya tengangan induksi yang dibangkitkan pada stator diturunkan dari Hukum
Faraday yang menyatakan gaya gerak listrik induksi :
Eind = − N
E = −N
dΦ
dt
dΦmaksSinωt
dt
= − NωΦmaks Cosωt
(ω = 2πf )
= − N (2πf )Φmaks Cosωt
2 pn 

f =

120 

 2pn 
= N  2π
 Φmaks Cosωt
 120 
2pn 

= −  2.3,14.
 Φmaks Cosωt
120 

Emaks = N (2.3,14.
E eff = E rms =
2pn
Φmaks
120
E maks
2
=
N (2.3,14.
2pn
)Φ maks
120
2
3
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
=
8,88 NnpΦ 8,88 Np
= K)
(
120
120
E eff = Kn Φ
Dimana :
E = Gaya gerak listrik (volt)
N = Jumlah lilitan
K = Konstanta
2p = Jumlah kutub
p = Jumlah pasangan kutub
n = Putaran sinkron (rpm)
Φ = Fluks magnetik (Weber)
F = Frekuensi sinkron (Hz)
dΦ
= Laju fluks magnet (W/s)
dt
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator,
sehingga tidak ada pengaruh reaksi jangkar. Fluks hana dihasilkan oleh arus
medan (If). Jika arus medan diubah-ubah harganya maka akan diperoleh harga Eo.
Gambar 2.1 Kurva karakteristik dan rangkaian ekivalen generator tanpa beban
b–a
= Tahanan arus beban pada daerah jenuh (saturated)
Ra
= Resistansi jangkar (stator)
Xs
= Reaktansi sinkron
2. Starting generator berbeban
Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan
terjadinya reaksi jangkar. Reaksi jangkar bersifat reaktif, oleh sebab itu dinyatakan
sebagai reaktansi dan disebut reaktansi magnet (Xm). Reaktansi magnet dan
reaktansi fluks bocor (Xa) disebut reaktansi sinkron (Xs).
4
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Gambar 2.2 Rangkaian ekivalen dan diagram vektor generator berbeban
Persamaan tegangan dari model rangkaian pada Gambar 2.9. adalah :
Ea = V + IRa + jIX s
Xs = Xm + Xa
Dimana
Ea = Tegangan induksi pada jangkar (Volt)
V = Tegangan terminal output (Volt)
Ra = Resistansi jangkar (Ohm)
Xs = Reaktansi sinkron (Ohm)
Xa = Reaktansi fluks bocor (Ohm)
Xm
= Reaktansi magnet (Ohm)
4. Operasi Paralel Generator Sinkron
Operasi Paralel Generator Sistem daya interkoneksi dimana beberapa
generator Arus Bolak-Balik (AC) pada suatu unit pembangkit yang akan dioperasikan
secara bersamaan untuk memikul beban memerlukan sinkronisasi yang tepat,
tujuannya untuk kestabilan suatu sistem, untuk mendapatkan daya yang lebih besar,
untuk effesiansi (menghemat biaya pemakaian operasional dan menghemat biaya
pembelian), untuk memudahkan penentuan kapasitas generator dan untuk menjamin
kontinyuitas ketersediaan daya listrik. Generator yang akan diparalelkan bisa
disinkronisasi
secara
manual
maupun
otomatis.
Syarat-syarat melakukan sinkronisasi pada generator/Operasi Paralel Generator:
1. Harga sesaat untuk ggl kedua alternator harus sama besar, dan bertentangan
arah. Atau harga tegangan efektif terminal alternator harus sama besar dan
bertetangan arah dengan harga efektif tegangan jala-jala.
2. Frekuensi kedua alternator atau frekuensi alternator dengan jala-jala harus
sama.
3. Fasa kedua alternator harus sama dan bertentangan setiap saat.
4. Urutan fasa kedua alternator harus sama.
5
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
III. SISTEM KEANDALAN
1. Pengertian Dasar
Reliabilitas dekat dengan kata keandalan dalam bahasa Indonesia. Keandalan
sebuah sistem dapat diukur dengan nilai reliabilitasnya. Sistem mempunyai
keandalan yang sempurna bila nilai reliabilitasnya 100 %, sebaliknya keandalan
sistem rendah bila nilai reliabilitasnya rendah. Keandalan
adalah
kemungkinan
suatu komponen atau suatu sistem menjalankan fungsinya secara memuaskan atau
sempurna.
Dalam sistem ketenagalistrikan, keandalan penyelidiaan tenaga listrik ialah
kemungkinan suatu sistem penyediaan tenaga listrik secara memuaskan atau
sempurna. Fungsi sistem penyediaan tenaga listrik ialah untuk membangkitkan,
menyalurkan, dan menyediakan tenaga listrik dengan mutu daya yang diinginkan di
tempat dan pada waktu yang diperlukan.
Tolok ukur yang digunakan untuk menilai tingkat keandalan penyediaan tenaga
listrik adalah :
a. Kemungkinan Kehilangan Beban (Loss of Load Probability; LOLP), yaitu jumlah
hari (waktu) selama jangka waktu besar beban puncak melampaui kapasitas
pembangkitan yang tersedia.
b. Kemingkinan kehilangan Energi (Loss of Energy Probability ; LEP).
Jumlah energi yang tak dapat disediakan akibat adanya gangguan selama
periode waktu tertentu.
c. Kehilangan beban yang diperkirakan (Expected of Load ; ELL).
Perkiraan besar beban yang tidak dapat dipikul karena adanya suatu gangguan.
d. Frekuensi jumlah gangguan yang terjadi serta lamanya gangguan yang
diperkirakan ( Expected Frequency and Expected Duration of Outages).
e. Penyimpangan frekuensi dan tegangan terhadap nilai nominal.
Secara praktis keandalan dilihat berdasarkan tolok ukur pertamanya saja, yaitu
LOLP.
Secara matematis, LOLP dinyatakan dengan :
LOLP = p x t
dengan :
p = Probabailitas sistem dapat menyediakan daya sebesar b
t = lamanya (waktu) beban yang tak dapat dilayani.
• LOLP biasanya dinyatakan dalam hari/pertahun.
6
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
• Makin kecil LOLP, makin rendah tingkat gangguan, makin tinggi tingkat
keandalan suatu sistem.
• Makin tinggi LOLP, makin tinggi tingkat gangguan, makin rendah tingkat
keandalan suatu sistem.
Nilai LOLP dapat diperkecil dengan :
• Meningkatkan atau menambaha daya terpasang
• Menurunkan nilai FOR (Force Outage Rate).
Gambar 3.1 LOLP yang digambarkan pada kurva lama beban (Load
(Load Duration Curve)
2. Optimasi Keandalan
Tingkat keandalan berkaitan dengan biaya investasi yang harus dikeluarkan.
Makin tinggi tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya investasinya.
Makin rendah tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya operasionalnya.
Keandalan sebagai fungsi biaya
Pada K = 0, I ≅ 0, B = ∼ (tak hingga)
K = 100 %, I = ∼ (tak hingga) dan B = 0
Btot. = I(K) + B(K)
Perpotongan dua kurva memberikan :
o
Biaya (gangguan) minimum
o
Investasi Optimum
o
Keandalan Optimum
3. Pengelompokan Beban
Beban listrik dapat digolongkan menjadi dua jenis kelompok beban, yaitu :
a. Kelompok beban untuk peralatan-peralatan listrik
7
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Beban-beban yang termasuk pada kelompok ini antara lain motor-motor listrik,
pompa-pompa, pemanas (heater), pesawat pengangkat (crane), alat pendingin
ruangan (AC), dan berbagai jenis peralatan lainnya.
b. Kelompok beban penerangan
Semua jenis beban untuk penerangan seperti lampu-lampu untuk perkantoran,
jalan, lampu di pabrik dan power plant.
Untuk membedakan tingkat keandalan masing-masing kelompok beban,
dibuat pembangian berdasarkan kelas prioritas beban. Penggolongan kelas
prioritas beban ini disesuaikan kepentingan dan akibat yang terjadi apabila sistem
kelistrikan mengalami gangguan. Misalkan mesin pelebur logam (Melting) untuk
lebih penting dari pada mesin pencuci logam (Washing).
4. Prioritas Pembebanan
Untuk mencapai suatu keandalan yang sempurna, pembebanan pada suatu
sistem daya cadangan harus memiliki prioritas untuk pembebanan. Misalkan suatu
alat atau mesin yang tidak boleh terputus oleh aliran daya listrik harus diprioritaskan
dalam sistem daya cadangan demi keandalan suatu sistem. Dapat juga untuk
beban yang relatif lebih ringan diprioritaskan terlebih dahulu demi keandalan alat
pemasok listrik cadangan.
Ada tiga jenis beban didasarkan pada kelas prioritas beban yaitu:
1. Kelas prioritas beban tingkat keandalan tinggi adalah beban-beban listrik yang
mendapat prioritas suplai tenaga listrik paling tinggi (Critical Load). Beban ini
diharapkan tidak boleh terputus sulai daya, kalaupun terjadi interupsi waktu
pemutusan maksimum 6 cycle (0,12) detik.
2. Kelas prioritas beban tingkat keandalan sedang adalah beban-beban listrik yang
mendapat prioritas kedua setelah beban-beban kritis (essential load). Waktu
interupsinya maksimu 25 cycle (0,5 detik).
3. Kelas prioritas beban tingkat keandalan normal adalah beban-beban yang
mendapat prioritas rendah bila dibanding dengan dua jenis beban di atas.
Beban-beban yang termasuk pada kelas ini disebut juga beban normal, artinya
pada operasi normal beban-baban ini harus tersuplai listrik.
8
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
IV. ANALISIS
1. Kondisi Beban PLN dan Genset pada PT. YKK
PT. YKK yang terletak di cimanggis disuplai daya dari PLN sebesar 3510 KVA,
dan mengambil tegangan sebesar 20 KV. Sebagaimana keputusan PLN untuk
memberlakukan dual tarif untuk industri, yakni tarif WBP (Waktu Beban Puncak) dan
tarif LWBP (Luar Waktu Beban Puncak). Selain monitoring oleh PLN di kubikel PLN,
dari pihak perusahaan juga monitoring sendiri terhadap pemakaian listrik. Monitoring
yang dilakukan perusahaan adalah secara periodik setiap harinya yang dilakukan
pada meteran – meteran KWH yang ada di perusahaan.
Untuk daya cadangan, PT. YKK memiliki 8 unit generator yang terpasang
sebagai cadangan apabila PLN padam (off). Berikut ini tipe dan jenis generator yang
digunakan di PT. YKK Zipper Indonesia:
Tabel 4.1 Generator yang digunakan di PT. YKK
Tipe Generator
Enginee
Tahun
Daya
Kode
1
STAMFORD HC534E2
KOMATSU SA6D170A1
1993
550 KVA
G1
2
STAMFORD HC534E2
KOMATSU SA6D170A1
1993
550 KVA
G2
3
STAMFORD HC534E2
KOMATSU SA6D170A1
1992
550 KVA
G3
4
MEIDENSHA E70-AFT
NISSAN DIESEL RD-10T
1978/1994
250 KVA
G4
5
MEIDENSHA E70-AFT
NISSAN DIESEL RD-10T
1978/1993
250 KVA
G5
6
MEIDENSHA E70-AFT
NISSAN DIESEL RD-10T
1978/1992
250 KVA
G6
7
MEIDENSHA E70-AFT
NISSAN DIESEL RD-10T
1978/1991
250 KVA
G7
8
MEIDENSHA E70-AFT
NISSAN DIESEL RD-10T
1976/1991
250 KVA
G8
NO
2. Proses Produksi
PT. YKK memproduksi berbagai jenis zipper beserta dengan komponenkomponennya. Untuk salah satu proses dari produksi komponen zipper yaitu slider.
Adapun alur proses dari produksi slider adalah sebagai berikut:
9
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Gambar 4.1 Alur proses produksi slider
Dari gambar alur proses diatas akan di jelaskan satu persatu dari setiap blok.
1. Bahan baku untuk pembuatan slider adalah zinc (zc) atau dalam bahasa
indonesia disebut dengan seng.
2. Melting adalah proses peleburan logam. Logam yang dilebur dalam proses ini
adalah zinc (zc), dengan suhu 400 - 450⁰C.
3. Moulding adalah proses pencetakan logam kedalam jig sesuai bentuk yang
diinginkan.
4. Tambular adalah proses pelepasan komponen body dan puller dari slider yang
menempel pada proses moulding.
5. Assembling adalah proses penyatuan antara body dengan puller sehingga
terbentuk slider.
6. Enamel adalah proses pencucian dan pelapisan anti karat pada slider.
7. Painting adalah proses pengecatan pada slider.
8. Heater adalah proses pengeringan cat setelah proses painting.
Dari penjelasan alur proses produksi diatas, maka dapat dikelompokan proses
mana yang tidak boleh terhenti untuk produksinya dan proses mana yang boleh
terhenti proses produksinya pada saat listrik jaringan utama padam.
3. Pengelompokan Beban Berdasarkan Prioritas
Pada saat listrik jaringan utama padam dikonsumen industri, daya cadangan
yaitu generator akan menggantikannya untuk memasok tenaga listrik secara
otomatis. Akan tetapi tidak semua konsumen industri memiliki daya cadangan atau
generator yang lebih besar bahkan sama dengan pasokan listrik jaringan utama.
Begitupun di PT. YKK, yang dipasok oleh jaringan listrik utama sebesar 3510 KVA,
sedangkan daya cadangan yang dimiliki hanya sebesar 2900 KVA. Oleh karena itu,
perlu dilakukan pengelompokan beban berdasarkan prioritas, kebutuhan dan
keandalan produksi. Untuk prioritasnya yaitu mendahulukan beban – beban kritis
10
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
atau beban yang tidak boleh terhenti untuk pasokan listriknya. Berikut ini adalah
pengelompokan beban berdasarkan prioritas yang terdapat di PT. YKK.
Tabel 4.2 Kelompok pembebanan berdasarkan prioritas
Prioritas
Kelompok
I
1
II
2
3
III
IV
Beban
Daya
Keterangan
Melting
250 KVA
Peleburan logam
GTH & GKB
220 KVA
Elektrolisis
Painting
110 KVA
Pewarnaan logam
Dyeing
120 KVA
Pewarnaan bahan
Enamel
150 KVA
Pelapisan logam
Moulding
85 KVA
Pencetak logam
Komputer
50 KVA
Heater
95 KVA
Pengering bahan
Winding
70 KVA
Penggulung pita
Washing
55 KVA
Pencuci zipper
Tambular
75 KVA
Pengayak
Roll Chain
50 KVA
Penggulung chain
3CF, LF/SF, 5CF, VF
120 KVA
Produksi zipper
Lighting
20 KVA
Dari pengelompokan beban diatas, beban dengan prioritas 1 kelompok ke-satu
adalah beban yang sangat kritis dan diharuskan agar beban tersebut tidak terhenti
untuk pasokan daya listriknya. Untuk beban dengan prioritas 1 kelompok ke-dua
adalah beban kritis, beban ini juga tidak boleh terhenti untuk pasokan daya listriknya
akan tetapi tidak sedarurat beban pada kelompok ke-satu. Untuk beban dengan
prioritas 2 kelompok ke-tiga adalah beban yang tidak terlalu kritis, karena pada
beban ini tidak terdapat proses produksi yang dapat membuat mesin atau produk
rusak apabila terhenti dalam waktu yang singkat. Untuk beban dengan prioritas 3
kelompok ke-empat adalah tidak kritis, karena apabila mesin terhenti prosesnya
dalam waktu lama tidak akan merusak mesin maupun produknya. Jadi prioritas
pembebanan ditentukan berdasarkan beban kritis.
4. Koordinasi Waktu Pembebanan
PT. YKK memiliki lima gedung pabrik yang digunakan untuk produksi dan
aktifitas administrasi. Dari kelima gedung tersebut terbagi menjadi beberapa
departement. Untuk penyaluran kelistrikan dibagi menjadi enam kontak untuk ke
masing masing gedung dan departemen. Berikut adalah gambar garis tunggal beban
PT. YKK secara garis besarnya:
11
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Gambar 4.2 Diagram garis tunggal pembebanan
Dari gambar garis tunggal diatas, masing - masing departemen memiliki mesin
produksi yang beraneka ragam kegunaanya. Dari mesin – mesin tersebut ada yang
tidak boleh terhenti untuk pasokan tenaga listriknya, maka dari itu untuk mesin –
mesin yang tidak boleh terhenti pasokan tenaga listriknya (beban kritis) apabila
jaringan listrik utama padam harus diprioritaskan untuk dipasok terlebih dahulu dari
daya cadangan dengan waktu yang sesingkat mungkin. Untuk mengetahui waktu
yang dibutuhkan dalam pembebanan terlebih dahulu harus mengetahui waktu
starting yang dibutuhkan generator hingga tegangannya stabil. Untuk starting
generator biasanya membutuhkan waktu 6 – 10 detik sampai tengangan stabil.
Setelah generator stabil, maka beban kritis akan segera mendapat pasokan daya
dari generator dengan prioritas utama dan waktu yang relatif singkat. Untuk
koordinasi waktunya seperti pada gambar rangkaian berikut ini.
Gambar 4.3 Sistem pembebanan pada G1 dan G2
12
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Gambar 4.4 Sistem pembebanan pada G3 dan G4
Berdasarkan dari gambar prioritas pembebanan berdasarkan koordinasi waktu
diatas, maka pengurutan beban yang optimum adalah seperti pada tabel dibawah ini.
Tabel 4.3 Prioritas pembebanan berdasarkan koordinasi waktu
Prioritas
Kelompok
I
1
II
2
3
III
IV
Beban
Daya
Waktu
Koneksi
Generator
Melting
250 KVA
0.05 detik
G1
GTH & GKB
220 KVA
0.1 detik
G2
Painting
110 KVA
0.12 detik
G3
Dyeing
120 KVA
0.15 detik
G2
Enamel
150 KVA
0.18 detik
G1
Moulding
85 KVA
0.2 detik
G2
Komputer
50 KVA
0.25 detik
G3
Heater
95 KVA
0.22 detik
G2
Winding
70 KVA
0.23 detik
G1
Washing
55 KVA
0.24 detik
G3
Tambular
75 KVA
Manual
G4
Roll Chain
50 KVA
Manual
G1
Manual
G4
Manual
G4
3CF, LF/SF, 5CF, VF
Lighting
120 KVA
20 KVA
Dari tabel diatas generator yang dipakai hanya empat generator dengan kapasitas
daya:
G1 = 550 KVA
G2 = 550 KVA
G3 = 250 KVA
G4 = 250 KVA
13
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
Total daya generator yang digunakan adalah 1600 KVA, sedangkan daya yang
terpakai untuk pembebanan secara otomatis adalah 1205 KVA dan daya yang
terpakai untuk pembebanan secara manual adalah 265 KVA. Sehingga total daya
yang dipakai untuk seluruh beban adalah 1470 KVA, sedangkan total daya semua
generator adalah 2900 KVA, jadi daya generator cadangan optimum terpakai adalah
50.7% dari total daya generator tersedia, sehingga masih tersedia daya generator
sebesar 1430 KVA. Daya generator tersebut dapat digunakan sebagai daya
cadangan panas dan daya cadangan dingin apabila generator yang dipakai untuk
pembebanan terjadi masalah atau rusak.
Dari data tabel tersebut, dapat dijelaskan koordinasi waktu untuk pembebanan.
Berikut ini adalah penjelasannya:
1. Ketika listrik jaringan utama padam, maka Automatic Transfer Switch (ATS)
bekerja untuk menyalakan generator.
2. Generator akan menyala secara serentak yaitu G1, G2, G3 dan G4, tetapi untuk
pembebananya berdasarkan koordinasi waktu.
3. Untuk beban sangat kritis akan segera mendapatkan daya listrik dari generator
selanjutnya beban kritis dan beban tidak terlalu kritis.
4. Untuk beban tidak kritis, pengoperasiannya dilakukan secara manual, hal ini
dikarenakan untuk menghemat penggunaan ATS.
Berdasarkan prioritasnya waktu tercepat untuk pembebanan adalah 0.05 detik untuk
mesin melting, karena mesin ini untuk proses peleburan logam, sehingga mesin tidak
boleh terhenti pengoperasiannya. Untuk waktu yang terlama adalah 0.25 detik untuk
beban komputer, karena pada komputer sudah terkoneksi UPS sebagai daya
cadangan sementara.Untuk keandalan dari sistem tersebut, maka dilakukan
koordinasi sebagai berikut:
1. Untuk generator 1 (G1) dibebani oleh melting dengan waktu kontak 0.05 detik,
enamel dengan waktu kontak 0.18 detik, winding dengan waktu kontak 0.23 detik
dan roll chain dengan pengoperasian manual.
2. Untuk generator 2 (G2) dibebani oleh GTH & GKB dengan waktu kontak 0.1
detik, dyeing dengan waktu kontak 0.15 detik, moulding dengan waktu kontak 0.2
detik dan heater dengan waktu kontak 0.22 detik.
3. Untuk generator 3 (G3) dibebani oleh Painting dengan waktu kontak 0.12 detik,
komputer dengan waktu kontak 0.25 detik, dan washing dengan waktu kontak
0.24 detik.
14
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
4. Untuk generator 4 (G4) dibebani oleh tambular, 3CF, LF/SF, 5CF, VF dan
lighting dengan pengoperasian secara manual.
5. Untuk generator 5,6,7,8 (G5,G6,G7 dan G8) adalah sebagai generator cadangan
apabila ada salah satu generator utama bermasalah.
Sistem pengoperasian diatas dilakukan demi keandalan suatu sistem. Hal ini
dilakukan sesuai dengan kapasitas daya beban dengan kapasitas daya generator.
Untuk pembebanan diurutkan sesuai dengan prioritas pengoperasian. Misalnya pada
generator 1 (G1), apabila beban yang diprioritaskan pertama (beban kritis) gagal,
maka tidak akan mengganggu beban prioritas utama (beban kritis) lainnya.
Begitupun untuk generator lain yang digunakan untuk pembebanan yaitu G2, G3 dan
G4.
15
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012
V. KESIMPULAN
1. Besarnya kapasitas generator cadangan, dihitung berdasarkan kapasitas beban
yang diprioritaskan, urutan pembebanan dan tingkat keandalan sistem.
2. Jumlah kapasitas generator cadangan siap beroperasi adalah 4 unit dengan total
kapasitas daya sebesar 1600 KVA dari total 8 unit generator cadangan dengan
daya sebesar 2900 KVA. Daya generator cadangan optimum terpakai adalah
55% dari total daya generator tersedia, sehingga terdapat daya generator
sebesar 1430 KVA sebagai daya cadangan panas dan daya cadangan dingin.
3. Berdasarkan prioritasnya, waktu tercepat untuk pembebanan adalah 0.05 detik
untuk mesin melting, karena mesin ini untuk proses peleburan logam, sehingga
mesin tidak boleh terhenti pengoperasiannya. Untuk waktu yang terlama adalah
0.25 detik untuk beban komputer.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Utomo, Agus R., Mesin Sinkron, Diktat Kuliah Teknik Tenaga Listrik, Departemen
Teknik Elektro, Universitas Indonesia.
[2] Utomo, Agus R., Operasi Generator Sinkron dan kondisi peralihan, Diktat Kuliah
Teknik Tenaga Listrik (Pertemuan ke-7), Departemen Teknik Elektro, Universitas
Indonesia.
[3] Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Jakarta: PT. Gramedia
Pustaka Utama, 1995.
[4] Palaloi, Sudirman. Tahapan Mendesain sistem pembangkit tenaga listrik, Balai
Besar Teknologi Energi (B2TE) - BPPT, Puspitek,Tanggerang 2012.
[5] Sistem Distribusi Tenaga Listrik
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html
Diakses pada tanggal 14 November 2012.
[6] Wildi, Theodore. Electrical Machines, Drives, and Power System Third Edition,
New Jersey: Prentice-Hall International, Inc., 1997.
16
Koordinasi urutan…, Mohamad Iqbal, FT UI, 2012