PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL - Digilib

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<t>,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<I>,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