rancang bangun sistem pengaman dan monitoring motor sinkron

RANCANG BANGUN SISTEM PENGAMAN DAN MONITORING
MOTOR SINKRON TIGA FASA
( SOFTWARE)
Ir.Gigih Prabowo, MT.1 , Ir.Era Purwanto,M.Eng.2 , Ahya’ Ulumudin 3
1
Dosen Jurusan Teknik Elektro Industri
2
Dosen Jurusan Teknik Elektro Industri
3
Mahasiswa D3 Jurusan Teknik Elektro Industri
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya - ITS
Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111
Email : [email protected]
Abstrak
Motor sinkron tiga fasa merupakan salah satu mesin listrik yang banyak digunakan di dunia industri.
Motor ini bekerja pada kecepatan yang konstan sesuai tegangan dan frekuensinya. Selain itu motor sinkron dapat
di fungsikan untuk memperbaiki faktor daya. Karena fungsi serta kelebihan pada motor sinkron, maka motor
tersebut di haruskan bekerja dengan baik dan aman sesuai dengan fungsinya. Namun, banyak jenis gangguan
yang berpotensi untuk mengagalkan fungsi kerja motor atau bahkan merusak motor itu sendiri. Gangguan
tersebut, diantaranya yaitu: tegangan lebih, tegangan kurang, arus lebih, beban lebih, tegangan fasa hilang,
kecepatan lebih dan panas lebih.
Sistem pengamanan dan monitoring motor sinkron dirancang untuk mengamankan motor sinkron dari
gangguan tegangan lebih, tegangan kurang, tegangan fasa hilang, arus lebih, beban lebih, kecepatan lebih serta
panas lebih. Fasilitas monitoring akan memudahkan dalam analisa keadaan motor sehingga langkah untuk
perbaikan atau perawatan dapat di ambil dengan cepat dan tepat.
Dengan adanya sistem pengamanan dan monitoring pada motor sinkron, motor nantinya akan
terlindung dari gangguan serta dengan mudah dapat dianalisa agar kinerja motor sinkron lebih baik dan aman.
Kata kunci : Motor sinkron, sensor, pengaman, monitoring.
1. Pendahuluan
Motor sinkron tiga fasa merupakan
salah satu mesin listrik yang banyak digunakan
di dunia industri. Motor ini bekerja pada
kecepatan yang konstan sesuai tegangan dan
frekuensinya. Selain konstruksinya yang hampir
sama dengan motor asinkron sehingga tidak
terlalu memerlukan perawatan yang intensif,
motor sinkron dapat difungsikan sebagai
kondensator sinkron untuk perbaikan faktor
daya. Karena fungsi serta kelebihannya, motor
sinkron banyak diaplikasikan pada industri
sebagai alat penggerak terutama pada plant yang
membutuhkan kecepatan konstan atau sebagai
pengkoreksi faktor daya. Sesuai dengan peran
dan fungsinya, maka motor sinkron dinilai
sangat penting dalam dunia industri. Sehingga
motor sinkron diharuskan bekerja dengan baik
dan aman dengan semestinya. Namun, banyak
sekali jenis-jenis gangguan yang berpotensi
untuk menggangu fungsi dan kerja motor atau
bahkan merusak motor itu sendiri. Di antaranya
yaitu: tegangan lebih, tegangan kurang,
tegangan fasa hilang, arus lebih, beban lebih,
kecepatan lebih dan panas lebih.
Gangguan listrik yang terjadi dapat di
sebabkan oleh banyak hal, untuk mengetahui
penyebabnya harus di lakukan analisa terhadap
nilai parameter listrik pada saat gangguan terjadi.
Hal ini dilakukan dengan memonitoring
parameter-parameter elektrik yang ada terlebih,
sehingga penyebab terjadinya gangguan dapat di
analisa dan langkah untuk perbaikan dapat di
ambil dengan cepat dan tepat. Oleh karena itu,
pengamanan motor akan dipadu dengan fasilitas
monitoring sehingga sistem tersebut tidak hanya
mengamankan, tetapi juga memudahkan dalam
analisa keadaan kerja motor.
2. Tujuan
khusus dari proyek akhir ini adalah untuk
merancang dan membangun sistem pengamanan
dan monitoring besaran motor sinkron sehingga
motor tersebut diharapkan dapat bekerja dengan
baik dan aman.
3. Batasan Masalah
4.
5.
6.
7.
8.
1
Jenis gangguan yang diamankan meliputi
tegangan lebih, tegangan kurang,
tegangan fasa hilang, arus lebih, beban
lebih, kecepatan lebih dan panas lebih .
Standart yang di gunakan dalam sistem
pengaman motor ini adalah standart
NEMA dan IEEE.
Faktor daya yang di tampilkan hanya
status apakah faktor daya motor bernilai
leading atau lagging tanpa menampilkan
nilainya.
Nilai parameter nominal di inputkan
melalui tombol navigasi.
Apabila sistem mendeteksi adanya
gangguan,
maka
kontaktor
akan
9.
10.
11.
12.
13.
14.
memutus sumber daya dari motor, alarm
akan menyala, LCD dan PC akan
memberi tanda peringatan adanya jenis
gangguan, serta apabila gangguan telah
hilang, untuk menyalakan motor starting
harus dilakukan dari panel start.
Antarmuka monitoring pada PC akan
memuat parameter-parameter motor serta
waktu penyimpanan data dan kondisi
motor.
Monitoring pada PC hanya dapat
dilakukan ketika PC dalam keadaan
hidup.
Jenis mikrokontroler yang digunakan
adalah AT-Mega 16 dan terhubung
dengan PC melalui kabel serial RSS-232.
Software pemrograman yang di pakai
adalah CodeVision AVR 2.03 yang
menggunakan bahasa pemrograman C,
dan
Visual
studio
2008
yang
menggunakan bahasa pemrograman C#.
Aplikasi
manajemen
database
menggunakan software PHP my Admin
5.1.37.
Standart aman yang di gunakan adalah
seperti pada tabel 1.1:
dapat digambarkan dalam diagram blok sebagai
berikut:
Power supply
PC
Jenis Gangguan
1
2
3
4
5
Over Load
Over current
Over Voltage
Under Voltage
Over Heat
6
Phase Loss
7
Over Speed
4
Nilai Parameter
Gangguan
Iac>In
Iac>In
VOV > 110% Vn
VUV < 90% Vn
Based insulation
class:
A=105ºC,
B=130ºC,
F=155ºC
V salah satu atau
dua fasa = 0
SOS >110% Sn
Input set point
Alarm
Sensor Suhu
Sensor arus
Lampu indikator
mikrokontroler
Sensor
kecepatan
Sensor tegangan
pada tiap fase
LCD
Gambar 4.1. Blok diagram sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa
4.2 Sistem Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan dalam
sistem ini adalah Mikrokontroler ATmega16
dengan memori program internal 512 Kbyte.
Mikrokontroler ATmega16 dipilih karena
mempunyai ADC internal di dalam chip-nya
dengan tingkat kestabilan yang cukup presisi,
mempunyai compiler canggih dengan bahasa
pemrograman tingkat tinggi yaitu bahasa C
sehingga lebih memudahkan programmer. Selain
itu juga karena mikrokontroler jenis ini memiliki
memori, jumlah timer/counter, serta jumlah port
yang cukup untuk digunakan dalam proyek akhir
ini.
Dengan
mengunakan
ATmega16
pengontrolan sistem di nilai akan lebih mudah.
Tabel 1.1 Standart Aman Yang Digunakan
No
Motor sinkron 3
phase
kontaktor
Toleransi
Waktu
> 20 s
≤ 20 s
-
4.3 Perencanaan
Gangguan
Pendeteksi
Adanya
Dalam proses kerja sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa ini,
padadasarnya
adalah
membaca
dan
membandingkan parameter kerja motor sinkron
tiga fasa dengan nilai parameter standart aman,
serta mengirim data ke PC dan disimpan agar
dapat diolah dalam bentuk informasi-informasi
tertentu. Lebih lengkapnya, konsep kerja sistem
ini adalah seperti pada flowchart berikut:
-
Perencanaan dan Pembuatan Perangkat
Lunak
4.1 Konfigurasi Sistem
Pada sistem pengaman dan monitoring motor
sinkron tiga fasa ini, akan dirancang dan dibuat
sedemikian rupa hingga sistem tersebut dapat
mengamankan gangguan pada motor sinkron dan
mengirim data nilai parameter ke PC agar
nantinya memudahkan untuk tujuan analisa
keadaan motor.
Dalam hal ini erat kaitannya dengan sensorsensor, terutama sensor tegangan, sensor arus
,sensor kecepatan dan sensor suhu. Serta
mikrokontroler AT-Mega 16 sebagai prosesor
utamanya dan PC sebagai media monitoring
datanya. Sehingga, secara keseluruhan sistem
2
dengan toleransi waktu standart. Jika kenaikan
melebihi standart baik nilai besaran maupun nilai
waktu maka relay akan membuka dan alarm akan
menyala serta LCD dan PC akan menampilkan
jenis dan parameter gangguan.
START
·
·
·
·
·
·
Inisialisasi I/O
Baca set parameter nominal
Baca nilai parameter kerja motor
Hitung batas standart aman berdasarkan parameter
nominal
Kirim Data Ke PC
Bandingkan Nilai Parameter kerja Dengan Nilai
Parameter Standart Aman
Nilai Tegangan
< Nilai Batas tegangan
kurang?
Y
A
Y
B
4.4 Perencanaan Program Pembacaan
Parameter Motor
ADC merupakan konversi nilai dari suatu
parameter analog, menjadi nilai berupa data
digital. Dalam proses kerjanya, sistem ini akan
mengukur dan membandingkan parameterparameter kerja motor dengan standart
pengamanan sehingga dapat mengindikasi jenis
gangguan
pada
motor
sinkron
dan
mengamankannya. Dengan aplikasi ADC pada
mikrokontroler AT-Mega 16 yang mampu
membaca besaran parameter tegangan DC 0-5
volt dengan 8 chanel yang mempunyai resolusi
hingga 10 bit.. Maka pengukuran parameter kerja
motor dapat di lakukan. ADC yang akan di
gunakan adalah ADC 10 bit dengan referensi
tegangan VCC 5 Volt DC. Untuk menghitung
nilai parameter riil yang dibaca sensor, di
gunakan rumus:
𝑉𝑠𝑠 𝑥1024
𝐴𝑉 =
𝑥 𝑅𝑎𝑡𝑖𝑜𝑠𝑠
(2.1)
𝑉𝑟𝑒𝑓𝑓
N
Nilai Tegangan
< Nilai Batas tegangan
lebih?
N
Nilai Arus > Nilai
batas aman arus?
Y
C
Y
D
Y
E
N
Nilai Suhu> Nilai
Batas Aman Panas?
N
Nilai Kecepatan> Nilai
Batas Aman Kecepatan
Lebih?
N
A
B
C
·
·
Delay 20 ms
Phase loss
(>10%Vn)?
N
Y
Kenali Sebagai
Gangguan Tegangan
Lebih
Kenali Sebagai
Gangguan Tegangan
Fasa Hilang
D
E
Hitung Waktu Trip
Aktifkan Timer dan
mulai menghitung
Waktu
Trip<=20s?
Dimana :
AV
= Nilai Parameter riil
Vss
= Tegangsn output sensor yang masuk pin
ADC
Vref = tegangan referensi yang dipilih
Ratioss= Perbandingan nilai tegangan output
sensor dengan nilai parameter riil
N
Y
Kenali Sebagai
Gangguan Tegangan
Kurang
Kenali Sebagai
Gangguan Arus
Lebih
Kenali Sebagai
Gangguan Beban
Lebih
Kenali Sebagai
Gangguan Panas
Lebih
Kenali Sebagai
Gangguan Kecepatan
Lebih
Kontaktor=1
Alarm=1
Tampilkan di LCD
Kirim dan Tampilkan di PC
4.5 Perencanaan
Program
Pengguna (User Interface)
STOP
Gambar 4. 2. Flowchart system
Antarmuka
Antarmuka pengguna di buat dengan
menggunakan software Visual Studio 2008
dengan bahasa pemrograman C#. Pada antarmuka
ini, akan di tampilkan nilai parameter yang
terbaca oleh sensor, keadaan motor, grafik
parameter kerja motor, peringatan-peringatan,
tabel data parameter kerja motor, data statistik
mengenai parameter kerja motor, nilai parameter
nominal motor, catatan-catatan dan lain-lain.
Pada perencanaan software antarmuka, form
windows di rancang dalam beberapa tab. Tab
pertama atau general tab berisikan beberapa
informasi yang memuat nilai parameter kerja
motor meliputi: tegangan di masing-masing fasa,
arus AC yang mengalir pada motor, kecepatan
motor, serta suhu di kumparan strator. Selain itu
nilai set nominal motor akan di tampilkan dan
keadaan power faktornya juga akan dapat terbaca.
Keadaan motor dan kondisi/kesimpulan dari
keadaan motor juga akan dapat di lihat.
Sensor akan mengukur nilai parameter kerja
motor. Mikrokontroler input nilai parameter
nominal menjadi batas toleransi standart aman
berdasarkan standart paten NEMA dan IEEE.
Nilai parameter kerja motor dan input nilai
parameter nominal akan di kirim ke PC untuk di
simpan dalam database. Ketika parameter kerja
motor melampaui batas toleransi standart aman,
hal tersebut akan di anggap sebagai gangguan dan
mikrokontroler akan mengirim perintah agar
alarm menyala dan kontaktor membuka
kemudian LCD akan menampilkan nilai dan jenis
parameter gangguan. Untuk tegangan kurang atau
under voltage apabila terjadi, maka akan di filter
apakah tegangan kurang tersebut berindikasi pada
tegangan fasa hilang atau tidak. Khusus untuk
gangguan arus lebih dan beban lebih, karena
memiliki indikasi yang sama yaitu kenaikan arus
maka ketika arus melebihi standart aman,
mikrokontroler akan menghitung waktu sesuai
3
Gambar 4.3 Blok diagram sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa
Gambar 4.6. Blok diagram sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa
Pada pada tab kedua, akan di tampilkan
performance history atau grafik nilai dari masingmasing parameter kerja motor.
Serta, monitoring, yaitu proses perekaman
data kedalam suatu database agar datanya dapat di
lihat dan di analisa. Standart yang digunakan
disini adalah standart EEEI dan standaart NEMA.
5 Pengujian Dan Analisa
5.1 Pengujian ADC
Pengujian analog to digital converter
(ADC) internal mikrokontroler ini bertujuan untuk
mengetahui
kinerja
dari
ADC
dalam
mengkonversi tegangan analog ke tegangan
digital. Tegangan referensi (Vreff) yang
digunakan adalah pada Pin Areff dimana tegangan
sama
dengan
tegangan
sumber
dari
mikrokontroler, yaitu sebesar 5 volt. Setting ADC
menggunakan clock sebesar 1.000.000 Khz.
Gambar 4.4. Blok diagram sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa
Pada tab ketiga, akan di munculkan tabel data
yang memuat nilai masing-masing parameter pada
suatu waktu. Selain itu pengguna akan dapan
mengetahui nilai statistik dari data misalnya nilai
maksimal, nilai minimal, serta nilai rata-rata.
Dalam tab ini juga akan di tampilkan sebuah
kesimpulan atau saran mengenai keadaan motor.
Tabel 5.1 Pengujian ADC Internal
Teg.
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Gambar 4.5. Blok diagram sistem pengaman dan
monitoring motor sinkron tiga fasa
Pada tab keempat, pengguna dapat mencatat
sesuatu ke dalam data base dan akan di tampilkan
kembali catatannya berserta waktu pencatatannya.
Hal ini dapat di manfaatkan untuk mengetahui apa
tindakan atau kondisi motor pada suatu waktu dai
operator satu ke operator lain ketika menjalankan
software antarmuka dalam waktu yang tidak
bersamaan.
Input
ADC
(volt)
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
3,75
4,00
4,25
4,50
4,75
5,00
Output ADC
(praktek)
Output ADC
(teori)
Prosentase
Error
Dec.
Teg.
(volt)
Dec.
Teg.
(vol
t)
Dec
(%)
Teg
(%)
0
51
102
153
205
256
308
359
410
461
513
564
615
666
718
769
820
871
923
974
1024
0,00
0,24
0,49
0,74
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
3,75
4,00
4,25
4,50
4,75
4,99
0
51,2
102,5
153,6
204,8
256
307,2
358,4
409,6
460,8
512
563,2
614,4
665,6
716,8
768
819,2
870,4
921,5
972,8
1024
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
3,75
4,00
4,25
4,50
4,75
5,00
0
0,39
0,49
0,39
0,10
0,00
0,26
0,17
0,10
0,04
0,20
0,14
0,10
0,06
0,17
0,13
0,10
0,07
0,16
0,12
0,09
0,00
4,00
2,00
1,33
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,20
5.2 Pengujian Pengiriman data ke PC
menggunakan Serial RS232
Pengujian ini bertujuan agar dapat diketahui
bahwa perangkat transciever dan receiver RS232
bekerja dengan baik sehingga data dari
4
mikrokontroler dapat terkirim ke PC. Pengujian
ini
di
lakukan
dengan
meghubungkan
mikrokontroler dengan PC melalui koneksi
RS232, sebelumnya mikrokontroler di program
sehingga dapat mengirim sinyal data dari pin Tx.
Untuk berhasil atau tidaknya pengiriman data,
dapat di lihat di hyperterminal atau langsung
melalui terminal pada CodeVision AVR.
Pada data hasil pengujian diketahui bahwa
tegangan trip pada sistem pengaman adalah diatas
110% dari set nominal tegangan. Adapun waktu
trip yang sama pada setiap pengujian adalah
dikarenakan adanya waktu untuk mengidentifikasi
gangguan dalam program mikrokontrole
6.3 Pengujian Gangguan Tegangan
Kurang
Sama seperti pada pengujian respon sistem
terhadap gangguan tegangan lebih, pada
pengujian gangguan tegangan kurang dilakukan
dengan beban resistor variable 3 fasa. Dalam
pengujian, tegangan input dari regulator tegangan
3 fasa di turunkan hingga kurang dari nilai
tegangan seting nominalnya. Kemudian sumber
tegangan di koneksikan dengan beban,
menggunakan magnetik kontaktor. Hal ini di
lakukan untuk mengetahui respon sistem
pengaman terhadap adanya tegangan lebih secara
mendadak.
Tabel 4.8 berikut akan memuat data pengujian
sistem terhadap gangguan tegangan lebih.
Gambar5.1 Pengujian pengiriman data ke PC
6 Pengujian Gangguan
6.1 Pengujian Gangguan
Pada pengujian gangguan ini merupakan
pengujian seluruh prinsip kerja sistem sistem
pengaman dan monitoring motor sinkron 3 fasa
apakah dapat bekerja sebagai mestinya atau tidak.
Jenis–jenis gangguan yang dimankan yaitu
tegangan lebih, tegangan kurang, arus lebih,
beban lebih, panas lebih dan kecepatan lebih.
Tabel 6.2 Data Pengujian Gangguan Tegangan Kurang
6.2 Pengujian Gangguan Tegangan Lebih
Untuk menguji pengamanan sistem terhadap
gangguan tegangan lebih pengujian dilakukan
dengan beban resistor variable 3 fasa. Dalam
pengujian, tegangan input dari regulator tegangan
3 fasa di naikkan hingga lebih dari nilai tegangan
seting nominalnya. Kemudian sumber tegangan di
koneksikan dengan beban,
menggunakan
magnetik kontaktor. Hal ini di lakukan untuk
mengetahui respon sistem pengaman terhadap
adanya tegangan lebih secara mendadak.
Tabel 4.7 berikut akan memuat data pengujian
sistem terhadap gangguan tegangan lebih.
No
Set
Nomina
l
Tegang
an (V)
VLL
Regul
ator
(V)
Tegangan
pada saat
trip
secara
teori
Tega
ngan
trip
pada
tampi
lan
LCD
%Er
ror
Kondisi
sistem
1
380
415
418
418
-
Tidak
Trip
2
380
420
418
421
0.71
Trip
3
380
425
418
422
0.95
Trip
4
350
380
385
385
-
Tidak
Trip
5
350
390
385
386
0.25
Trip
6
350
400
385
387
0.51
Trip
7
300
330
330
330
-
Tidak
Trip
8
300
331
330
331
0.30
Trip
9
300
380
330
332
0.60
Trip
Tabel 6.1 Data Pengujian Gangguan Tegangan Lebih
No
.
Set Nominal
Tegangan
(V)
VLL
Regulato
r (V)
Tegangan
pada saat
trip secara
teori
Tegan
gan
trip
pada
tampil
an
LCD
%Erro
r
1
380
415
418
415
-
2
3
380
380
420
425
418
418
421
422
0.71
0.95
4
350
380
385
380
-
5
6
350
350
390
400
385
385
386
387
0.25
0.51
7
300
330
330
330
-
Pada data hasil pengujian diketahui bahwa
tegangan trip pada sistem pengaman adalah
dibawah 90% dari set nominal tegangan. Adapun
waktu trip yang sama pada setiap pengujian
adalah dikarenakan adanya waktu untuk
mengidentifikasi gangguan dalam program
mikrokontroler.
Kondi
si
sistem
Tidak
Trip
Trip
Trip
Tidak
Trip
Trip
Trip
Tidak
Trip
6.4 Pengujian Gangguan Arus Lebih
dan Beban Lebih
Untuk menguji respon terhadap gangguan arus
lebih dan beban lebih, maka arus yang mengalir
melalui sensor harus di naikkan sehingga
5
melebihi arus nominalnya. Pengujian dilakukan
dengan regulator 1 fasa yang terhubung dengan
resistor variabel 1 fasa. Arus yang mengalir pada
rangkaian penguji diatur terlebih dahulu tanpa
menghubungkan
sensor
dengam
sistem
pengaman. setelah itu, arus nominal di pada
sistem pengaman di atur lebih kecil dari arus yang
mengalir pada beban. Kemudian untuk pengujian
respon sistem pengaman, sensor di hubungkan
dengan sistem pengaman menggunakan switch.
Berikut adalah tabel data hasil pengujian respon
sistem terhadap gangguan arus lebih dan beban
lebih.
Tabel 6.5 Data Pengujian Pengamanan suhu lebih
Nilai Suhu
Nilai Suhu
Respon
No Yang di Set Pengujian(˚C)
Sistem
(˚C)
pengaman
1
29
28.5
Tidak Trip
2
29
30.58
Trip
3
40
39
Tidak Trip
4
40
41.5
Trip
5
45
46
Trip
6
45
43
Tidak Trip
Tabel 6.3
Lebih
Tabel 6.3 Data Pengujian gangguan arus lebih
dan bebab lebih
No
Nilai
Arus
Rangkai
an
(A)
Nilai
Seting
Arus
Nominal
(A)
1
5.5
3
2
3
4
5
5.25
5
4.5
4.25
3
3
3
3
Over
Current
Overload
Overload
Overload
Overload
6
4
3
Overload
Pengenalan
Jenis
Gangguan
Wakt
u Trip
secara
teori
(s)
Wakt
u Trip
secara
prakte
k
(s)
%
Err
or
18
18.6
3.33
20.68
24
38
55.85
108.3
9
21
24.7
39
57
1.54
2,91
2,63
2,05
110
1,48
Data
Pengujian Gangguan Suhu
Pada pengujian gangguan suhu lebih diketahui
bahwa sistem akan melakukan tindakan
pengamanan ketika suhu telah melebihi set point
yang telah ditentukan. Pada data terdapat adanya
selisih antara nilai suhu pengujian dengan nilai set
suhu, dikarenakan ketika sistem mengamankan
gangguan sensor suhu tetap mengukur nilai suhu
yang naik.
6.6 Pengujian Gangguan Tegangan Fasa
Hilang
Pada pengujian gangguan fasa hilang, salah satu
atau salah dua tegangan input tegangan yang
diukur oleh sensor tegangan akan sengaja di
hilangkan sehinnga fasa tersebut terbaca 0 volt
oleh sensor tegangan. Berikut adalah tabel data
hasil pengujian respon sistem terhadap tegangan
fasa hilang.
Kurva Waktu Tunda Pengamanan
Waktu (S)
120
Kenaikan Arus
100
108,39
80
60
40
55,85
20
38
24 20,68 18
0
4 4,25 4,5
5 5,25 5,5
Arus R (Ampere)
Gambar 13 Grafik Tundaan Waktu
Tabel 6.6 Data Pengujian Gangguan Fasa Hilang
Fasa Yang dilepas dalam
Respon Sistem
No
pengujian
pengaman
1
R
Trip
2
R dan S
Trip
3
S
Trip
4
S dan T
Trip
5
T
Trip
6
T dan R
Trip
7
R, S dan T
Standby
Pada pengujian sistem pengaman terhadap
gangguan tegangan fasa hilang, didapat data
bahwa sistem akan mengamankan gangguan
ketika terdapat salah satu atau dua fasa yang
tegangannya hilang atau sama dengan nol. Namun
ketika ketiga fasa dilepas sistem pengaman
menganggap hal tersebut bukan sebagai gangguan
sehingga sistem pengaman akan standby dengan
kondisi kontaktor yang open.
Dari table diatas dapat dilihat bahwa semakin
besar arus yang lewat dan melebihi setting point,
maka semakin cepat pula tundaan waktu yang
terjadi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
tampilan grafik dibawah ini.
6.5 Pengujian Gangguan temperatur
Lebih.
Pengujian suhu lebih di lakukan untuk
memperoleh respon sistem terhadap gangguan
panas lebih pada motor sinkron. Pada pengujian,
sensor suhu akan di panaskan hingga suhunya
melebihi nilai nominal suhu yang diperbolehkan
yang mana sebelumnya telah diinputkan melalui
program. Berikut adalah tabel dat hasil pengujian
respon sistem pengaman terhadap gangguan suhu
lebih.
6.7
Pengujian kecepatan lebih
Pada pengujian kecepatan lebih digunakan
inverter 3 fasa untuk mengatur kecepatan motor
6
sinkron 3 fasa. Sebelum diuji kecepatan nominal
diset terlebih dahulu. setelah itu motor dinyalakan
dan diatur hingga melebihi kecepatan nominal
yang telah diset, setelah itu dicatat nilai kecepatan
yang terbaca ketika kondisi kontaktor open (trip).
Berikut tabel data pengujian respon sistem
pengaman terhadap gangguan kecepatn lebih.
diindiksikan dari turunnya tegangan salah
dua fasa hingga kurang dari 10% tegangan
nominal. Sedangkan pada pengujian
pengaman panas lebih diperoleh bahwa
sistem akan mendeteksi gangguan panas
lebih ketika suhu motor diatas set nominal.
8
Tabel 6.6 Data Pengujian kecepatan lebih
Daftar Pustaka
1.
No
Nilai
seting
kecepatan
(RPM)
Nilai
Kecepatan
Motor
saat Trip
(RPM)
Nilai
kecepatan
motor
saat trip
secara
teori
(RPM)
1
2
3
4
5
1000
1100
1200
1300
1400
1113
1231
1353
1476
1572
1100
1210
1320
1430
1540
%
Error
1.18
1.73
2.5
3.21
2.07
Makalah motor sinkron VEDC-ITS
di
akses
dari
www.luqman96.files.wordpress.com
pada 19 januari 2011.
2. Stephen J. Chapman, electric
machinery fundamentals : fourth
edition. Singapore, Mc Graw Hill,
2005.
3. Indhana Sudiharto, ST, MT. “
Sistem Pengaman Tenaga Listrik “,
EEPIS, Surabaya, 2009
4. www.alldatasheet.com. ATMEGA
16. Diakses pada tanggal 14 januari
2011.
5. www.allegromicro.com.
ACS706ELC20A-DS,
Rev.
1
Diakses pada tanggal 15 januari
2011.
6. Aji Saka D.R, “Rancang Bangun
Sistem Pengaman Teegangan Dan
Frekuensi Dilengkapi Dengan
Sistem Monitoring (Hardware)”,
PENS-ITS, 2008.
7. Zuhal.”DASAR
TENAGA
LISTRIK”,ITB Bandung,1997.
8. Optocoupler.
Diakses
dari
www.wizhoe'sblogs.htm. Pada 26
januari 2011.
9. Mikrokontroler dan LCD diakses
dari www.juraganelektro.com pada
25 januari 2011.
10. Sensor
suhu
diakses
dari
www.dunia-listrik.blogspot.com
pada 25 januari 2011.
Dari data pengujian respon sistem pengaman
terhadap gangguan kecepata lebih, diketahui
bahwa sistem akan mengamankan motor ketika
kecepatan motor melebihi sekitar 110% dari
kecepatan setting. Pada data diatas nilai kecepatan
motor saat trip tidak tepat 110 % dari kecepatan
seting. Hal ini dikarenakan setelah kontaktor trip
motor tetap berputar sedikit lebih cepat walaupun
kontaktor telah trip karena masih ada gaya
setrifugal pada motor sinkron 3 fasa.
7
Kesimpulan
Setelah melalui beberapa proses dalam
pengerjaan proyek akhir ini secara keseluruhan,
maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
Sistem ini mengamankan gangguan
tegangan lebih, tegangan kurang, tegangan
fasa hilang, arus lebih, beban lebih,
kecepatan lebih dan panas lebih pada motor
sinkron, namun setiap gangguan terkecuali
gangguan arus lebih dan beban lebih tidak
memiliki toleransi waktu. Pada pengujian
arus lebih dan beban lebih didapatkan %
error rata-rata ketepatan waktu trip 2,32 %.
Pada pengujian pengaman tegangan lebih
dan tegangan kurang diperoleh perbedaan
antara tegangan teori saat trip dengan
tampilan tegangan trip diLCD dengan %
error rata-rata 0,55 % dan 2.32%. Untuk
pengujian pengaman kecepatan lebih
diperoleh perbedaan antara teori kecepatan
saat trip dengan tampilan kecepatan trip
diLCD dengan % error rata-rata 2.138%.
Dari pengujian tegangan fasa hilang
diperoleh bahwa fasa yang hilang
7