BAB II DASAR TEORI
2.3 Motor Induksi Tiga Fasa
Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas digunakan dan dapat dijumpai dalam setiap aplikasi industri maupun rumah tangga. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan arus stator [3].
Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
Akibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul gaya gerak listrik (GGL) induksi. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan menghasilkan arus (I). Adanya arus (I) di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. GGL induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator dengan kecepatan berputar rotor [4].
Motor induksi merupakan motor yang memiliki konstruksi yang baik, harganya lebih murah dan dalam pengaturan kecepatannya, stabil ketika berbeban dan mempunyai efisiensi tinggi. Mesin induksi adalah mesin ac yang paling banyak digunakan dalam industri dengan skala besar maupun kecil, dan dalam rumah tangga. Alasannya adalah bahwa karakteristiknya hampir sesuai dengan kebutuhan dunia industri, pada umumnya berkaitan dengan harga, kesempurnaan,
pemeliharaan, dan kestabilan kecepatan. Mesin induksi (asinkron) ini pada umumnya hanya memiliki satu suplai tenaga yang mengeksitasi belitan stator.
Belitan rotornya tidak terhubung langsung dengan sumber tenaga listrik, melainkan belitan ini dieksitasi oleh induksi dari perubahan medan magnetic yang disebabkan oleh arus pada belitan stator.
Motor induksi sangat banyak dipakai sebagai penggerak di perindustrian karena banyak memiliki keuntungan, tetapi ada juga kelemahannya[5].
Keuntungan motor induksi:
• Motor induksi sangat sederhana dan kuat.
• Biayanya murah dan dapat diandalkan.
• Motor induksi memiliki efisiensi tinggi pada kondisi kerja normal.
• Perawatannya mudah.
Kerugian motor induksi :
• Kecepatan tidak dapat berubah tanpa pengorbanan efisiensi.
• Kecepatannya tergantung beban.
• Pada torsi start memiliki kekurangan.
Di samping itu motor ini juga memiliki effisiensi yang tinggi saat berbeban penuh dan tidak membutuhkan perawatan yang banyak. Akan tetapi motor induksi ini memiliki arus asut yang cukup besar dibanding arus nominal [5]. Arus tinggi menimbulkan panas yang dapat merusak motor. Sangatlah perlu mendapat perhatian serius perihal tentang pengasutan motor induksi tiga fasa ini agar kerusakan fatal dapat di hindari.
Jika pada belitan stator diberi tegangan tiga phasa, maka pada belitan stator akan mengalir arus tiga phasa, arus ini menghasilkan medan magnet yang berputar
dengan kecepatan sinkron (ns). Medan magnet ini akan memotong belitan rotor, sehingga pada belitan rotor akan diinduksikan tegangan seperti halnya tegangan yang diinduksikan dalam lilitan sekunder transformator oleh fluksi yang dihasilkan arus pada belitan primer. Rangkaian rotor merupakan rangkaian tertutup, baik melalui cincin ujung atau tahanan luar. Tegangan induksi pada rotor akan menghasilkan arus yang mengalir pada belitan rotor. Arus yang mengalir pada belitan rotor berada dalam medan magnet yang dihasilkan stator, sehingga pada belitan rotor akan menghasilkan gaya (F). Gaya ini menghasilkan torsi (τ) dan jika torsi yang dihasilkan lebih besar dari torsi beban, maka rotor akan berputar dengan kecepatan nr yang searah dengan medan putar stator.
Motor induksi pada dasarnya memiliki konstruksi stator yang sama dengan motor sinkron, dan hanya terdapat perbedaan pada konstuksi rotor. Stator dibentuk dari laminasi-laminasi tipis yang terbuat dari aluminium ataupun besi tuang, dan kemudian dipasak bersama-sama untuk membentuk inti stator dengan slot seperti yang ditunjukkan gambar dua satu. Kumparan ( coil ) dari konduktor-konduktor yang terisolasi ini kemudian disisipkan ke dalam slot-slot tersebut.
Rotor motor induksi tiga fasa dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu rotor sangkar (squirrel cage rotor) dan rotor belitan (wound rotor). Rotor sangkar terdiri dari susunan batang konduktor yang dibentangkan ke dalam slot – slot yang terdapat pada permukaan rotor dan tiap-tiap ujungnya dihubung singkat dengan menggunakan shorting rings. Konstruksi umumnya dapat dilihat pada gambar berikut[6].
Gambar 2.3 (a) Motor induksi rotor belitan (b) Motor induksi rotor sangkar [7]Mengilustrasikan jenis pendingin yang terdapat pada mesin induksi,
Gambar 2.4 a) Motor induksi TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled) (b) Motor induksi TEAAC (Totally Enclosed Air-Air Cooled) 2.4 Efisiensi
Efisiensi motor induksi adalah ukuran keefektifan motor induksi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis yang dinyatakan sebagai perbandingan Antara masukan dan keluaran atau dalam bentuk energi listrik berupa perbandingan watt keluaran dan watt masukan. Defenisi NEMA terhadap efisiensi energi adalah bahwa efisiensi merupakan perbandingan atau rasio dari daya keluaran yang berguna terhadap daya input total dan biasanya dinyatakan dalam persen juga sering dinyatakan dengan perbandingan Antara keluaran dengan keluaran ditambah rugi-rugi, yang dirumuskan dalam persamaan.
𝜂𝜂 =𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100% (2.1)
Untuk mendapatkan nilai daya keluaran, maka dihitung dengan persamaan rumus berikut.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 cos ∅ (2.2)
Pada motor induksi pengukuran efisiensi motor induksi ini sering dilakukan dengan beberapa cara seperti:
• Mengukur langsung daya elektris masukan dan daya elektris keluaran.
• Mengukur langsung seluruh rugi-rugi dan daya masukan.
• Mengukur setiap komponen rugi-rugi daya dan daya masukan.
Dimana pengukuran daya masukan tetap dibutuhkan pada ketiga cara diatas.
Umumnya, daya elektris dapat diukur dengan sangat tepat, keberadaan daya mekanis yang lebih sulit untuk diukur. Saat ini sudah dimungkinkan untuk mengukur torsi dan kecepatan dengan cukup akurat yang bertujuan untuk mengetahui harga efisiensi yang tepat. Pengukuran pada keseluruhan rugi-rugi ada yang berdasarkan teknik kalorimetri. Walaupun pengukuran dengan metode ini relative sulit dilakukan, keakuratan yang didapat dapat dibandingkan dengan hasil yang didapat dengan pengukuran langsung pada daya keluarannya.
Kebanyakan pabrikan lebih memilih melakukan pengukuran komponen rugi-rugi secara individual, karena dalam teorinya metode ini tidak memerlukan pembebanan pada motor, dan ini adalah suatu keuntungan pabrikan. Keuntungan lainnya yang sering disebut-sebut adalah bahwa memang benar error pada komponen rugi-rugi secara individual tidak begitu mempengaruhi keseluruhan efisiensi. Keuntungannya terutama adalah fakta bahwa ada kemungkinan koreksi
untuk temperatur lingkungan yang berbeda. Biasanya data efisiensi yang disediakan oleh pembuat diukur atau dihitung berdasarkan standar tertentu.
2.5 Konsumsi Daya Pada Pabrik Pupuk Iskandar Muda
Untuk mengetahui karakteristik dan pemakaian beban listrik dapat dibaca dengan alat ukut yang terpasang dipanel kamar mesin berupa kW-meter dan Amperemeter. Sedangkan energi listrik yang terpakai terukur melalui kWh-meter yang terdapat dipanel masing-masing pembangkit. Beban akan mengalami fluktuasi dan menyesuaikan kebutuhan daya terhadap mesin atau listrik yang digunakan masing-masing unit.
Energi merupakan hal yang penting dalam suatu industry, termasuk industri pertanian. Dalam kegiatan usaha industri diperlukan input produksi pada tiap-tiap tahapan proses. Input produksi ini dapat dikonversi kedalam bentuk satuan energi, yaitu energi langsung, energi tak langsung dan energi manusia. Bentuk energi langsung adalah bahan bakar fosil, seperti bensin, solar, gas dan energi listrik.
Sedangkan bentuk energi tidak langsung adalah energi yang dibutuhkan untuk memproduksi bibit tanaman, pupuk, pestisida, bahan bahan lainnya yang dihubungkan dengan proses produksi untuk memproduksi peralatan dan mesin.
Analisis energi bertujuan untuk menghitung nilai energi yang digunakan dalam setiap tahap di dalam suatu sistem produksi secara keseluruhan. Analisis tersebut dapat digunakan untuk memahami dan memperbaiki bagaimana, dimana dan bila energi digunakan secara efektif dan efisien.
BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian akan dilaksanakan pada PT. Pupuk Iskandar Muda. Penelitian akan dilaksanakan setelah selesai seminar proposal telah disetujui. Lama penelitian direncanakan selama 2 (dua) bulan.
3.2 Prosedur Penelitian
Dalam melaksanakan penelitian, diambil data data yang dibutuhkan terlebih dahulu. Data yang diambil dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.
- Arus - Tegangan - Cos φ
- Spesifikasi dari peralatan
Data yang dibutuhkan tersebut kemudian dianalisa dan dihitung sesuai dengan rumus yang berkaitan kemudian hasil yang didapat disajikan dalam bentuk tabel. Pengambilan data untuk kebutuhan tenaga listrik dilakukan pada kondisi alat berjalan normal, bukan pada kondisi maksimal.
3.3 Peralatan
Adapun peralatan yang digunakan untuk melakukan penelitian : 1. Voltmeter
2. Amperemeter
3. Data / Berkas motor – motor yang ada di pabrik
3.4 Variabel yang Diamati
Variabel yang diamati pada penelitian meliputi hal-hal berikut:
• Tegangan pada motor (Volt)
• Arus pada motor (Ampere)
• Cos θ pada motor 3.5 Pelaksanaan Penelitian 3.5.1 Proses Pengumpulan Data
Adapun diagram alur dari proses pengambilan data dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.1 Diagram alur proses pengambilan data
MULAI
MEMPERSIAPKAN URUSAN ADMINISTRASI
PENGAMBILAN DATA (Tegangan, arus, cos phi, spesifikasi elmot dan gambar)
ANALISA DATA
(Pout = v.i.cos phi untuk 1 phasa dan √3 v.i.cos phi untuk 3 phasa, efisiensi = (Pout/Pin)*100%)
PENARIKAN KESIMPULAN
SELESAI
3.5.2 Melakukan Analisis Data
Data yang diperoleh dari pengukuran tegangan dan arus pada motor induksi tiga fasa yang ada di PT. Pupuk Iskandar Muda dan dihitung efisiensi tiap motor induksi tiga fasa untuk mengetahui efesiensi penggunaan energi di PT.
Pupuk Iskandar Muda.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisa Penggunaan Energi Listrik
Penggunaan energi listrik pada proses pengolahan pupuk diperoleh dari penggunaan daya listrik pada setiap peralatan produksi. Perhitungan energi listrik peralatan dilakukan dengan memperhitungkan faktor effesiensi dan faktor tenaga peralatan motor itu sendiri. Nilai efesiensi diperoleh dari analisa perbandingan antara daya keluaran dengan daya masukan. Rugi – rugi pada motor seperti rugi – rugi tembaga, rugi – rugi inti, rugi – rugi mekanik tidak diperhitungkan mengingat tidak memngkinkannya dilakukan pengukuran rugi – rugi setiap motor.
4.2 Analisa Penggunan Energi Listrik Pada Unit Utilitas
Pada Unit Utilitas terdiri dari mesin yang saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Hasil pengukuran pada Unit Utilitas 2300 V dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran Unit Utilitas 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin CIRCULAT FOR UTILITY.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin COOLING FAN.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin INSTRUMENT AIR COMPRESSOR.
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Utilitas 2300 V yang ditunjukan pada Tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 4.2 Hasil data efisiensi Unit Utilitas 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Hasil pengukuran pada Unit Utilitas 440 V dapat dilihat pada Tabel 4.3.
Setelah itu, maka dihitung daya keluar dan efisiensi setiap alat di unit tersebut.
Tabel 4.3 Data hasil pengukuran Unit Utilitas 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
DEMINERALIZED WATER PUMP 440 145,00 0,86 120
SULF ACID UNLOADING PUMP 440 3,50 0,84 5
Nama Alat Tegangan
Nama Alat Tegangan
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin SBY LOP.FOR 63-GA2001.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin AUX LO PUMP FOR 63-GB400.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin CLARIFIED WATER PUMP.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 440 𝑥𝑥 171 𝑥𝑥 0,91 = 118,59 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 118,59 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100% , 𝜂𝜂 = 118,59
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Utilitas 440 V yang ditunjukan pada Tabel 4.4 berikut ini.
Tabel 4.4 Hasil data efisiensi Unit Utilitas 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
Nama Alat Tegangan
4.3 Analisa Penggunaan Energi Listrik Pada Unit Ammonia
Pada Unit Ammonia terdiri dari mesin yang saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Data hasil pengukuran Unit Ammonia 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
PRETREATMENT SOLUTION PUMP 2300 295 0,85 1200
PRETREATMENT SOLUTION PUMP 2300 295 0,85 1200
Total 5220
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin FORCED DRAFT FAN.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 113 𝑥𝑥 0,85 = 382,62 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 382,62 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 382,62
420 𝑥𝑥 100% = 91,10%
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin SEMI-LEAN SOLUTION PUMP.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 185 𝑥𝑥 0,85 = 626,42 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 626,42 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 1354,42
800 𝑥𝑥 100% = 78,34%
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin PRETREATMENT SOLUTION PUMP
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 295 𝑥𝑥 0,85 = 998,89 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 998,89 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 998,89
1200 𝑥𝑥 100% = 83,24%
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Ammonia 2300 V yang ditunjukan pada Tabel 4.6 berikut ini.
Tabel 4.6 Hasil data efisiensi Unit Ammonia 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Hasil pengukuran pada Unit Ammonia 440 V dapat dilihat pada Tabel 4.7.
Setelah itu, maka dihitung daya keluar dan efisiensi setiap alat di unit tersebut.
Tabel 4.7 Data hasil pengukuran Unit Ammonia 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin SBY LO P.FOR 61-101-BJ2T, PENTHOUSE VENTILATOR FAN.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 440 𝑥𝑥 4,20 𝑥𝑥 0,85 = 2,72 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 2,72 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 2,72
3 𝑥𝑥 100% = 90,69%
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin SBY LO P.FOR 61-101/2/3-J.JT.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin AMDEA TRANSFER PUMP.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Ammonia 440 V yang ditunjukan pada Tabel 4.8 berikut ini.
Tabel 4.8 Hasil data efisiensi Unit Ammonia 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
Nama Alat Tegangan
4.4 Analisa Penggunaan Energi Listrik Pada Unit Urea
Pada Unit Urea terdiri dari mesin yang saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Tabel 4.9 Data hasil pengukuran Unit Urea 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin UREA SOLUTION CIRCULATION PUMP.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 46𝑥𝑥 0,80 = 146,60 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 146,60 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 1354,42
180 𝑥𝑥 100% = 81,44%
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin UREA HYDROLYZER FEED PUMP.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 39,5 𝑥𝑥 0,85 = 133,75 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 133,75 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 133,75
150 𝑥𝑥 100% = 89,17%
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin FORCED FAN FOR SPOTING AIR
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 2300 𝑥𝑥 65 𝑥𝑥 0,81 = 209,74 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 209,74 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 209,74
220 𝑥𝑥 100% = 95,33%
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Urea 2300 V yang ditunjukan
Tabel 4.10 Hasil data efisiensi Unit Urea 2300 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Hasil pengukuran pada Unit Urea 440 V dapat dilihat pada Tabel 4.11.
Setelah itu, maka dihitung daya keluar dan efisiensi setiap alat di unit tersebut.
Tabel 4.11 Data hasil pengukuran Unit Urea 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
1. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin UREA SCREEN.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 440 𝑥𝑥 10,5 𝑥𝑥 0,85 = 6,80 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 6,80 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 6,80
9 𝑥𝑥 100% = 75,57%
2. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin EMG LO P FOR 62-GB-101.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 440 𝑥𝑥 9,1 𝑥𝑥 0,85 = 5,89 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 5,89 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 5,89
9 𝑥𝑥 100% = 65,50%
3. Perhitungan daya dan efisiensi pada mesin UREA CRUSHER.
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 𝑉𝑉 𝑥𝑥 𝐼𝐼 𝑥𝑥 𝑐𝑐𝑜𝑜𝑐𝑐𝑐𝑐
𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 = √3 𝑥𝑥 440 𝑥𝑥 25,9 𝑥𝑥 0,85 = 16,78 𝑥𝑥 103 𝑊𝑊 = 16,78 𝐾𝐾𝑊𝑊
𝜂𝜂 = 𝑃𝑃𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜
𝑃𝑃𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑥𝑥 100%
𝜂𝜂 = 16,78
22 𝑥𝑥 100% = 76,26%
Dengan beberapa perhitungan yang sama seperti diatas, dapat diperoleh data daya keluar dan efisiensi beberapa motor di Unit Urea 440 V yang ditunjukan pada Tabel 4.12 berikut ini.
Tabel 4.12 Hasil data efisiensi Unit Urea 440 Volt
Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
HYDR BARRING GEAR FOR
62-GT101 440 1,29 0,8 0,9 0,79 87,39%
4.5 Analisa Kebutuhan Energi Listrik
Berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan yang telah diuraikan, total keseluruhan penggunaan energi listrik pada semua unit produksi dapat dilihat pada Tabel 4.13.
Tabel 4.13 Total Penggunaan Energi Listrik
No. Unit Produksi Kebutuhan Energi Listrik
1 Unit Utilitas 2300V 4699,25
2 Unit Utiltas 440V 1348,86
3 Unit Ammonia 2300V 4259,66
No. Unit Produksi Kebutuhan Energi Listrik
4 Unit Ammonia 440V 1168,44
5 Unit Urea 2300V 1632,36
6 Unit Urea 440V 1921,94
Total 15030,51
Penggunaan energi listrik terbesar yang digunakan yaitu pada Unit Utilitas 2300 V dengan nilai 4699,25 KW. Efisiensi penggunaan alat tertinggi adalah pada Unit Urea 2300 V dengan nilai 88,89 %. Nilai efisiensi keseluruhan dapat dilihat dari Tabel 4.14.
Tabel 4.14 Efisiensi setiap unit produksi
No. Unit Produksi Efisiensi (%)
1 Unit Utilitas 2300V 75,39
2 Unit Utiltas 440V 77,91
3 Unit Ammonia 2300V 82,08
4 Unit Ammonia 440V 81,51
5 Unit Urea 2300V 88,89
6 Unit Urea 440V 79,63
Maka penggunaan energi listrik secara keseluruhan untuk proses produksi pupuk di PT. Pupuk Iskandar Muda adalah sebesar 15030,51 KW. Jika dibandingkan dengan daya yang dibangkitkan oleh sisi pembangkit yaitu 20MW maka,
% 𝑃𝑃𝑃𝑃𝑖𝑖𝑃𝑃𝑃𝑃𝑜𝑜𝑖𝑖𝑃𝑃𝑃𝑃𝑖𝑖 𝐸𝐸𝑖𝑖𝑃𝑃𝐸𝐸𝑃𝑃𝑖𝑖 𝑙𝑙𝑖𝑖𝑐𝑐𝑜𝑜𝐸𝐸𝑖𝑖𝑙𝑙 =15030,51 𝐾𝐾𝑊𝑊
20000 𝐾𝐾𝑊𝑊 = 75,15 %
Pada Gambar 4.1, dijelaskan pembagian energi listrik yang digunakan pada tiap – tiap unit produksi di PT. Pupuk Iskandar Muda.
Gambar 4.1 Grafik pembagian penggunaan energi listrik di PT. PIM
31%
9%
26%
7%
9%
12%
6%
Unit Utilitas 2300V Unit Utiltas 440V Unit Ammonia 2300V Unit Ammonia 440V Unit Urea 2300V Unit Urea 440V Lain Lain
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Penggunaan energi listrik secara keseluruhan untuk proses produksi pupuk di PT. Pupuk Iskandar Muda adalah sebesar 15030,51 KW. Jika dibandingkan dengan daya yang dibangkitkan oleh sisi pembangkit yaitu 20MW .
2. Efisiensi penggunaan energi listrik pada proses produksi pupk di PT. Pupuk Iskandar Muda adalah sebesar 75,15% %. Efesiensi ini dapat ditingkatkan kembali dengan memperhatikan beban kerja motor agar motor bekerja sesuai dengan kapasitas produksinya.
3. Efisiensi tertinggi terdapat pada Unit Urea 2300 V dengan tingkat efisiensi penggunaan energi listrik mencapai 88,89%. Efisiensi terendah terdapat pada Unit Utilitas 2300V dengan tingkat efisiensi penggunaan energi listrik sebesar 75,39%. Penambahan kapasitas produksi secara optimal dapat meningkatkan efisiensi penggunaan energi listrik. Diharapkan dengan mengganti motor efisiensi dapat ditingkatkan lagi sekitar 80% -90% agar penggunaan energi lebih efisien.
5.2 Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Nilai efisiensi dapat lebih ditingkatkan dengan memperhatikan beban kerja motor. Efisiensi yang tinggi bisa dapat didapat apabila mesin bekerja sesuai kapasitas prodksinya.
2. Perawatan dan lingkungan disekitar mesin agar lebih diperhatikan mengingat apabila mesin bekerja dalam keadaan terlal panas dapat mengakibatkan turunnya efisiensi dari motor.
DAFTAR PUSTAKA
[1] PT. Pupuk Iskandar Muda, "Prinsip-prinsip Dasar dan Operasi", Lhokseumawe, 1994.
[2] PT. Pupuk Iskandar Muda, Toyo Engineering Coorporation, "Technical for Ammonia Plant", Japan, 1958..
[3] Wijaya, Mochtar,”Dasar-Dasar Mesin Listrik”, Penerbit Djambatan, Jakarta ,2001.
[4] Zuhal, “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya”, Edisi ke-5, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995.
[5] Theraja, B.L. & Theraja, A.K., “A Text Book of Electrical Technology”, New Delhi, S.Chand and Company Ltd., 2001.
[6] A. E. Fitzgerald, C. K. Jr dan S. D. Umans, Electrical Machinery, New York:
Mc Graw Hill Companies, 2003.
[7] K.-H. Seong, J. Hwang dan H.-w. Cho, “Investigation of Temperature Rise in an Induction Motor Considering the Effect of Loading,” IEEE Transactions On Magnetics, vol. 50, no. 11, 2014.
[8] Siswoyo, Teknik Listrik Industri, Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008.
LAMPIRAN
Nama
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V)
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan DEMINERALIZED WATER PUMP 440 145,00 0,86 120 SULF ACID UNLOADING PUMP 440 3,50 0,84 5
Nama Alat Tegangan
Nama
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V) PRETREATMENT SOLUTION PUMP 2300 295 0,85 1200 PRETREATMENT SOLUTION PUMP 2300 295 0,85 1200
Total 5220
Nama
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
Nama
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V)
Stasiun Nama Alat Tegangan
(V)
Nama Alat Tegangan
HYDR BARRING GEAR FOR
62-GT101 440 1,29 0,8 0,9