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,
moch.iqbal2010@yahoo.com 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
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.
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 :
ind dΦ E N dt = − Sinωt maks dΦ E N dt = − ω Cosω maks N Φ t = − (ω=2π )f (2π ) maksCosω N f Φ t = − 2 120 pn f = 2π Cosω 120 maks 2pn N Φ t = 2.3,14. Cosω 120 maks 2pn Φ t = − (2.3,14. 120 maks maks 2pn E =N Φ (2.3,14. ) 120 2 2 maks maks eff rms 2pn N Φ E E = E = =
8,88 120 NnpΦ = (8,88 ) 120 Np K = eff E = KnΦ 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
dt = Laju fluks magnet (W/s)
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
Gambar 2.2 Rangkaian ekivalen dan diagram vektor generator berbeban Persamaan tegangan dari model rangkaian pada Gambar 2.9. adalah :
a a s s m a E V IR jIX X X X = + + = + 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.
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.
• 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 (
Gambar 3.1 LOLP yang digambarkan pada kurva lama beban (
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
Keandalan sebagai fungsi biaya Pada K = 0, I ≅ 0, B = ∼ (tak hingga) K = 100 %, I = ∼ (tak hingga) dan 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
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).
LOLP yang digambarkan pada kurva lama beban (Load Duration Curve
Tingkat keandalan berkaitan dengan biaya investasi yang harus dikeluarkan. Makin tinggi tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya investasinya. Makin rendah tingkat keandalansistem, makin tinggi biaya operasionalnya Keandalan sebagai fungsi biaya
(tak hingga) (tak hingga) dan B = 0
Perpotongan dua kurva memberikan : Biaya (gangguan) minimum
Pengelompokan Beban
Beban listrik dapat digolongkan menjadi dua jenis kelompok beban, yaitu : Kelompok beban untuk peralatan-peralatan listrik
Makin kecil LOLP, makin rendah tingkat gangguan, makin tinggi tingkat
Makin tinggi LOLP, makin tinggi tingkat gangguan, makin rendah tingkat
Load Duration Curve)
Tingkat keandalan berkaitan dengan biaya investasi yang harus dikeluarkan. Makin tinggi tingkat keandalan sistem, makin tinggi biaya investasinya.
sistem, makin tinggi biaya operasionalnya.
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.
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
NO 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
2. Proses Produksi
PT. YKK memproduksi berbagai jenis zipper beserta dengan komponen-komponennya. Untuk salah satu proses dari produksi komponen zipper yaitu slider. Adapun alur proses dari produksi slider adalah sebagai berikut:
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
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 Beban Daya Keterangan
1
I Melting 250 KVA Peleburan logam GTH & GKB 220 KVA Elektrolisis
II
Painting 110 KVA Pewarnaan logam Dyeing 120 KVA Pewarnaan bahan Enamel 150 KVA Pelapisan logam Moulding 85 KVA Pencetak logam
2 III
Komputer 50 KVA
Heater 95 KVA Pengering bahan Winding 70 KVA Penggulung pita Washing 55 KVA Pencuci zipper
3 IV
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:
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 4.4 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 Beban Daya Waktu
Koneksi Generator
1
I Melting 250 KVA 0.05 detik G1 GTH & GKB 220 KVA 0.1 detik G2
II
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
2 III
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
3 IV
Tambular 75 KVA Manual G4 Roll Chain 50 KVA Manual G1 3CF, LF/SF, 5CF, VF 120 KVA Manual G4 Lighting 20 KVA Manual G4
Dari tabel diatas generator yang dipakai hanya empat generator dengan kapasitas daya:
G1 = 550 KVA G2 = 550 KVA G3 = 250 KVA G4 = 250 KVA
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.
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.
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.
