BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1 AUDIT ELEKTRIKAL
Audit atau pemeriksaan menurut sumber Wikipedia dalam arti luas bermakna evaluasi terhadap suatu organisasi, sistem, proses, atau produk. Audit dilaksanakan oleh pihak yang kompeten, objektif, dan tidak memihak, yang disebut auditor. Tujuannya adalah untuk melakukan verifikasi bahwa subjek dari audit telah diselesaikan atau berjalan sesuai dengan standar, regulasi, dan praktik yang telah disetujui dan diterima.
Audit Elektrikal merupakan audit yang dilaksanakan untuk menilai dan menganalisa kehandalan dan keakuratan peralatan serta kelengkapannya, dan memberi masukan dan gambaran secara singkat mengenai penerapan sistem elektrikal secara efektif dan optimal pada gedung. Dalam melakukan audit, mengacu kepada :
1. Shop drawing & As built drawing elektrikal 2. Spesifikasi teknis
3. Standar Nasional Indonesia (SNI)
4. Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL 2000). 5. PT. PLN tahun 2002 tentang standar daya PLN 6. Data peralatan
7. Pengalaman praktis operasional Batas Audit Elektrikal :
Elektrikal power termasuk back up power supply Proteksi penangkal petir
Batasan Audit ini tidak mencakup :
Pengujian peralatan secara detail, seperti pengujian laboratorium, kualitas air, korosifitas, pengujian pabrik,
Tidak melakukan perhitungan ulang terhadap analisis desain instalasi elektrikal.
Kesuksesan audit, sangat bergantung pada keakuratan dan ketersediaan dari dokumen-dokumen yang ada pada bangunan.
Produk Layanan Audit Elektrikal, tempat kerja praktik adalah perusahaan jasa konsultan properti memberikan produk layanan, solusi dari temuan permasalahan yang ditemukan, dalam melakukan audit elektrikal pada bangunan adalah, sebagai berikut :
1. Memastikan keakuratan dan perizinan dokumen teknis 2. Memastikan kehandalan, keamanan dan hemat energi 3. Power Quality Analyzer & Infrared Thermography 4. Memberikan rekomendasi perbaikan atas temuan audit Dari point-point tersebut, dapat di berikan penjelasan dibawah ini: 3.1.1 Memastikan Keakuratan dan Perizinan Dokumen Teknis
Memastikan keakuratan dokumen-dokumen yang ada seperti gambar As-built, manual pengoperasian dan pemeliharaan sistem dan peralatan, serta memastikan perizinan pada peralatan, sesuai dengan peraturan pemerintah.
3.1.2 Memastikan Kehandalan, Keamanan dan Hemat Energi
Memastikan kondisi dari fisik peralatan dan instalasi sistem elektrikal, apakah ada penyebab tidak aman bagi manusia, peralatan, bangunan dan pemborosan energi, seperti item yang diuraikan dibawah ini :
1. Penyebab tidak aman bagi manusia
Peralatan listrik tidak dilengkapi grounding Sambungan kabel terbuka
Kabel melintas jalan tanpa proteksi Peralatan rusak namun tetap dipakai
Gedung tinggi namun tidak dilengkapi penangkal petir
Membiarkan jalur pipa air melintas diarea panel listrik, trafo dan genset 2. Penyebab instalasi terbakar
Kabel terlalu kecil dari pada beban terpasang akhirnya panas dan terbakar Proteksi tidak berfungsi ketika terjadi korsleting listrik , kabel bisa terbakar Sambungan kabel tidak sempurna, ketika ada arus, sambungan akan panas
dan lama lama bisa terbakar
Terminasi kabel panel kendor akan timbul panas dan lama lama panel akan terbakar.
Peralatan listrik rusak bisa terjadi korsleting listrik dan terbakar Tegangan dibawah standart dll.
3. Penyebab listrik tidak handal
Genset bermasalah dan kapasitas terlalu kecil Sambungan daya PLN terlalu rendah
Tegangan listrik tidak normal Sistem grounding tidak baik Penangkal petir tidak baik Sistem proteksi tidak baik
Sistem distribusi listrik tidak baik Sistem power plant tidak baik
4. Penyebab pemborosan akibat listrik
Tegangan harmonisa tinggi menyebabkan penambahan beban trafo atau genset dan timbulnya rugi rugi kabel
Tegangan listrik rendah maka peralatan listrik akan cepat rusak dan rugi rugi daya semakin besar.
Seting temperatur AC terlalu rendah.
Sistem operasi peralatan listrik yang kurang baik 3.1.3 Power Quality Analyzer & Infrared Thermography
Melakukan pemeriksaan peralatan yang tidak dapat dilihat dengan kasat mata, yaitu dengan alat ukur : Power Quality Analyzer dan Infrared Thermography. Yang jarang dimiliki oleh pengelola atau pemilik gedung. Karena menggunakan alat ukur tersebut, harus mempunyai keahlian khusus, sertifikasi dan harganya pun sangat mahal. Berikut pengertian dan fungsi alat ukur tersebut.
5. Power Quality Analyzer
Power Quality Analyzer adalah suatu peralatan ukur yang digunakan untuk mengetahui kualitas daya dari tenaga listrik. Alat ini sangat kompleks, karena dapat mengukur tegangan (volt), arus lisrik (ampere), frekuensi (Hz), daya aktif (watt), daya reaktif (var), daya semu (va) dan faktor daya (cos phi). Pada penelitian ini, parameter yang diukur menggunakan peralatan ini adalah besaran listrik dasar, yaitu tegangan, arus dan frekuensi listrik.
Gambar 3.1 Power Quality Analyzer, Hioki 3197 (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
a. Tegangan listrik
Tegangan listrik yang ideal tegangan dalam bentuk gelombang sinus murni tanpa distorsi dengan amplitude yang konstan. Dikarenakan adanya factor gangguan yang terjadi yang tidak bisa dihindari, sehingga nilai tegangan menjadi tidak konstan. Dalam kondisi normal, toleransi tegangan boleh naik atau turun yang diijinkan oleh PLN adala – 10% sampai + 5%. Jika dalam kondisi darurat berdasarkan IEEE std. 446-1995 “Recommended Practice for Ermergency and Standby power system indrustrial and Commercial Applications “toleransi tegangan -13 % sampai + 6 % Gangguan-gangguan pada tegangan listrik yang berpengaruh pada kualitas daya listrik adalah :
Netral & Grounding
Masalah yang timbul pada Netral dan Grounding yang sangat jarang diperhatikan para pengguna, sekitar 50% berasal dari kesalahan di Netral dan Grounding. Salah satu penyebab utama adalah karena masih banyak orang yang belum tahu atau menganggap ringan dan juga masih banyak selisih pendapat antara instalatir dengan teknisi dari peralatan yang dipasang, ditambah lagi banyaknya istilah-istilah yang ada seperti isolated ground, dedicated ground dan lain sebagainya yang diartikan berbeda-beda.
Penyebab masalah tersebut dapat diakibatkan oleh sambungan kabel ground atau netral yang tidak sempurna, tidak mengikuti standar-standar pemasangan listrik yang ada, baik karena disengaja maupun tidak dimengerti, atau dapat juga diakibatkan oleh adanya kemungkinan sambungan yang kendur atau lepas, yang ditimbulkan oleh efek perbedaan panas / thermal effect atau timbul karat.
Akibat yang timbul dari ketidak sempurnaan atau ketidak benaran sistem Netral & Ground, yang pada dasarnya dapat mengancam keselamatan jiwa manusia maupun rusaknya peralatan dapat dijabarkan sebagai berikut:
Pemasangan sistem Grounding & Netral yang tidak benar, dapat menyebabkan peralatan listrik yang seharusnya tidak bertegangan menjadi bertegangan jika terjadi arus bocor;
Pemasangan sistem Grounding & Netral yang tidak benar, dapat menyebabkan kemungkinan fatal terhadap jiwa manusia apabila terjadi hubung singkat pada salah satu peralatan; dan
Pemasangan sistem Grounding & Netral yang tidak benar, dapat menyebabkan masuknya noise / arus balik kedalam sistem yang berakibat rusaknya peralatan, atau dapat berakibat terganggunya aliran data yang dapat menyebabkan “error” di peralatan elektronik.
Fluktuasi tegangan (under over voltage)
Gangguan tegangan adalah suatu hal yang lumrah dan tidak dapat dihindari pada suatu sistim kelistrikan. Selama terjadinya gangguan tegangan, maka tegangan listrik bisa jadi lebih kecil atau lebih besar dari tegangan yang seharusnya dan hal ini terjadi dalam jangka waktu yang singkat maupun lama. Pada prosentase yang kecil ( ± 5 % ), gangguan ini masih dapat di tolerir, akan tetapi apabila prosentase sudah melebihi batas toleransi tersebut diatas, maka gangguan ini akan mengakibatkan bertambah besarnya reactive power, masalah isolasi dan stabilitas tegangan.
Tegangan dan arus tidak seimbang (unbalance)
Tegangan maupun arus tidak seimbang dapat terjadi yang diakibatkan oleh ketidak seimbangan dari sumber listrik ( PLN ), sistim transmisi dan pada
beban. Selama terjadinya ketidak seimbangan, akan mengakibatkan kwalitas listrik menjadi menurun.
Untuk tegangan dapat di definisikan sebagai maksimum deviasi tegangan rata-rata 3 phase dibagi dengan tegangan rata-rata-rata-rata 3 phasa dan dinyatakan dalam %, berdasarkan standar IEEE 1159 berkisar 0.5 – 2.0% yang di ijinkan.
Untuk arus dapat di definisikan sebagai maksimum deviasi arus rata-rata dibagi dengan arus rata-rata dan dinyatakan dalam %, berdasarkan standar NEMA MG.1, 1987 kurang dari 10% yang di ijinkan.
Tegangan sag & swell
Tegangan sag & swell adalah variasi tegangan berdurasi pendek, dimana masalahnya adalah naik turunnya tegangan yang terjadi hanya dalam beberapa cycle (100 milidetik), akan tetapi tetap dapat menimbulkan masalah yang cukup serius bagi peralatan-peralatan modern.
Tegangan turun (voltage sag) terjadi apabila terdapat beban dari peralatan listrik yang cukup besar ketika dinyalakan, akan tetapi dapat juga terjadi apabila ada sambaran petir yang dihubung-singkatkan ke arrester. Tegangan naik (voltage swell) biasanya terjadi apabila ada beban peralatan listrik yang cukup besar ketika dimatikan.
b. Frekuensi (Hz)
Yaitu jumlah siklus arus bolak balik (alternating current) per detik. Negara Indonesia menggunakan frekuensi listrik standar sebesar 50 Hz. Gangguan-gangguan yang terjadi pada system ± 0,5 Hz---(49,5 – 50,5 Hz).
c. Faktor Daya
Faktor daya (cos phi) merupakan perbandingan antara daya nyata (P) dengan daya semu (S), nilainya berkisar 0 hingga 1.
Faktor Daya = P / S (3.1)
= V.I Cos ϕ / V.I (3.3) suatu beban dari suatu jaringan. PLN menetapkan factor daya untuk industrial minimum 0.85 agar tidak dibebani biaya tambahan, jika faktor daya lebih kecil daripada 0,85 maka PLN akan mengenakan denda bagi industrial.
d. Harmonisa
Harmonisa adalah tegangan ataupun arus sinusoida yang mempunyai frekuensi sebesar kelipatan dari frekuensi dasarnya. Frekuensi dasar suatu sistem tenaga listrik adalah 50 Hz, maka harmonisa kedua adalah gelombang dengan frekuensi 100 Hz, harmonisa ketiga 150Hz dan seterusnya. maka harmonisa terjadi akibat dari adanya gelombang frekwensi lain nya yang terjadi / menumpang pada gelombang sinusoidal frekuensi dasarnya atau sinusoida murni sehingga terbentuk gelombang yang terdistrosi. Bentuk gelombang sinusioda murni dengan gelombang harmonisa dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.2 Bentuk gelombang murni dan gelombang terdistrosi harmonisa (sumber https://id.wikipedia.org/wiki/Harmonisa)
Penyebab terjadinya harmonisa mengakibatkan pada jala-jala listrik timbul frekwensi yang berbeda adalah pemakaian beban-beban non linear. Seiring dengan perkembangan teknologi elektronika yang diterapkan dalam peralatan modern yang
kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, dengan tujuan untuk penghematan pemakaian energi listrik seperti :
1. Transformator 2. Electronic ballast
3. VSD (Variable Speed Drives) 4. LED (Light Emitting Diode)
5. UPS (Uninteruptible Power Supply)
Akibat yang ditimbulkan pada peralatan jika terdapat arus atau tegangan harmonisa antara lain:
1. Rusaknya peralatan listrik
2. Terbakarnya kabel / konduktor penghantar
3. Pada transformator daya menurun, bertambahnya losses 4. Pada motor listrik terjadi overheat
5. Pada alat ukur kWH meter elektromekanis terjadi kesalahan pengukuran 6. Kegagalan fungsi relay
Akibat gangguan ini cukup serius maka IEEC dalam recommended practice and requirements for Harmonic Control in Electrical Power System Standard No. 519-1992 telah menentukan standard yang dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
Tabel 3.1 Standar Harmonisa Tegangan IEEE 519 (Sumber : Carnovale, Daniel, Blooming (2006, p.2)
Voltage at PCC Individual Voltage Distortion (%) Distortion THD (%) Total Voltage
69 kV and below 3.0 % 5.0 %
69 kV – 161 kV 1.5 % 2.5 %
Tabel 3.2 Standar Harmonisa Arus IEEE 519 (Sumber : Carnovale, Daniel, Blooming (2006, p.2)
Harmonic Order Isc/IL <11 11=<h<17 17=<h<23 23=<h<35 35=<h THD <20 4 2 1.5 0.6 0.3 5 20 – 50 7 3.5 2.5 1 0.5 8 50 – 100 10 4.5 4 1.5 0.7 12 100 – 1000 12 5.5 5 2 1 15 >1000 15 7 6 2.5 1.4 20
VTHD adalah jumlah total tegangan yang terdistorsi oleh harmonisa dinyatakan dalam persen.
I THD adalah jumlah total arus yang terdistorsi oleh harmonisa dinyatakan dalam persen.
Untuk mencari standar VTHD dan I THD yang di ijinkan pada table 3.1 dari suatu sistem trafo, maka perlu mencari arus short circuit Isc dan mengukur arus beban IL. Untuk mencari arus short circuit Isc dengan menggunakan rumus dibawah ini :
Isc = Daya trafo (VA) / (Z % x √3 x VLL) (3.4)
Dimana :
VLL = tegangan antar fasa (volt) Z % = impedansi trafo
6. Infrared Thermography
Infrared thermography adalah alat mendeteksi energi inframerah yang dipancarkan dari benda, mengubahnya menjadi suhu yang nampak, dan menampilkan hasilnya
sebagai gambar inframerah. Secara harfiah, termografi inframerah berarti "di luar merah" (infrared) "gambar suhu" (thermography).
Menggunakan camera infra-merah untuk memeriksa kondisi peralatan listrik & mekanik . Dengan memonitor suhu pada saat peralatan mekanik dan elektrik beroperasi, kemudian dibandingkan dengan suhu operasi normalnya, maka akan dapat dianalisa / dideteksi ada tidaknya penyimpangan ( overheating ) yang umumnya merupakan gejala awal suatu kerusakan peralatan.
Teknologi inframerah juga sangat bermanfaat sebagai passive fire protection system dalam rangka penyelenggaraan system proteksi terhadap bahaya kebakaran akibat kondisi peralatan listrik yang dapat menimbulkan bahaya kebakaran. Hal yang demikian ini dapat dimengerti karena 85% kebakaran public building yang terjadi disebabkan oleh peralatan listrik yang tidak baik.
a. Karakreristik
Energi inframerah merupakan bagian Electromagnetic Spectrum dan mempunyai ciri-ciri sama dengan ciri-ciri sinar yang dapat dilihat (visible light) ditunjukan pada gambar 3.4 Spektrum cahaya. Energi inframerah menembus melalui udara dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan sinar, dan energi inframerah tersebut dapat direfleksikan-dibiaskan-diserap-disebarkan. Radiasi inframerah dipancarkan oleh semua benda yang mempunyai temperatur. Inframerah ditimbulkan oleh adanya getaran-getaran dan perputaran atom dan molekul suatu benda. Ini berarti bahwa semua benda menyebarkan atau memancarkan radiasi inframerah, karena semua benda mempunyai temperature.
Gambar 3.3 Infrared Wave Spektrum
(Sumber : http://en-us.fluke.com/training/training-library/measurements/thermography/thermography.html, 2017)
b. Manfaat Teknologi Inframerah
Teknologi inframerah digunakan untuk preventive maintenance, predictive maintenance, safety control, testing dan commissioning pada perusahaan public services (PLN, PAM, TELKOM), Oil Company, Power Plant, Factory, Building, dll. Teknologi inframerah dapat menginvestigasi instalasi dan peralatan seperti :
Elektrikal (circuit breacker, load breack switch, transformer, ac/dc motor, instalasi LV/MV/HV, kontrol-kontrol elektronik, dll);
Mekanikal (pompa-pompa, mesin diesel, mesin bensin, bearing, turbin, kompresor, dll);
Process Devices (boiler, furnace, vessel, tank, reactor, reformer, pipe insulation, refractories, dll);
Diagnosis Gedung (leak, water proofing, building envelope, studies measure heat loss, detect insulation voids, moisture trapped bellow roof membranes and monitor HVAC sistems efficiency, dll).
Teknologi Inframerah dapat secara dini mengetahui kondisi kelainan, kerusakan dan kebocoran yang tidak dapat diraba dan dilihat oleh mata, yang terdapat pada suatu instalasi atau peralatan tanpa harus menghentikan sistem, sehingga tidak menggangu jalannya operasi atau produksi. Kemudian direncanakan segera tindakan perbaikan, terutama pada bagian-bagian yang diketahui bermasalah sebelum masalah atau kerusakan tersebut timbul menjadi lebih besar.
c. Aplikasi Teknologi Inframerah
Upaya mengatasi bahaya kebakaran
Perlu disadari bahwa upaya mengatasi bahaya kebakaran bukan hanya menjadi tanggung jawab dinas pemadam kebakaran, tetapi juga para perencana pembangunan, pengusaha dan pengelola atau pemilik gedung diharapkan perannya dalam penanggulangannya.
Pencegahan bahaya kebakaran, bukan hanya diantisipasi dengan cara meneliti peralatan pencegahan kebakaran, melengkapi gedung dengan fasilitas
pencegahan, tim khusus untuk menanggulangi bahaya kebakaran dan sistem pencegahan kebakaran, tetapi yang sangat menentukan adalah perlu diketahui secara pasti mengenai kondisi dari sarana/jaringan listrik, mesin, dll., yang ada dalam gedung/bangunan/pabrik/pesawat yang dapat menjadi penyebab terjadinya kebakaran.
Menciptakan suatu kondisi untuk pencegahan bahaya kebakaran sejak dini sebaiknya dilakukan pemeriksaan terhadap jaringan dan peralatan elektrikal, mekanikal dan proses yang terdapat pada suatu gedung atau bangunan.
Penciptaan aspek rasa aman
Di atas telah disinggung perlunya diciptakan suatu kondisi rasa aman yang erat kaitannya dengan pertanyaan “Apakah gedung ini benar-benar aman terhadap kebakaran?”. Jawaban pertanyaan itu erat kaitannya dengan himbauan dan harapan bahwa semua bangunan seharusnya terlindung dari bahaya kebakaran yang harus built in (menyatu) dalam teknologi bangunan itu sendiri, peraturan mengenai gedung, dan standar yang harus dipenuhi oleh gedung itu. Yang dimaksud dengan standar gedung salah satunya adalah kondisi peralatan elektrikal dan mekanikal adalah dengan memanfaatkan teknologi inframerah, sehingga dapat diketahui kondisi peralatan sebenarnya secara tepat akurat dan jelas, bahkan hasil penelitian dengan thermal imaging radiometers di record dengan tujuan preventive maintenance maupun predictive maintenance untuk waktu selanjutnya.
Gambar 3.4 Alat Infrared Thermography (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.1.4 Memberikan Rekomendasi Perbaikan Atas Temuan Audit
Memberikan laporan hasil audit, lengkap dengan skala prioritas dan rekomendasi-rekomendasi teknis seluruh hasil temuan-temuan audit sistem elektrikal.
Keuntungan yang didapat dari hasil audit elektrikal adalah pengelola atau pemilik bangunan dapat mengetahui kondisi sistem elektrikal pada bangunannya dari sisi keindahan, keandalan, kemudahan, kertercapaian, keselamatan, keamanan dan kehematan. Apabila ada temuan, pengelola atau pemilik bangunan dapat melakukan perbaikan atau menyerpurnakan sistem elektrikal pada bangunannya.
3.2 KOMPONEN SISTEM ELEKTRIKAL
Sistem elektrikal merupakan suatu rangkaian peralatan penyediaan daya listrik untuk memenuhi kebutuhan daya listrik tegangan rendah. Dalam rangkaian jaringan instalasi listrik yang terpasang di dalam gedung, juga menyangkut pengubahan tegangan menengah PLN (20 kV) menjadi tegangan rendah. Pada gedung ini tegangan listrik didistribusikan dari saluran tegangan menengah melalui trafo menjadi saluran tegangan rendah 3 fase R,S,T, dimana tegangan antar fase 380 Volt, dan 220 Volt pada jalur netral. komponen peralatan yang disediakan meliputi :
3.2.1 Sumber Tegangan Listrik PLN dan Generator Sets
Sumber daya utama / sumber tegangan listrik dari gedung biasanya menggunakan sumber dari PLN.
Gambar 3.5 Gardu PLN (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
Disamping PLN, maka gedung juga menyediakan sumber tegangan cadangan (emergency) jika terjadi pemadaman atau PLN mati, yaitu dengan menyediakan Genset (Generator Set). Genset biasanya dioperasikan jika ada gangguan atau pemadaman dari PLN, dan umumnya telah diset sedemikian rupa sehingga ketika PLN mati maka dengan otomatis tegangan disuplay dari genset, yang telah di set secara otomatis, dengan interval waktu hitungan detik.
Gambar 3.6 Generator Sets (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.2 PUTM ( Panel Utama Tegangan Menegah)
Panel Utama Tegangan Menengah atau Medium Voltage Distribution Panel atau sering disebut juga panel Cubicle ada yang disediaan oleh PLN, dan biasanya menjadi tanggung jawab PLN, yang disebut dengan cubicle PLN, yang menghubungkan jaringan tegangan menengah PLN dengan cubicle gedung. Panel ini terdiri dari 3 macam, yaitu cubicle incoming, metering dan cubicle outgoing. Panel
MV yang lainnya biasanya disebut dengan cubicle pelanggan, yang menghubungan dari panel MV (cubicle PLN) dengan Trafo.
Gambar 3.7 Panel Utama Tegangan Menengah (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.3 Transformer
Transformer adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal (kalau bisa terus menerus tanpa berhenti). Mengingat kerja keras dari suatu transformator seperti itu maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang baik, benar dan tepat. Untuk itu regu pemeliharaan harus mengetahui bagian- bagian transformator dan bagian-bagian mana yang perlu diawasi melebihi bagian yang lainnya.
Transformer dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti: Transformer Mesin (Pembangkit )
Transformer Gardu Induk Transformer Distribusi
Transformer yang digunakan pada bangunan pada tegangan menengah 20kV ke tegangan rendah distribusi 220/380V . Aliran tegangan menengah diubah menjadi tegangan rendah melalui trafo.
Gambar 3.8 Transformer Distribusi (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.4 PUTR (Panel Utama Tengangan Rendah)
Panel Utama Tengangan Rendah atau Low Voltage Main Distribution Board (LVMDB) adalah sebagai panel penerima daya/power dari transformer (trafo) dan mendistribusikan power tersebut lebih lanjut ke panel Low Voltage Sub Distribution (LVSDP), Menggunakan Air Circuit Breaker atau moulded case Circuit Breakers.
Gambar 3.9 Panel Utama Tegangan Rendah (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.5 Panel Sub Distribusi
Panel Sub Distribusi akan mendistribusikan power tersebut ke peralatan electrical, menggunankan MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) dan MCB (Mini Circuit Breaker).
Gambar 3.10 Panel Sub Distribusi (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.6 ACB (Air Circuit Breaker)
ACB (Air Circuit Breaker) merupakan jenis circuit breaker dengan sarana pemadam busur apiberupa udara. ACB dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan menengah. Udarapada tekanan ruang atmosfer digunakan sebagai peredam busur api yang timbul akibat prosesswitching maupun gangguan. Air Circuit Breaker dapat digunakan pada tegangan rendah dan tegangan menengah.
Gambar 3.11 ACB (Air Circuit Breaker) (Sumber: ACB Schneider Electric product)
3.2.7 MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
Merupakan alat pengaman yang dalam proses operasinya mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pengaman dan sebagai alat penghubung. Jika dilihat dari segi pengaman, maka MCCB dapat berfungsi sebagai pengaman gangguan arus hubung singkat dan arus beban lebih. Pada jenis tertentu, pengaman ini mempunyai kemampuan pemutusan yang dapat diatur sesuai dengan yang diinginkan. MCCB ini dipakai hampir sama dgn MCB tetapi dgn batas arus beban yg lebih besar dari 100 Ampere sampai dgn 1600 Ampere.
Gambar 3.12 MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) (Sumber: MCCB Schneider Electric product)
3.2.8 MCB (Miniature Circuit Breaker)
Merupakan komponen panel listrik yang berfungsi sebagai switch pembatas arus akibat dari kenaikan daya /tegangan yg melebihi batas dan atau hubung singkat. Komponen panel listrik ini biasanya terbatas pada arus nominal kecil sampai dgn kurang dari 100 Ampere. Bentuknya ada yg satu pole (satu input dan satu output), ada yg dua pole, tiga pole hingga empat pole.
Gambar 3.13 MCB (Miniature Circuit breaker) (Sumber: MCB Schneider Electric product)
3.2.9 ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker)
ELCB atau istilah lain saklar pengaman arus sisa (SPAS), Merupakan sebuah komponen proteksi instalasi listrik yang bekerja memutus arus listrik saat terdeteksi ada kebocoran arus listrik ke grounding atau tanah, dan yang lebih penting lagi ELCB bisa memustuskan arus listrik ketika terjadi kontak antara listrik dan tubuh manusia yang bersentuhan dengan ground.
Gambar 3.14 ELCB (Earth Leakage Circuit Breaker) (Sumber: ELCB Schneider Electric product)
3.2.10 Kabel Instalasi
Jenis penghantar yang banyak digunakan pada suatu instalasi rumah dan gedung ialah jenis kabel :
NYA = Inti Tembaga, Isolasi PVC, Solid ( kabel tunggal ) untuk penerangan dan stop kontak
NYAF = Inti Tembaga, Isolasi PVC, Serabut ( kabel tunggal ) untuk kontrol NYM = Inti Tembaga, Isolasi PVC, PVC ( Putih ) untuk penerangan dan
stop kontak
NYY = Inti Tembaga, Isolasi PVC,PVC ( Hitam ) untuk power motor dan panel
NYM-HY = Inti Tembaga, Isolasi PVC,PVC, Serabut ( Putih ) untuk kontrol NYY-HY = Inti Tembaga, Isolasi PVC,PVC, Serabut ( Hitam ) untuk kontrol NYFGbY = Inti tembaga, Iolasi PVC, pelindung Zeng , Isolasi PVC untuk
kabel bawah tanah
N2XSY = Kabel tegangan menenga, untuk kabel TM
Instalasi kabel yang terpasang dalam penyambungan, harus mengikuti peraturan berlaku,adalah:
Tabel 3.3 Standar Warna Kabel Listrik PUIL 2000 (Sumber: PUIL 2000)
3.2.11 Grounding / Pertanahan
Grounding / Pentanahan adalah instalasi pembumian terhadap bahan bahan metal yang menggunakan power listrik. Yang berfungsi sebagai pengaman listrik akibat dari kabel -kabel yg terkelupas dan mengenai body part peralatan elektonik atau peralatan listrik yg selanjutnya mengenai orang. Dgn adanya komponen panel listrik ini maka aliran arus listrik yg liar atau yg tak berfungsi akan dibumikan.
a. Tujuan pembumian peralatan listrik ini adalah Mencegah terjadinya bahaya tegangan sentuh Mempercepat jatuhnya breaker
Mengurangi resiko kerusakan pada peralatan listrik ketika terjadi tegangan surja
b. Jenis grounding
Grounding Elektrikal ( Tidak boleh lebih dari 2 Ohm ) Grounding Elektronik ( Tidak boleh lebih dari 1 Ohm ) Grounding Penangkal petir ( Tidak boleh lebih dari 2 Ohm ) Grounding Body / struktur baja ( tidak boleh lebih dari 2 Ohm ) Grounding Elektrikal antara lain :
1. Grounding Netral Genset 2. Grounding Netral Trafo
3. Grounding body genset, trafo dan panel listrik
Ohm/tahanan sesuai standar grounding menurut PUIL. Tegangan Netral to Grounding idealnya tidak boleh melebihi 1 Volt.
Gambar 3.15 Grounding / Pertanahan (Sumber: Data NAI Indonesia, 2017)
3.2.12 Cara Kerja Sistem Elektrikal
Sumber Daya Listrik yang dipergunakan pada gedung, dipasok dari 2 (dua) jenis pembangkitan tenaga listrik yaitu :
1. PT. PLN Persero (Perseroan Terbatas Perusahaan Listrik Negara persero) Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang.
2. Pembangkit listrik sendiri (Generator sets).
Untuk pemakaian energi listrik sehari-hari, supply daya listrik diperoleh dari PT. PLN Persero, sedangkan Generator sets berfungsi sebagai pembangkit tenaga listrik cadangan/emergency stand by power, untuk menjaga ketersediaan tenaga listrik secara berkesinambungan apabila listrik dari PT. PLN persero mengalami gangguan pemadaman.
Dari pasokan sumber daya listrik PT. PLN persero yang tegangannya 20 kV (dua puluh ribu volt), arus listrik kemudian dialirkan ke Transformer dan setelah tegangan listrik 20. Kv tersebut diturunkan menjadi 380/220 volt pada transformer, maka aliran listrik tersebut dialirkan ke LVMDB (Low Voltage Main Distribution Board), kemudian di alirkan ke panel distribusi pada masing-masing lantai Gedung. Dari Panel distribusi yang berada pada tiap lantai, kemudian aliran listrik disalurkan ke peralatan maupun instalasi yang ada pada setiap lantai tersebut, antara lain seperti: Main Equipment seperti : lampu penerangan, air conditioning, fan, pompa-pompa, Transportasi gedung, dll
3.3 DASAR TEORI AUDIT ELEKTRIKAL 3.3.1 Perhitungan Daya
Segitiga daya adalah suatu hubungan antar daya nyata, daya semu dan reaktif, sehingga dapat di gambarkan dalam bentuk segitiga daya sebagai berikut :
Gambar 3.16 Segitiga daya
(Sumber: https://konversi.files.wordpress.com/2012/02/gb1vsd.png)
Beberapa besaran dalam listrik fase yang perlu diketahui perhitungannya adalah : 1. Daya Nyata (P)
2. Daya Semu (S) 3. Daya Reaktif (Q) 4. Faktor Daya (Cos Ø)
Berikut penjelasan singkat dan rumus-rumus daya listrik :
1. Daya Nyata (P)
Daya nyata merupakan daya listrik yang digunakan untuk keperluan menggerakkan mesin-mesin listrik atau peralatan lainnya, daya yang benar-benar terpakai oleh konsumen dan terukur pada kWH meter.
Rumus menghitung daya nyata dengan tegangan satu fasa :
Rumus menghitung daya nyata dengan tegangan tiga fasa:
P3 = √3 x VL-L x I x Cos Ø (3.6)
P = 3 x VL-N x I x Cos Ø (3.7)
Dimana :
P = Daya Nyata ( Watt )
VL-N = Tegangan Fase ( 220 Volt ) VL-L = Tegangan L – L ( 380 Volt ) I = Arus listrik ( Ampere ) Cos Ø = Faktor Daya
Gambar 3.17 Sistem 3 fasa hubungan bintang dengan tegangan 380/220 Volt (Sumber:
http://www.instalasilistrikrumah.com/wp-content/uploads/2012/01/3-Phase1.jpg)
2. Daya Semu (S)
Daya semu merupakan daya listrik yang melalui suatu penghantar transmisi atau distribusi. Daya ini merupakan hasil perkalian antara tegangan dan arus yang melalui
penghantar. Daya yang ditanggung oleh pembangkit listrik yang dipengaruhi oleh pemakaian daya konsumen dan kondisi faktor daya pada jaringan listrik.
Rumus menghitung daya semu dengan tegangan satu fasa :
S = V x I (3.8)
Rumus menghitung daya nyata dengan tegangan tiga fasa:
S = √3 x VL-L x I (3.9)
S = 3 x VL-N x I (3.10)
Dimana :
S = Daya Semu ( kVA )
VL-N = Tegangan Fase ( 220 Volt ) VL-L = Tegangan L – L ( 380 Volt )
I = Arus yang mengalir pada penghatar ( Ampere )
3. Daya Reaktif (Q)
Daya reaktif merupakan selisih antara daya semu yang masuk pada penghantar dengan daya aktif pada penghantar itu sendiri, dimana daya ini terpakai untuk daya mekanik dan panas. Daya reaktif ini adalah hasil kali antara besarnya arus dan tegangan yang dipengaruhi oleh faktor daya.atau daya yang timbul akibat faktor daya rendah atau jelek. Daya reaktif ini merupakan kerugian dan harus di minimalis dengan menggunakan capasitor bank.
Rumus menghitung daya reaktif dengan tegangan satu fasa :
Rumus menghitung daya reaktif dengan tegangan tiga fasa :
Q3 = P3 x Tan Ø (3.12)
Dimana :
Q = Daya Reaktif ( kVAR ) P = Daya Nyata ( kW) Tan Ø = Tangen sudut fase
Untuk perhitungan kapasitor bank bisa menggunakan rumus :
Q = P x 0,8 (3.13)
4. Faktor Daya (Cos Ø)
Faktor daya atau Cos Ø adalah beda sudut fase tegangan dan arus listrik. Pergeseran sudut fase ini disebabkan karena perubahan beban dan sifat beban itu sendiri. Sifat beban ada yang induktif ( Trafo, Balast, UPS, Drive ) dan capasitif ( Capasitor )
Gambar 3.18 Gelombang tegangan dan arus sinusoidal
(Sumber: https://konversi.wordpress.com/2012/02/28/faktor-daya-berbagai-vsd/)
Faktor daya atau Cos Ø idealnya mendekati 1. PLN membatasi nilai minimum faktor daya adalah 0,85. Jika kurang dari nilai tersebut maka konsumen didenda untuk membayar biaya kVARH atau biaya beban reaktif
Cara Memperbaiki Faktor Daya
Salah satu cara untuk memperbaiki factor daya adalah dengan memasang kompensasi kapasitif menggunakan kapasitor pada jaringan tersebut. Kapasitor adalah komponen listrik yang menghasilkan daya reaktif yang dibutuhkan oleh beban iduktif pada jaringan dimana dia tersambung, sehingga mengurangi daya yang diserap oleh beban induktif dari sumber tegangan pembangkit (PLN). Sudut yang ditimbulkan kapasitor dan beban induktif mempunyai perbedaan 180° atau saling berlawanan sehingga saling meniadakan. Pada segitiga daya seperti ditunjuk gambar 3.16
Apabila kapasitor dipasang maka daya reaktif yang harus disediakan oleh sumber akan berkurang. Karena daya aktif tidak berubah sedangkan daya reaktif berkurang, maka dari sudut pandang sumber, segitiga daya yang baru diperoleh, ditunjukan pada gambar 3.19 gari warna orange. Terlihat bahwa sudut Ø mengecil akibat pemasangan kapasitor tersebut, sehingga factor daya akan naik.
Gambar 3.19 Perbaikan faktor daya
(Sumber : https://konversi.files.wordpress.com/2010/05/sgtg2.jpg)
Untuk menghitung berapa besarnya kapasitor yang diperlukan untuk menaikan factor daya yang dikehendaki dengan rumus :
Q = P. Tan Ø dan gambar 3,19 perbaikan faktor daya.
Daya reaktif (KVAR) pada pf diperbaiki = P (kW). Tan Ø (3.15)
3.3.2 Perhitungan Arus listrik
Jika yang diketahui adalah daya semu ( satuanya VA ),Rumus Arus Listrik : Menghitung dengan tegangan satu fasa :
I = VA ∕ Vp (3.16)
Menghitung dengan tegangan tiga fasa :
I = √3 x VA ∕ VL (3.17)
Jika yang diketahui adalah daya nyata ( satuanya Watt ),Rumus Arus Listrik : Menghitung dengan tegangan satu fasa atau :
I = P ∕ Vp x Cos ϴ atau I = P /176 ) (3.18)
Menghitung dengan tegangan tiga fasa :
I = P ∕ √3 x VL x Cos ϴ atau ( I = P / 526 ) (3.19)
Dimana :
I = Arus yang mengalir pada penghantar ( Ampere ) Vp = Tegangan Fase ( 220 Volt )
VL = Tegangan L – L ( 380 Volt ) Asumsi Cos ϴ = 0,8
