31
BAB III
PENGATURAN SISTEM
3.1 Deskripsi Sistem Secara Umum
Power plant pada salah satu Gedung JAATS (Jakarta Automated Air Traffic Services) memiliki dua unit genset diesel dengan kode DG.1 dan DG.2.Genset dengan kode DG.1 digunakan untuk aplikasi standby dan back-up suplai ke beban jika terjadi pemadaman listrik oleh PLN dan diesel genset dengan kode DG.2 digunakan untuk sumber daya tambahan jika diesel dengan kode DG.1 tidak dapat melayani daya beban. Berikut spesifikasi nameplatenya:
Tabel 3.1 : Spesifikasi Genset
NO Specification DG.1 dan DG.2
1 Fuel Diesel 4 cycle
2 Frequency 50 Hz
3 RPM 1500 rpm
4 KVA 2000 kVA
5 Alternator 4 pole WYE (Y) connection Self exciting (brushless)
32
3.2 Interface dan Controller pada Sistem Sinkronisasi 2 Genset
Pada perancangan sistem sinkron dua generator digunakan beberapa jenis alat ukur untuk menunjukkan secara langsung besaran yang ingin diketahui. Alat ukur tersebut yaitu ampermeter AC, voltmeter AC, ampermeter DC, voltmeter DC dan frekuensi meter.
Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang secara seri (berderet) dengan elemen listrik. Voltmeter merupakan alat untuk mengukur beda potensial dalam suatu rangkaian listrik. Untuk mengukur beda potensial antara dua titik pada suatu komponen, kedua terminal voltmeter harus dihubungkan dengan dengan kedua titik yang tegangannya akan diukur sehingga terhubung secara paralel dengan komponen tersebut. Prinsip kerja dari frekuensi meter ini berdasarkan pada getaran mekanik sejumlah kepingan plat baja yang tipis membentuk lidah-lidah bergetar. Masing–masing memiliki perbedaan frekuensi getar dan relatif tidak berjauhan satu sama lain. Jika kepingan mendapatkan arus medan magnet dari arus bolak–balik, maka salah satu lidah akan menimimbulkan getaran dan beresonansi, memberikan defleksi yang besar sesuai frekuensi yang ditimbulkan oleh arus bolak–balik tersebut.
Dalam suatu mesin yang diinginkan bekerja secara automatis maka selain sensor dan aktuator dibutuhkan komponen utama yaitu sebuah kontroler. Kontroler merupakan otak dari dari suatu sistem kontrol. Programmable logic controller (PLC) merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, pewaktuan (timing), pencacahan (counting) dan aritmatika guna mengontrol mesin-mesin dan proses.
33
Gambar 3.1 : DSE (Deepsea 7510) PLC, Auto Start &Automains (Utility) Failure Control Module
Dalam perkembangannya PLC saat ini diproduksi dalam berbagai bentuk dan fungsi yang lebih modern dan mudah. Salah satu modul PLC yang diproduksi oleh Deep Sea Electronics seperti yang terlihat pada gambar diatas adalah Deepsea 7510.
3.3 Prinsip Kerja Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510
Kondisi yang harus diperhatikan dalam sinkronisasi dari catu daya genset DG.1 ke catu daya genset DG.2 oleh Deepsea 7510 adalah dipastikannya beban tersambung memiliki empat kriteria yakni tegangan, frekuensi, phasa dan urutan phasa yang sama. Untuk memenuhi kondisi ini, dibuat sistem kontroler sinkronisasi yakni dengan Deepsea 7510 .
3.3.1 Pengaruh Perbedaan Tegangan, Frekuensi dan Sudut Fasa
Bila pada saat CB menutup, kesamaan dari mensinkronkan sirkit generator dengan sistem tidak terpenuhi, maka akan terjadi gangguan listrik. Tingkat gangguan ini tergantung kepada perbedaan dari kondisi yang telah ditentukan.
34 3.3.1.1 Tegangan
Antara tegangan generator (yang akan dipararel) dengan tegangan sistem jaringan harus sama besarnya (nilainya). Untuk menyamakan, maka tegangan generator harus diatur, yaitu dengan mengatur arus eksitasinya.
Apabila tegangan generator lebih tinggi dari tegangan sistem, maka mesin (generator) akan mengalami sentakan beban M Var lagging (induktif); artinya generator mengirim daya reaktif ke sistem. Sebaliknya bila tegangan generator lebih rendah dari pada tegangan sistem, mesin akan mengalami sentakan beban M Var Leading (kapasitif), artinya generator menyerap daya reaktif dari sistem.
3.3.1.2 Frekuensi
Frekuensi generator dan frekuensi sistem harus sama (match). Untuk menyamakan, maka putaran generator harus diatur, yaitu dengan cara mengatur katup governor (aliran uap masuk turbin). Jika frekuensi generator lebih tinggi dari pada frekuensi sistem, sistem akan mengalami sentakan beban MW dari mesin, artinya mesin membangkitkan MW. Sebaliknya jika generator frekuensinya lebih rendah dari pada sistem, mesin akan mengalami sentakan MW dari sistem , artinya mesin menjadi motor (motorig).
35 3.3.1.3 Beda Fasa
Sudut fasa antara generator dan sistem harus sama. Untuk menyamakannya fasa generator harus diatur, yaitu dengan cara mengatur kecepatan generator dengan katup governor. Apabila terjadi perbedaan fasa antara generator dengan sistem akan mengakibatkan sentakan perpindahan daya antara mesin dan sistem. Hal ini mengakibatkan kondisi gangguan dan terjadinya sirkulasi arus antara mesin dan sistem yang besarnya ditentukan oleh perbedaan antara keduanya. Di dalam penyediaan listrik, perusahaan listrik mempunyai kewajiban untuk menyediakan kualitas listrik yang stabil kepada pelanggan. Kualitas tersebut meliputi frekuensi dan tegangan yang selau konstan.
Frekuensi di Indonesia menggunakan standard 50 Hz. Variasi frekuensi sebaiknya tidak melebihi 1 % dari 50 Hz, yaitu : 49,5 - 50,5Hz atau 2970 - 3030 Rpm. Bila ferkuensi menyimpang dari 50 Hz , maka jam listrik dan putaran motor akan berubah sehingga untuk peralatan yang presisi atau teliti perubahan ini dapat mengakibatkan terganggunya operasi alat. Batas waktu penyimpangan yang diperbolehkan dan tidak menimbulkan pengaruh adalah selama 10 detik.
Jika jumlah pembangkitan MW melebihi kebutuhan pelanggan (konsumen), maka kelebihan energi ini menaikan putaran rotor semua turbin generator yang terhubung ke sistem sehingga frekuensi naik.
36
Sebaliknya bila kebutuhan beban pelanggan lebih besar dari MW yang dibangkitkan , maka semua turbin generator putarannya berkurang sehingga frekuensi nya turun. Tegangan nominal untuk sistem tegangan rendah kepada pelanggan adalah 220 Volt. Variasi tegangan yang disarankan tidak melebihi 6% dari tegangan nominalnya. Jadi untuk tegangan nominal 220 Volt rentangnya adalah 206,8~ 233,2 V. Tidak seperti frekuensi, tingkat (level) tegangan pada seluruh sistem tidak sama. Tegangan sistem dapat dipengaruhi oleh keadaan setempat atau lingkungan.
Pada panel tersebut, genset dapat diatur manual maupun otomatis. Jika dikehendaki menggunakan pengaturan manual maka untuk mengatur frekuensi digunakan speed adjuster ke governer dan untuk mengatur tegangan digunakan volt adjuster ke AVR. Untuk operasi otomatis digunakan modul deepsea, modul ini dapat mengontrol Start Engine, Stop Engine, Emergency Stop,Engine Running, StopEngine,Arrangement Low Oil presure, Arrangement Water Temperature.
37
Untuk memudahkan melakukan pengaturan kontrol Deepsea 7510, maka Deepsea memiliki software yang bernama 75xx. berikut tampilan awal software ini:
Gambar 3.3: Tampilan depan Software DSE 75xx
Software ini memiliki fungsi membaca program, menulis program, save data, load data, backup mdule, restore module, print, set configuration frequency volt and current, dan mengatur timer. Untuk mengatur timer pada software ini, klik edit config > timer.
38
Sensor fail delay adalah timer ketika PLN mati, kontroler akan menunggu 2 detik untuk memastikan sumber PLN mati. Cracking time adalah timer loading genset, setelah lewat 2 detik deepsea akan mengirimkan sinyal untuk starting genset selama 7 detik. Jika starting genset gagal maka timer yang mengatur adalah crack fail delay, genset akan diam selama 5 detik, lalu genset strat kembali.
Gambar 3.5: Setting Load and Stop Timer pada Genset
Return delay adalah timer ketika sumber PLN sudah menyala, genset masih beroperasi selama 30 detik. Jika genset tidak mati setelah 30 detik maka akan diberi jeda dengan mengatur timer fail to stop delay, pada pengaturan ini diberi jeda selama 30 detik. Jika selama 30 detik masih tidak mati, maka alarm akan berbunyi.
Untuk pengaturan frekuensi, arus dan tegangan dapat dioperasikan manual dan otomatis. Untuk pengaturan otomatis, klik generator >generator volt alarm
39
(untuk setting tegangan) / generator frequency (untuk setting tegangan) / current (untuk setting arus).
Gambar 3.6: Setting Tegangan pada Genset
Pada pengaturan tegangan, nominal tegangan yang diijinkan masuk antara phasa dan netral adalah 230 V. Jika diantara 207 V maka alarm akan berbunyi dan dibawah 196 V genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 253 V maka alarm berbunyi dan diatas 265 V secara otomatis genset akan berhenti.
40
Gambar 3.7: Setting Frekuensi pada Genset
Pada pengaturan frekuensi, nominal frekuensi yang diijinkan masuk adalah 50,0 Hertz. Jika diantara 45 Hertz maka alarm akan berbunyi dan dibawah 43Hertz genset secara otomatis akan berhenti. Sebaliknya jika tegangan diatas 55 Hertz maka alarm berbunyi dan diatas 58 Hertz secara otomatis genset akan berhenti.
3.4 Perancangan Sistem Sinkronisasi 2 Genset Deepsea 7510
Terdapat dua panel sinkronisasi genset pada PT. Sinar Inti Electrindo Raya. Masing – masing panel digunakan untuk mengontrol genset.
41
Gambar 3.8: Panel Control Genset (PCG)
Keterangan :
Tabel 3.2:Componen List Panel Control Genset
No DESIGNATION DESCRIPTION
1 G1RL0, G2RL0 Pilot Lamp LED (R)
2 G1YL0, G2YL0 Pilot Lamp LED (S)
3 G1GL0, G2GL0 Pilot Lamp LED (T)
42
5 G1P2, G2P2 Ampere meter (S)
6 G1P3, G2P3 Ampere meter (T)
7 G1P4, G2P4 Volt meter
8 G1VSS1, G2VSS1 Voltage selector switch
9 G1P5, G2P5 Amperemeter DC
10 G1P6, G2P6 Voltmeter DC
11 G1P7, G2P7 Module Deepsea 7510
12 G1SA, G2SA Potensiometer (Speed Adjuster 13 G1VA, G2VA Potensiometer (Voltage Adjuster)
14 HR1, HR2 Hour meter
15 ES1, ES2 Emergency Stop
16 G1YL1~G1YL2, G2YL1~G2YL2 Pilot Lamp LED (Protection)
17 G1SH, G2SH Push Button (Stop Horn)
18 G1MSR, G2MSR Push Button (Reset Master Genset)
19 G1SS1, G2SS1 Selector Switch
20 BZ1,BZ2 Buzzer
21 G1GL1, G2GL1 Pillot Lamp LED (On)
22 G1RL1, G2RL1 Pillot Lamp LED (Off) 23 G1GL2, G2GL2 Pillot Lamp (Genset On)
24 G1SA1, G2SA1 Push Button (On)
25 G1SA1, G2SA1 Push Button (Off)
43
Sistem kontroler sinkronisasi dapat dilihat pada gambar Three line diagram berikut:
Gambar 3.9: Three Line Panel Control Genset (PCG)
3.5 Proses Perakitan Panel ControlGenset (PCG)
Dalam merancang dan merakit Panel Sinkronisasi Genset, hal pertama yang harus diperhatikan kapasitas mesin (genset) yang akan digunakan pada sistem, sehingga selanjutnya pemilihan komponenkomponen pada Panel Sinkronisasi Genset dapat dilakukan dengan pertimbangan teknis dan ekonomis.
Langkah selanjutnya (kedua) adalah melakukan perancangan gambar Panel Sinkronisasi Genset yangdisesuaikan dengan spesifikasi kerja yang diinginkan seperti yang dijelaskan pada subbab prinsip kerja sebelumnya. Berikut adalah langkah-langkah perakitanATS-AMF 10 kVA,380 V, 50 Hz:
44
1. Perancangan dan perakitan Box Panel Sinkronisasi Genset 10kVA, 380V, 50 HzBox yang digunakan berdimensi disesuaikanolehisikomponen yang dibutuhkan.Terdiri dari box utama untuk komponen-komponen dalam dan pintu sebagai cover serta tempat peralatan interaksi dan pemantauan.
2. Pemasangan duck (jalur kabel)Pemasangan duck dilakukan dengan memperhatikan tata letak dari komponen yang akan dipasang baik di dalam box utama maupun pada pintu box. Pembuatan duck ini juga memperhatikan rangkaian sehingga memudahkan tahap perakitan selanjutnya yaitu tahap wirring.
3. Wirring (Pengkabelan)Tahap wirring dilaksanakan dengan memperhatikan gambar rancangan.Wirring yang pertama dilakukan adalah untuk kabel daya sesuai gambar 3.9.
3.6 Operasional (PCG) Sistem Pengoperasian Module Deepsea 7510
DSE 7510 adalah Otomatis Engine Control Module, yang dirancang canggih memberikan beban berbagi fungsi untuk solar dan gas yang termasuk mesin elektronik dannon-elektronik.
45
Tampilan modul Deepsea pada gambar dibawah ini:
Gambar 3.10: Module Deepsea 7510 dan fungsi tombol
3.6.1 Sinkron Manual Genset dengan Genset dari 7510
1. Pastikan posisi modul 7510 pada Auto lihat panel LVMDP
2. Tekan tombol pada modul 7510 untuk posisi manual
46
4. Pastikan tegangan telah normal dengan melihat led
5. Untuk mengclose breaker tekan tombol
6. Untuk mensinkron tekan pada masing-masing genset.
Pada mode operasi manual, mulai dari starter genset, sinkronisasi dan ON/OFF Breaker dilakukan di panel dengan bantuan module DEEP SEA 7510 (Auto Synchronizer dan Load-Sharer).
Mode operasi ini,yaitu :
Apabila tiba-tiba PLN padam, kedua genset dinyalakan secara manual dari module DEEP SEA 7510. Untuk itu modul harus di pilih dalam posisi Manual.
Genset yang telah siap dapat di-ON-kan Breaker-nya dari modul DEEP SEA 7510. Untuk genset yang berikutnya di sinkron dengan cara menekan tombol ON breaker module. Dengan bantuan module ini Genset akan synchron & breaker akan ON secara auto. Demikian juga beban secara otomatis akan dibagi secara seimbang bila beban bertambah maupun berkurang (Auto Load Sharing).
Setelah PLN kembali, dan terjadi perpindahan di panel LVMDP INCOMING PLN dan OUTGOING GENSET, genset harus dimatikan secara manual.
47 3.6.2 Sinkron Otomatis
1. Pastikan posisi modul 7510 pada Auto
2. Posisikan selector pada posisi Auto
Pada mode operasi otomatis, semua operasi mulai dari starter genset, pengaturan tegangan dan frekuensi sampai sinkronisasi dilakukan sendiri oleh panel dengan bantuan module DEEP SEA 7510 yang terpasang (Auto Synchonizer dan Load-Sharer). Operator hanya perlu mengawasi apabila ada hal-hal yang memerlukan penanganan.
Mode operasi otomatis ini adalah :
Apabila tiba-tiba PLN padam, ketiga genset akan otomatis dinyalakan oleh module. Untuk itu modul harus di pilih dalam posisi Auto.
Genset langsung secara otomatis di sinkron dengan bantuan module tsb. Beban secara otomatis akan dibagi secara seimbang bila beban tiba-tiba bertambah maupun berkurang (Auto Load Sharing). Jika beban bertambah/berkurang sesuai settingnya salah satu/dua genset akan start/stop (Auto Deload)
Setelah PLN kembali, dan terjadi perpindahan di panel LVMDP INCOMING PLN dan OUTGOING GENSET, genset akan dimatikan oleh module beberapa menit kemudian.
48
Jika PLN Failure (Mati) maka Genset secara otomatis menSTART genset dan sinkron secara otomatis, load sharing otomatis, jika terjadi beban rendah maka genset akan berkurang.
Jika PLN kembali (On) maka Genset secara otomatis OFF dan beban dipikul PLN kembali.
3.6.3 Melihat Metering
1. Tekan tombol
2. Untuk memilih/melihat metering lain tekan naik/ turun tombol maka display akan berubah.
3.6.4 Mereset Alarm
1. Tekan tombol untuk menghilangkan bunyi, tetapi alarm tetap muncul display
2. Untuk mereset sempurna dengan cara menekan tombol sampai terdisplay no alam present.
49 3.6.5 Merubah Parameter
1. Untuk mengubah kode tekan tanda dan secara bersamaan 1 detik saja sampai muncul di display modul “configuration”
2. Untuk memilih parameter yang akan diubah tekan tombol atau
3. Jika sudah didapatkan parameter yang mau dirubah tekan tombol auto
sampai parameter berkedip itu tandanya parameter siap dirubah
4. Untuk merubah parameternya tekan tombol untuk menaikkan
nilai seting parameter dan tombol untuk mengurangi nilai seting,tetapi khusus untuk tanggal,bulan,tahun dan jam,untuk
mengubah dari jam ke detik dan selanjutnya tekan tombol dan tombol
5. Setelah seting selesai tekan tombol untuk kembali kenormal parameter, untuk mengembalikan ke normal operation
50
6. Untuk mereset sempurna kita harus menekan tombol .
