38
Pada bab ini akan dibahas tentang aplikasi dari teknik perancangan yang telah dijabarkan pada bab III yaitu perancangan sistem ATS dan AMF di PT. JEFTA PRAKARSA PRATAMA dengan mengambil analisis beban dari gedung yang meliputi analisis rancangan hitungan beban elektrikal dari gedung tersebut dan meliputi deskripsi kerja dari sistem yang akan dirancang.
4.1 DATA BEBAN
Dalam pelaksanaan analisa perhitungan beban elektrikal dan perancangan diagram satu garis serta sistem controlnya, maka harus diketahui terlebih dahulu kapasitas beban-beban yang akan terpasang. Data beban tersebut dapat dilihat pada tabel 4.1 dibawah ini :
Beban Terpasang Demand Demand Load (Watt) Faktor (Watt)
Mesin CNC 45000 0.8 36000 Mesin Tekuk 22000 0.8 17600 Mesin Ponds 15000 0.8 12000 Produksi Baru 37000 0.9 33300 Kantor Baru 18000 0.9 16200 Maintanance 20000 0.9 18000 Gudang Baru 10000 0.9 9000 Penerangan Luar 5000 0.9 4500 SUB-Total 172000 0.86 147920 Deskripsi Beban
4.2 ANALISIS RANCANGAN HITUNGAN BEBAN
Analisis rancangan beban elektrikal yang diambil dari data beban gambar konstruksi gedung ini. Beban yang terpasang merupakan beban total dari beberapa sub sistem rancangan yang telah dipasang, maka perhitungan atau analisa yang dilakukan hanya berdasarkan kalkulasi data beban yang berada di sub sistem.
4.2.1 Beban Mesin CNC
Terdapat mesin CNC yang terpasang dalam pemasangan system rancanan ini.Mesin CNC ini memiliki kapasitas 45000 watt dengan system 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga yang digunakan dalam instalasi ini dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5)
dan berdasar pada Tabel [4.1], yaitu : IKHA = 125% x (
)
IKHA= 85,5 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 85,5 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X16mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban mesin CNC. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 170,9 ampare
Arus sebesar 170,9 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB. Maka breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 200 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.2 Beban Mesin Tekuk
Mesin tekuk memiliki kapasitas 22000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 33,4 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 33,4 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X4mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban mesin Tekuk. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
IRAT = 83,6 ampare
Arus sebesar 83,6 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB. Maka breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 100 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.3 Beban Mesin Ponds
Mesin ponds memiliki kapasitas 15000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 28,5 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 28,5 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X2,5mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban mesin Ponds. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 63 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.4 Beban Area Produksi baru
Beban ini merupakan kalkulasi dari sistem sub yang telah dirancang. Area ini memiliki kapasitas 37000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 67,2 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 67,2 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X10mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban Area Produksi Baru. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
Arus sebesar 140,5 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB. Maka breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 160 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.5 Beban Area Kantor baru
Beban Area ini memiliki kapasitas 18000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 34,2 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 34,2 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X2,5mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban Area Kantor Baru. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 80 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.6 Beban Area Maintenance
Beban ini merupakan kalkulasi dari sistem sub yang telah dirancang. Area ini memiliki kapasitas 20000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 37,9 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 37,9 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X4mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban Area Maintenance. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
Arus sebesar 75,9 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB. Maka breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 80 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.7 Beban Area Gudang Baru
Beban ini merupakan kalkulasi dari sistem sub yang telah dirancang. Area ini memiliki kapasitas 10000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 18,9 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 18,9 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X2,5mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban Area Gudang Baru. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 50 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.8 Beban Penerangan Luar
Beban ini merupakan kalkulasi dari sistem sub yang telah dirancang. Area ini memiliki kapasitas 5000 watt dengan sistem 3 fasa. Besar luas penampang kabel tembaga dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.5) dan berdasar pada Tabel [4.1]yaitu :
IKHA = 125% x
(
)
IKHA= 9,5 ampere
Dengan kemampuan hantar arus 9,5 ampere tersebut, maka besar luas penampang yang digunakan adalah kabel NYY 4X2,5mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 yang terdapat pada lampiran [1].
Setelah kapasitas hantar arus diketahui, maka selanjutnya adalah menentukan besar pengaman terhadap terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk beban Penerangan Luar. Hal ini dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus persamaan (3.6) dengan data beban pada Tabel [4.1] yaitu :
IRAT = 250% x
Arus sebesar 18,9 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB. Maka breaker yang digunakan adalah breaker dengan type arus nominal 25 ampere yang dapat dilihat pada data breaker di lampiran [2].
4.2.9 Busbar
Busbar yang menopang seluruh suplai daya dari penghantar beban ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arusnya terlebih dahulu menggunakan rumus persamaan (3.7) yaitu :
IB-AKHIR = (85,5 x 125%)+33,4+28,5+67,2+34,2+37,9+18,9+9,5
IB-AKHIR =336,475 A
Dengan kemampuan hantar arus sebesar 336,475 ampere tersebut, besar luas penampang busbar yang digunkan adalah busbar jenis tembaga dengan besar 30x3mm2. Hal ini berdasarkan Tabel PUIL 2000 pada lampiran [3].
4.2.10 Pengaman Arus Lebih Sirkit Akhir
Besar pengaman terhadap arus lebih yang akan digunakan untuk sisi incoming sistem, dapat ditentukan dengan mencari arus nominalnya terlebih dahulu dengan menggunakan rumus pada persamaan (3.8) yaitu :
IPA = (85,5 x 250%)+33,4+28,5+67,2+34,2+37,9+18,9+9,5
IPA = 443,35 A
Arus sebesar 443,35 ampere ini adalah besar ampere trip(AT) atau besar rating arus untuk pengaman arus lebih seperti MCB atau MCCB.
4.2.11 Penghantar Sirkit Akhir
Besar luas penampang kabel tembaga digunakan sebagai penghantar sirkit akhir ini dapat ditentukan dengan mencari kemampuan hantar arus kabel terlebih dahulu hal ini sama seperti mencari besar kapasitas busbar dengan menggunakan rumus persamaan (3.7) yaitu :
IKHA = (85,5 x 125%)+33,4+28,5+67,2+34,2+37,9+18,9+9,5
IKHA = 336,475 A
Dengan kemampuan hantar arus sebesar 336,475 ampere tersebut, besar luas penampang kabel kemudian dapat ditentukan dengan melihat tabel yang ada di dalam PUIL 2000.Maka kabel yang digunakan sebagai penghantar untuk penghantar sirkit akhir adalah kabel NYY 4x120mm2.
4.2.12 Kabel Pentanahan
Besar luas penampang kabel pentanahan yang digunakan sebagai pentanahan sistem ini dapat ditentukan dengan melihat besarnya kabel penghantar pada sisrkit akhir yang menjadi sisi incoming sistem dan rumus yang digunakan sesuai rumus persamaan (3.9) yaitu :
AGND = 50% x AFEEDER... (4.19)
AGND = 50% x 120mm2
Besar luas penampang untuk kabel pentanahan yang sesuai dengan hasil diatas adapat dilihat pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.
4.2.13 Demand Factor
Dari tabel demand factor yang dikeluarkan TPUB-NEC/OHSA Consultant dapat dilihat pada lampiran [3] ditentukan deman factor yang digunakan untuk merencanakan deman factor untuk sistem. Total beban terpasang dalam sistem adalah 172000 watt. Rata-rata beban yang digunakan sebagian besar untuk beban penerangan atau housing sehingga deman factor = 0,86.
4.2.14 Demand load
Berdasarkan data beban pada tabel 4.1 dan demand factor yang telah ditentukan sesuai rata-rata beban pemakaian beban diatas maka untuk mencari demand load dapat menggunakan rumus persamaan (3.1) yaitu :
Demand Load = 0,86 x 172000
Demand Load = 147920 watt
4.2.15 Diversity Factor
Dari tabel diversity factor yang dikeluarkan Mc Graw-Hill.Inc (pada lampiran) dapat ditentukan diversity factoryang dapat digunakan untuk merencanakan diversity factoruntuk sistem. Dengan sebagian besar bebannya digunakan untuk penerangan dan fasilitas sehingga diversity factor = 1,1.
Besar kapasitas Overall Demand Load yang terpasang pada system dapat ditentukan dengan kalkulasi demand load yang terpasang dan diversity factor yang digunakan. Hal ini dapat ditentukan sesuai dengan rumus persamaan (3.2) :
Overall Demand Load =
Overall Demand Load = 134472,7 watt
4.2.17 Demand load dengan power faktor = 0,8
Setelah kapasitas Overall Demand Load ditentukan, maka step selanjutnya adalah mencari demand load berdasarkan standart power factor yaitu 0,8. Hal ini dapat dicari menggunakan persamaan rumus (3.3) , yaitu :
Demand Load dengan pf =
Demand Load dengan pf = 168090,9 VA
4.2.18 Suplai Daya Dari Luar Gedung
Besarnya suplai daya yang akan disuplai dari PLN dapat dihitung berdasarkan rumus persamaan (3.10) dan seluruh beban yang telah dihitung diatas, yaitu :
Daya PLN =
Sehingga kebutuhan daya total yang diajukan ke PLN adalah 185KVA. Nilai tersebut merupakan nilai standart nominal yang terdapat pada kapasitas beban PLN.
4.2.19 Generator Set
Selain suplai dari PLN diperlukan juga suplai dari Genset dalam sistem ini. Seperti fungsinya bahwa genset digunakan sebagai power back up. Penulis menimbang kebutuhan rata-rata kapasitas suplai beban penuh yang akan dicatu oleh generator set ini, adalah dengan memperhatikan nilai dari hitungan overall demand load.
Nilai overall demand load pada sistem ini adalah 134472,7watt. Sehingga jika power faktor yang diperkirakan adalah 0,8 maka kapasitas beban yang rencana disuplai genset adalah sebesar :
Kapasitas Genset =
... (4.24)
Kapasitas Genset =
Kapasitas Genset = 168090,8 VA
4.3 ANALISIS RANCANGAN DIAGRAM
Analisis rancangan diagram satu garis membahas mengenai cara design diagram satu garis beserta diagram control yang akan dipergunakan sesuai dengan fungsi ATS dan AMF. Dalam perancangan diagram satu garis dan schematic controlnya diharuskan untuk dapat membaca symbol gambar serta memahami fungsi dari setiap komponen yang akan digunakan. Tanpa pemahaman tersebut
Dengan dasar dari analisis beban rancangan elektrikal yang menghasilkan perhitungan beban-beban yang terpasang, maka dapat ditentukan kapasitas-kapasitas komponen yang akan terpasang pada sistem serta digunakan untuk menunjang kinerja sistem yang telah dirancang. Hasil dari rancangan perhitungan beban dapat diaplikasikan pada perancangan diagram sistem berikut :
4.3.1 Diagram Satu Garis
Diagram satu garis merupakan kesimpulan dari analisis rancangan beban elektrikal. Seluruh hasil analisis diaplikasikan pada diagram rancangan satu garis ini. Aplikasi tersebut meliputi :
1. Kapasitas Breaker
2. Pemakaian penghantar kabel 3. Pemakaian busbar rel
4. Pemakaian kabel pentanahan 5. Kapasitas suplai PLN
6. Kapasitas suplai Genset
Diagram tersebut terdiri dari 2 sumber suplai tegangan yaitu dari PLN dan Genset. Sebelum ke beban sumber tersebut terdapat komponen ACTS yang berfungsi untuk mengurangi pemdaman yang diakibatakan pemindahan sumber listrik. Sistem ini terdiri dari 8 beban listrik dan 2 spare breaker yang digunkan sebagai cadangan jika terdapat penambahan beban. Lebih detail dari aplikasi diatas dapat dilihat pada gambar 4.1 diagram satu garis dibawah.
Schematic Control Breaker PLN merupakan rancangan control elektrikal yang digunakan oleh breaker PLN. Control ini memberikan fungsi sebagai perintah kerja bagi breaker. Seperti yang dibahas pada bab sebelumnya bahwa control breaker ini bekerja dengan 2 sistem yaitu manual dan auto, dimana sistem manual merupakan perintah dari push button sedangkan auto merupakan perintah dari modul AMF yang telah di setting sesuai kebutuhan sistem.
Yang membedakan control breaker PLN dengan control breaker Genset adalah pada control breaker PLN terdapat relay dengan marker “R PLN” yang difungsikan sebagaoi sensing untuk baterai charger untuk keperluan tegangan DC Gesnet. Tegangan kerja pada control ini adalah 220VAC.
B. Schematic Control Breaker Genset
Schematic Control Breaker Genset memiliki fungsi yang sama dengan control breaker PLN yaitu sebagai perintah kerja dari breaker. Untuk control ini difungsikan sebagai perintah kerja breaker Genset. Breaker Gesnet juga bekerja dengan 2 sistem yaitu manual dan auto. Manual diperintah dengan menggunkan push button sedangkan auto mendapatkan perintah kerja dari modul AMF. Salah satu yang menjadi pembeda antara control breaker ini dengan breaker PLN adalah tidak terdapatnya relay sebagai sensing baterai charger. Hal ini dikarenakan pada saat genset bekerja maka secara otomatis genset akan melakukan charger pada baterai.
berfungsi sebagai penggerak sistem secara auto. Rangkain ini mendapatkan sensing dari kedua sumber listrik. Sensing dari kedua sumber ini digunakan sebagai penggerak masing-masing breaker. Ketika sensing PLN padam maka AMF akan bekerja untuk memberikan perintah running kepada Genset sekaligus perintah kerja breaker Genset saat tegangan kerja tercapai sesuai standart. Sebaliknya ketika PLN kembali nyala maka AMF akan memberikan perintah OFF breaker Genset sekaligus peintah ON breaker PLN.
Sumber DC juga diperlukan pada mosul ini yang berfungsi sebagai power suplai display dan inputan saat terjadi gangguan. Saat sensing mendapatkan suplai berupa gangguan maka modul akan memberikan peringatan atau bahkan perintah OFF kepada breaker yang sedang bekerja.
D. Schematic ACTS
Schematic ACTS ini memiliki karakteristik yang sama dengan model COS yaitu memiliki 2 switch dengan 2 sumber input yang berbeda dengan 1 output menjadi 1. Perbedaannya ACTS dapat melakukan synchron sesaat ketika kembalinya sumber listrik PLN ketika sumber di beack up oleh Genset. Akan tetapi hal tersebut tidak berlaku untuk genset karena sifat genset sebagai emergency.
Jika terdapat kemungkinan dalam pemadaman PLN secara sengaja oleh operator maka sistem synchron ini juga dapat diberlakukan untuk sumber genset. Dalam sistem preventif maintenance maka hal tersebut dapat dilakuakan. Hal ini juga menjadi salah satu alasan penulis dalam memberikan rekomendasi penggunaan ACTS ini.
schematic diatas. Dimana seluruh control diatas digabung menjadi satu kesatuan untuk membentuk sistem control sesuai dengan diagram satu garis yang telah dibuat. Adapun tambahan pada sistem ini adalah terdapatnya control untuk multimeter yang digunakan sebagai pembacaan informasi alat ukur listrik.
Pembuatan schematic ini difungsikan untuk mempermudah perancangan secara keseluruhan dari control yang akan terpasang. Jalur-jalur koneksi antar control harus disesuaikan dengan sistem yang telah dirancang. Guna memastikan rancangan dapat bekerja sauai dengan diagram satu garis diatas. Detail dari rancangan dapat dilihat pada gambar 4.6 dibawah.
