BAB II
TEORI DASAR
2.1. Penjelasan Umum Diesel Generating Set
Diesel generating set adalah salah satu pembangkit listrik yang sering digunakan dengan menggunakan bahan bakar, dan cocok untuk lokasi persediaan air yang terbatas.
Diesel generating set memiliki keuntungan antara lain adalah:
Proses start mudah dilakukan, hanya membutuhkan sedikit waktu untuk pemanasan, kemudian mesin dapat dibebani.
Mudah dimatikan, dengan kata lain mesin diesel dijalankan tanpa beban terlebih dahulu hingga dingin kemudian mesin dapat dimatikan.
Fungsi utama dari diesel generating set adalah penyedia listrik yang dapat berfungsi untuk :
• Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan pada saat keadaan darurat atau saat terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama (PLN).
• Sebagai unit pembangkit bantuan yang dapat membantu suplai listrik dari PLN atau sebagai pemikul beban tetap.
• Sebagai unit pembangkit listrik pada beban puncak atau peak load
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan pilihan yang sesuai untuk diesel generating set antara lain adalah sebagai berikut:
• Jarak dari beban dekat, hal ini bertujuan agar dapat menekan rugi-rugi yang dapat ditimbulkan oleh konduktor menuju beban.
• Persedian areal tanah dan air, hal ini disebabkan karena diesel generating set tidak membutuhkan lahan yang besar jika dibandingkan dengan PLTU yang membutuhkan lahan yang besar dengan kapasitas air yang banyak.
• Pengangkutan bahan bakar, pertimbangan tersebut penting dilakukan. Hal ini disebabkan untuk mengurangi jumlah dana yang tidak perlu, seperti ongkos transportasi yang jauh.
• Kebisingan dan kesulitan lingkungan.
2.2. Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik
Mengingat bahwa tenaga listrik tidak dapat disimpan, maka perlu jaminan agar daya yang dibangkitkan oleh generator sama dengan kebutuhan (beban). Pada umumnya beban selalu berubah sehingga daya yang dihasilkan oleh generator selalu disesuaikan dengan beban yang berubah-ubah tersebut.
Demand factor adalah perbandingan antara beban puncak dengan beban terpasang pada suatu beban listrik. Besar demand factor dapat diketahui dari persamaan dibawah ini:
asang (MW) n YangTerp Total Beba ) rpakai (MW ak Yang Te Beban Punc factor Demand = (2.1)
Load factor adalah perbandingan antara daya rata-rata dalam jangka waktu tertentu dan jumlah kapasitas terpasang pada suatu pusat listrik. Besar load factor dapat diketahui dari persamaan dibawah ini:
ak (MW) Beban Punc rata (MW) Beban rata factor Load = − (2.2)
Faktor pusat listrik menunjukkan bagaimana peralatan listrik telah dimanfaatkan, factor ini dipakai sebagai standar dalam membuat penilaian ekonomis dari pusat listrik. Faktor ini dapat juga dipakai untuk menunjukkan dan menentukan ketepatan kapasitas dari peralatan.
Beban pada suatu sistem tenaga terjadi karena adanya permintaan tenaga yang sifatnya berbeda-beda. Dalam suatu sistem tenaga kebutuhan listrik untuk penerangan besar, variasi beban dalam satu hari juga besar, dengan puncaknya pada waktu siang – malam hari.
2.3. Mesin Diesel
Mesin diesel atau motor diesel adalah sejenis motor bakar pembakaran dalam (internal combustion engine), yang dimana pembakaran dalam yang dimaksud adalah bahan bakar dan udara, terbakar di dalam ruang bakar, di dalam silinder, yaitu ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala torak dan kepala silinder.
Pada motor diesel dipakai bahan bakar minyak solar atau minyak diesel. Bahan bakar dan udara dimasukkan berturut-turut ke dalam silinder. Mula-mula udara bersih, terlebih dulu dimasukkan ke dalam katub isap, kemudian udara tersebut di komplimer (dipapatkan) oleh torak ke atas, hingga tekanan udara naik (35-40 kg/cm2) akibatnya suhu menjadi tinggi, lebih tinggi dari pada suhu nyala bahan bakar. Kemudian bahan bakar dimasukkan ke dalam silinder dan bahan bakar mengalami proses pengkabutan dan berbentuk gas, gas tersebut bersentuhan dan
bercampur dengan udara panas yang ada dalam silinder dan terjadilah pembakaran dengan suhu sekitar 1200 – 16000 C.
Gambar 2.1. Penampang tengah ruang bakar mesin diesel
Pada prinsipnya siklus diesel secara ideal mirip siklus otto akan tetapi proses pemasukan kalornya dilakukan dengan tekanan konstan. Diagram dibawah ini merupakan diagram siklus otto.
Langkah-langkah proses siklus otto adalah sebagai berikut: 1-2 : Proses kompresi adiabatic.
2-3 : Proses pemasukan kalor masuk, volume konstan. 3-4 : Proses ekspansi adiabatic.
4-1 : Proses pengeluaran kalor, volume konstan. Q1 : Panas masuk.
Q2 : Panas keluar.
2.3.1. Faktor Kecepatan
Dalam pemilihan mesin diesel, faktor kecepatan menentukan apakah mesin yang akan digunakan adalah mesin dengan kecepatan tinggi atau rendah. Untuk menghitung besarnya faktor kecepatan dapat dilihat pada persamaan dibawah ini.
600000 2 . l n Cs = (2.3) Keterangan: Cs : Faktor kecepatan
n : Putaran mesin diesel (rpm) l : panjang langkah (ft).
Dari persamaan (2.3) maka kecepatan untuk mesin diesel dapat dibagi menjadi 4 (empat) kelas, yaitu:
1. Mesin kecepatan rendah dengan faktor kecepatan < 3.
2. Mesin kecepatan sedang dengan faktor kecepatan 3 sampai 9. 3. Mesin kecepatan tinggi dengan faktor kecepatan 9 sampai 27.
2.3.2. Jumlah Silinder
Pada umumnya jumlah silinder tergantung kecepatan putar mesin (rpm). Makin besar jumlah silinder makin banyak jumlah dorongan yang terjadi. Oleh karena itu untuk menghindari terjadinya light flicker (naik turunnya tegangan) maka jumlah silinder yang digunakan minimal 4 (empat) buah. Suatu ketetapan agar light flicker tidak terasa, maka jumlah dorongan silinder tiap detiknya harus lebih dari 16 (enam belas) dorongan, dimana banyaknya jumlah dorongan tersebut dapat dilihat dari rumus dibawah ini.
120 . dorongan n i Jumlah = (2.4) Keterangan:
n : Kecepatan putaran mesin (rpm) i : Jumlah pembakaran (jumlah silinder)
2.4. Generator
Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang digunakan untuk mengkonvesikan daya mekanis menjadi daya listrik arus bolak-balik. Arus DC yang disupplai ke rotor, akan menghasilkan medan magnet pada rotor. Kemudian rotor diputar dengan kecepatan tertentu oleh penggerak mula (prime mover), sehingga medan magnet akan berputar di dalam mesin tersebut, dan menginduksikan tegangan pada belitan stator. Dalam hal ini belitan medan berada di rotornya, sedangkan belitan jangkar berada pada statornya.
2.4.1. Konstruksi Generator Sinkron
Rotor generator sinkron merupakan merupakan sebuah magnet besar, dimana konstruksinya dapat berupa salient atau non salient. Bentuk salient adalah bentuk yang menonjol atau menempel di bagian luar, dimana kutub-kutubnya menonjol dari permukaan rotor dan bentuknya seperti tapak sepatu sehingga sering disebut dengan rotor kutub sepatu. Bentuk rotor non salient konstruksi kutub-kutubnya rata dengan permukaan rotor yang berbentuk silinder, sehingga sering disebgut rotor silinder.
Gambar 2.3. Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron
(a) (b)
Gambar 2.4.a Gambaran bentuk rotor Non-salient (rotor silinder) Gambar 2.4.b Penampang rotor pada generator sinkron
2.4.2. Tegangan Induksi Pada Belitan Tiga Fasa
Belitan pada ststor adalah tempat memperoleh energi listrik dan disebut dengan belitan jangkar, sedangkan belitan pada rotor dialiri arus medan untuk menimbulkan medan magnet. Satu siklus kutub S-U pada rotor memiliki kisar sudut (sudut magnetis atau sudut elektrik) 3600.
Pada mesin empat kutub (dua pasang kutub), satu periode siklus mekanis (perputaran rotor) sama dengan dua periode siklus magnetik. Jadi hubungan antara sudut kisaran mekanik dengan sudut kisaran magnetik adalah
) ( )
(
derajat 2 mekanis derajat
magnetik x θ
θ = (2.5)
atau secara umum
) ( ) ( 2 mekanis derajat derajat magnetik x P θ θ = (2.6)
dengan P adalah jumlah kutub kecepatan sudut mekanik adalah :
mekanis mekanik mekanik π f t dθ ω = = 2 (2.7)
Frekuensi mekanik (fmekanik) adalah jumlah siklus mekanik per detik yang
tidak lain adalah kecepatan perputaran rotor per detik. Biasanya kecepatan rotor dinyatakan dengan jumlah rotasi per menit (rpm). Jadi, jika kecepatan rotor adalah n
rpm, maka jumlah siklus per detik adalah
60 n
atau fmekanik = 60
n
siklus per detik.
Kecepatan sudut magnetis adalah
magnetik magnetik magnetik π f t dθ ω = = 2 (2.8)
dari persamaan (2.6) dan persamaan (2.8) didapat persamaan 60 2 60 2 2 2 2 2 Pn n P f P P
ωmagnetik = ωmekanik = π mekanis = π = π (2.9)
sehingga
120 Pn
fmagnetik = siklus per detik (2.10)
Perubahan fluksi magnetik akan membangkitkan tegangan induksi di setiap
belitan. Karena fluksi magnet mempunyai frekuensi
120 Pn
fmagnetik = Hz. Maka
tegangan pada belitan akan mempunyai frekuensi
120 Pn
ftegangan = Hz (2.11)
Dari persamaan (2.10) ini jelas bahwa untuk memperoleh frekuensi tertentu, kecepatan perputaran rotor harus sesuai dengan jumlah kutub. Jika diinginkan f = 50 Hz misalnya, untuk p = 2 maka n = 3000 rpm, jika p = 4 maka n = 1500 rpm, jika p = 6 maka n = 100 rpm, dan seterusnya.
Konstruksi mesin kutub menonjol seperti Gambar 2.3 sesuai dengan putaran rendah tetapi tidak sesuai untuk mesin putaran tinggi karena kendala-kendala mekanis. Untuk mesin putaran tinggi digunakan konstruksi silindris.
Tegangan yang terbangkit dibelitan pada umumnya diinginkan berbentuk gelombang-gelombang sinus V = A cos ωt, dengan pergeseran 1200 untuk belitan fasa-fasa yang lain. Tegangan sebagai fungsi waktu ini pada transformator dapat langsung diperoleh di belitan sekunder karena fluksinya merupakan fungsi waktu.
Pada mesin sinkron, fluksi dibangkitkan oleh belitan eksitasi di rotor yang dialiri arus searah sehingga fluksi tidak merupakan fungsi waktu. Akan tetapi, fluksi yang ditangkap oleh belitan stator harus merupakan fungsi waktu agar hukum Faraday dapat diterapkan untuk memperoleh tegangan. Fluksi sebagai fungsi waktu diperoleh melalui putaran rotor. Jika φ adalah fluksi yang dibangkitkan di rotor dan memasuki celah udara antara rotor dan stator dengan nilai konstan maka, pertambahan fluksi yang ditangkap oleh belitan stator adalah
magnetik magnetik s dt d dt d φω θ φ θ = = (2.12) Karena 120 2 2 fmagnetik Pn magnetik π π ω = = , maka 60 Pn dt d s φπ φ = (2.13)
Dari persamaan (2.10) kita peroleh tegangan pada belitan adalah
60 Pn N dt d N V =− φs =− φπ (2.14)
Jika φ bernilai konstan, tidak berarti bahwa tegangan yang dihasilkan adalah konstan, karena φ konstan positif untuk setengah periode dan bernilai konstan negatif untuk setengah periode berikutnya. Maka persamaan (2.14) memberikan tegangan bolak-balik yang tidak sinus. Untuk memperoleh tegangan berbentuk sinus,
φ harus berbentuk sinus juga. Akan tetapi ia tidak dibuat sebagai fungsi sinus
terhadap waktu, akan tetapi fungsi sinus posisi, yaitu terhadap θmagnetik. Jadi jika
magnetik
m θ
φ
maka laju pertambahan fluks yang dilingkupi belitan adalah
(
)
dt d dt d dt d dt d magnetik magnetik m magnetik m s φ φ θ φ θ θ φ sin cos =− = = magnetik m magnetik magnetik m Pn θ π φ θ ω φ sin 120 2 sin − = − = (2.16)Sehingga tegangan belitan
magnetik m s Pn N dt d N e φ πφ sinθ 60 = − = t N N f φm θmagnetik ω φm ω π sin sin 2 = = (2.17)
Pesamaan (2.17) memberikan nilai tegangan sesaat yang dibangkitkan pada belitan stator, nilai tegangan maksimumnya adalah
) ( Volt N
Em =ω φm (2.18)
Dari nilai efektif tegangannya adalah
m m m rms N f N E E ω φ π φ 2 2 2 2 = = = =4,44 f Nφm (Volt) (2.19) Tegangan fektif pada terminal mesin tergantung pada hubungan stator generator apakah Y atau ∆. Bila stator mesin terhubung Y, maka tegangan terminalnya akan 3 kali Erms sedangkan bila stator terhubung ∆, maka tegangan
terminalnya sama dengan tegangan Erms.
Dalam penentuan tegangan dan keluaran generator perlu mempertimbangkan nilai tegangan dan keluaran kVA-nya. Dibawah ini adalah tabel nilai daya keluaran minimum dari generator sesuai dengan standar BS 4999 (part 101;I.E.C.341) :
“recommends the following minimum output related to rated voltage” dan table yang biasa digunakan sebagai patokan oleh pabrikan.
Tabel 2.1. Perbandingan Tegangan dan Daya
Voltage MVA 415 Up to 1.5 3300 0.5 to 6 6600 0.8 to 10 11000 1 to 20 2.5. Pengaturan Tegangan
Pengaturan tegangan dari generator didefenisikan sebagai perubahan tegangan dari beban nol ke beban penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran tetap. Pengaturan tegangan dinyatakan dalam persen (%) dari tegangan nominal, dirumuskan sebagai berikut :
% 100 % x V V Eo regulasi= − (2.20)
Dimana : Eo = tegangan beban nol V = tegangan beban penuh
Karakteristik tegangan dari generator sinkron dapat dilihat pada gambar
Untuk beban dengan faktor daya leading (kapasitif), maka tegangan saat dibebani akan naik, sehingga diperoleh regulasi negatif. Untuk beban dengan faktor daya lagging, tegangan saat dibebani akan turun, sehingga diperoleh regulasi positif. Untuk menentukan regulasi generator dapat dilakukan dengan beberapa cara :
Metoda impedansi sinkron Metoda MMF
Metoda Potier atau faktor daya nol
2.6. Governor
Governor merupakan suatu alat yang befungsi mengatur kecepatan generator dengan mengatur penggerak utama atau prime mover dari generator. Kecepatan generator diatur sedemikian rupa sehingga tetap konstan pada saat generator dibebani. Dalam mengatur kecepatan generator, generator mengatur konsumsi bahan bakar yang masuk ke dalam mesin sehingga pada saat beban naik, yang berarti kecepatan generator turun, governor akan menambah konsumsi bahan bakar yang masuk. Sedangkan pada saat beban turun, yang berarti kecepatan generator bertambah, governor akan mengurangi konsumsi bahan bakar yang masuk. Pembagian governor ada tiga macam, yaitu :
Governor mekanik
Governor mekanik – hidrolik Governor elektronik
2.7. Karakteristik Governor
Governor mempunyai 2 karakteristik untuk mengatur putaran generator. Karakteristik tersebut antara lain :
Speed Droop Isochronous
2.7.1. Speed Droop
Speed droop adalah satu karakteristik dimana kecepatan generator akan berkurang ketika generator diberi beban. Umumnya toleransi speed droop yang diizinkan dalam suatu generator adalah 4%
Persamaan perhitungan speed droop adalah sebagai berikut :
% 100 x fl fl fo SD= − (2.21)
Dimana : fo = frekuensi no load fl = frekuensi full load
Karakteristik speed droop dapat dilihat pada gambar (2.6)
% 100 x fl fo P Sp − = (2.22)
(
fo fl)
Sp Px = − (2.23) Dimana Sp = slopeP = daya beban penuh Px = daya beban tertentu fx = frekuensi beban tertentu
2.7.2. Isochronous
Isochronous adalah karakteristik dimana kecepatan generator akan tetap konstan ketika generator diberi tambahan beban. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut : jika beban dari suatu generator bertambah maka putaran generator akan turun, tetapi jika pertambahan beban itu diikuti dengan pertambahan bahan bakar yang masuk ke prime mover generator maka putaran generator akan kembali ke putaran semula, sehingga putarannya tetap konstan. Karakteristik isochronous dapat dilihat pada gambar (2.7).
2.8 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch)
2.8.1 Pengertian AMF dan ATS
Gambar 2.8. Hubungan AMF dengan alat pengontrol
ATS adalah singkatan dari AutomaticTransfer Switch, yaitu proses pemindahan penyulang dari penyulang/sumber listrik yang satu ke sumber listrik yang lain secara bergantian sesuai perintah pemrograman, ATS adalah pengembangan dari COS atau yang biasa disebut secara jelas sebagai Change Over Switch, beda keduanya adalah terletak pada sistim kerjanya, untuk ATS kendali kerja
dilakukan secara otomatis, sedangkan COS dikendalikan atau dioperasikan secara manual.
AMF adalah singkatan dalam istilah kelistrikan dari Automatic Main Failure yang maksudnya menjelaskan cara kerja otomatisasi terhadap sistem terhadap sistem kelistrikan cadangan apabila terjadi gangguan pada sumber/penyulang listrik utama
(Main), istilah ini secara umum sering dijabarkan sebagai sistim kendali start dan stop genset, baik itu diesel generator, genset gas maupun turbin.
2.8.2 Cara Kerja AMF dan ATS
Catu daya
utama AMF
Catu daya cadangan
Starter Timer Interlock Beban
Pemrosesan
Penggerak
Gambar 2.9. Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS
Catu daya utama (PLN) tidak selalu menyalurkan energi listriknya, kadang mengalami gangguan. Automatic Main Failure (AMF) dapat mengendalikan transfer suatu alat dari suplai utama ke suplai cadangan atau dari suplai cadangan ke suplai utama. AMF akan beroperasi saat catu daya utama (PLN) padam dengan mengatur catu daya cadangan (genset). Sumber listrik dari PLN saat beroperasi tegangannya naik turun. Kira-kira 10% dari tegangan nominalnya atau hilang. Sehingga sinyal gangguan akan masuk ke AMF pada pemrosesan, sinyal diolah menghasilkan perintah ke penggerak dapat berupa pemutusan kedua catu daya yang sedang beroperasi dengan system saling mengunci (interlock). AMF dapat mengatur genset beroperasi jika PLN mati dan memutuskan jika PLN hidup lagi.
Gambar 2.10. Sistem Interlock ATS
2.9. Sistem Start
Sistem start mesin diesel ada dua macam, yaitu : 1. Sistem start secara manual
2. Sistem start dengan kompresor udara (air compressor), dan
3. Sistem start electris dengan electromotor dan accu sebagai baterai.
Untuk diesel dengan daya rendah < 500 kW digunakan electric Sistem ini menggunakan motor DC dengan suplai listrik dari baterai/accu 12 atau 24 volt untuk menstart diesel.
Untuk diesel dengan daya > 500 kW, diesel di start dengan udara ditekan dan disimpan dalam botol. Tekanan udara dalam botol udara 30 kg/cm2 dengan volume botol harus cukup untuk 6 kali cold start (botol udara tidak diisi). Tekanan botol tidak boleh turun mencapai 18 kg/cm2 agar cukup untuk start. Harus disediakan kompressor dengan electromotor 5.5 HP. Untuk setiap diesel motor disediakan dua botol udara, dan untuk semua diesel motor disediakan satu electromotor drive compression.
2.10. Pengaman Diesel Generating Set
Pada waktu pengoperasian diesel generating set kemungkinan terjadinya kesalahan pada pengoperasian, ataupun kesalahan pada diesel generating set itu sendiri. Untuk mencegah terjadinya kesalahan yang lebih parah, maka diesel generating set dilengkapi oleh pengaman. Pengaman pada diesel generating set dilengkapi oleh sensor yang dapat memberikan peringatan (alarm) dan mematikan mesin jika terdeteksi kesalahan pada diesel generating set itu sendiri.
2.10.1. Pengaman Mesin Diesel
Pengaman tekanan pelumas.
Pengaman tekanan pelumas ini bekerja jika tekanan oli mesin diesel (kurang dari 2 bar). Apabila tekanan oli mesin diesel kurang dari 2 (dua) bar maka mesin diesel ini akan mati.
Pengaman temperature.
Pengaman temperature ini bekerja pada saat temperature mesin diesel lebih dari 900C. Apabila suhu atau temperature mesin diesel lebih dari 900C maka mesin diesel ini akan mati.
Pengaman kecepatan lebih (overspeed).
Pengaman kecepatan lebih ini bekerja jika frekuensi generator 15% lebih besar dari frekuensi kerja. Apabila frekuensi generator telah mencapai batas kenaikan tersebut maka mesin diesel akan mati.
2.10.2. Pengaman Generator
Voltage restrained phase overcurrent.
Berfungsi sebagai proteksi tiga fasa terhadap beban lebih dan hubung singkat antar fasa.
Negative sequence overcurrent.
Berfungsi sebagai proteksi terhadap arus fasa yang tidak seimbang, yang disebabkan oleh kesalahan rotor generator.
Phase differential.
Berfungsi sebagai proteksi terhadap perbedaan arus pada fasa dan netral. Reverse power relay.
Berfungsi mengamankan kemungkinan adanya aliran daya yang terbalik. Aliran daya yang terbalik disebabkan oleh suatu gangguan pada generator, sehingga menyebabkan aliran daya tidak keluar dari generator melainkan masuk ke dalam generator, akibatnya generator bekerja sebagai motor. Pada dasarnya reverse power relay ini bekerja bila tidak adanya sinkronisasi yang dapat menyebabkan generator berubah menjadi motor.
Overcurrent relay.
Mengamankan kumparan stator dari arus lebih. Relay bekerja saat terjadi arus lebih dan mesin akan mati berdasarkan waktu delay yang telah di set.
Over Voltage relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya kenaikan tegangan pada saat beban hilang atau AVR tidak bekerja.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya penurunan tegangan pada saat beban penuh atau AVR tidak bekerja.
Over Frequency relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya over frequency yang mengakibatkan putaran mesin menjadi cepat.
Under Frequency relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya under frequency yang mengakibatkan putaran mesin menjadi lambat.
2.11. Power House
2.11.1. Bangunan
Bentuk bangunan power house biasanya di desain secara sederhana akan tetapi konstruksinya kokoh. Adapun beberapa ruangan pada bangunan power house seperti ruang control yang berisi panel control untuk mengontrol seluruh sistem yang bekerja, dan ruang diesel. Besarnya ukuran dari power house biasanya bergantung dari banyaknya diesel generating set yang akan digunakan sebagai pembangkit. Selain itu juga perlu memperhatikan jarak antar diesel generating set itu sendiri, untuk perawatan seperti pembersihan, pengecekan rutin dan perbaikan. Idealnya jarak antar tiap diesel generating set sekitar 3 (tiga) meter, biasanya jarak antar diesel generating set bisa bergeser sampai jarak 2 (dua) meter, akan tetapi hal tersebut dapat mengorbankan kenyamanan dalam perawatan.
Untuk ukuran dari sebuah power house dengan sebuah diesel generating set idealnya (p x l x t) adalah 8m x 6m x 4m, dan dikali kelipatannya untuk penambahan unit. Ukuran tersebut sudah termasuk dengan ventilasi aliran udara.
2.11.2. Pentanahan
Pentanahan/pembumian pada diesel generating set perlu dilakukan dengan alasan sebagai berikut :
1. Menstabilkan tegangan ke tanah.
2. Memastikan tegangan antar fasa dan tanah tidak melebihi tegangan fasa pada sistem.
3. Menetralkan, dimana mencegah terjadinya fluktuasi tegangan. 4. Proteksi, sehingga tidak ada kesalahan antara fasa dan tanah. 5. Mengurangi resiko kecelakan terhadap manusia.
Pentanahan yang baik sebaiknya memenuhi syarat : 1. Nilai resistansi yang rendah.
2. Perlindungan terhadap korosi.
3. Kemampuan untuk menghantar arus yang tinggi dengan baik dan cepat.
4. Kemampuan untuk meningkatkan perlindungan pada pembangkit dan bangunan
2.12. Kabel
Dalam instalasi listrik keberadaan kabel sangatlah penting karena dengan kabel inilah arus listrik dapat dialirkan. Secara umum kegunaan kabel adalah untuk mengalirkan arus listrik dan sebagai isolasi yang baik. Kabel-kabel yang digunakan
dalam instalasi listrik banyak sekali ragamnya, oleh karena itu jenis kabel dinyatakan dengan bantuan singkatan huruf maupun kadang-kadang juga dengan angka.
Bahan untuk penghantar ada dua jenis yaitu : a. Tembaga, dengan karakteristik sebagai berikut :
- Kemurnian = 99,9 %
- Tahanan jenis = 0,017241 Ω mm2/m pada 20 0Celcius
- Daya hantar dipengaruhi oleh ketidakmurnian bahan dan kekerasan tembaga. b. Aluminium
- Kemurnian = 99,5 %
- Tahanan jenis = 0,028264 mm2/m pada 20 0Celcius
- Daya hantar dipengaruhi oleh kekerasan dan ketidakmurnian bahan. - Beratnya setengah dari berat tembaga.
- Diameternya 1,28 kali dari diameter tembaga karena memakai isolasi yang lebih banyak.
Kabel menggunakan 2 jenis bahan isolasi yaitu : 1. PVC, dengan cirri-ciri ;
• Keras dan rapuh (perlu dicampur dengan bahan pelunak kira-kira 20 – 40% • Dapat dibakar tapi akan padam sendiri setelah sumber apinya disingkirkan • Lebih mudah menyerap air
2. PE, dengan cirri-ciri :
Mudah terbakar dan nyala api tetap menjalar. Tidak mudah menyerap air
Penentuan kabel juga memiliki arti penting di dalam penginstalan listrik. Untuk memilih kabel harus memperhatikan besarnya arus yang mengalir pada hantaran itu, yang dapat dihitung dengan rumus dibawah ini :
- Untuk beban tiga fasa
ϕ Cos V P I L L al No . . 3 min − = (2.23)
- Untuk beban satu fasa
ϕ Cos V P I L L al No . min − = (2.24) - Arus kabel faktor Safety x I Ik = Nominal (2.25) Keterangan :
INominal = Arus nominal (A)
Ik = Arus kabel (A)
P = Daya (W)
V = Tegangan antar fasa (V) Cos φ = Faktor daya (0,8 – 0,9)
Safety factor = 1,3 (ditentukan oleh pabrik pembuat kabel)
Untuk membatasi dimensi ruang yang digunakan serta kemudahan dalam pemasangan kabel, maka luas penampang kabel yang diizinkan dapat ditentukan dengan persamaan : µ γ ϕ . 10 . cos . . . 3Il 6 A= (2.26) Keterangan :
A = luas penampang yang diperlukan (mm2) l = panjang penghantar (m)
I = arus maksimum beban (A)
μ = rugi tegangan yang diizinkan pada penghantar
untuk instalasi dalam ruangan, nilai ini dapat diabaikan γ = daya hantar jenis bahan penghantar
untuk tembaga : 56,2 x 106 S/m untuk aluminium : 33 x 106 S/m
Ukuran kabel penghantar tipe NYY dapat dilihat pada tabel 2.8
