OTOMATISASI PERPINDAHAN JALUR LISTRIK ANTARA PLN
DENGAN GENERATOR
I Wayan Widiana, Jakaria, M. Subhan, Mulyono
Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR)-BATAN e-mail : prr@batan.go.id
ABSTRAK
OTOMATISASI PERPINDAHAN JALUR LISTRIK ANTARA PLN DENGAN GENERATOR.Telah dibuat otomatisasi perpindahan jalur listrik antara PLN dengan
generator yang digunakan untuk mendukung stabilitas pasokan listrik Pusat Radioisotop dan Radiofarmaka (PRR) terutama Gedung 11.Tujuannya adalah agar pasokan listrik di Gedung 11 PRR BATAN tetap terjaga pada saat pasokan listrik dari PLN gagal. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan penggantian Air Circuit Breaker dari konvensional menjadi motorize, melakukan modifikasi unit pengatur kecepatan pada generator dan menambahkan Change Over Switch (COS) pada Emergency Distribution Panel (EDP). Hasil yang telah dicapai adalah generator dapat beroperasi secara otomatis dan dapat memasok listrik ke Gedung 11 pada saat pasokan listrik PLN gagal, serta generator dapat berhenti beroperasi pada saat pasokan listrik PLN kembali normal.
Katakunci: otomatisasi, perpindahan jalur listrik, Generator, Air Circuit Breaker,
Change Over Switch.
ABSTRACT
AUTOMATION SWITCHING OF ELECTRICAL LINES BETWEEN PLN WITH GENERATOR .It has been made the automation switching of electrical lines between
PLN withgenerator that is used to support the stability of electrical supply for Centre Radioisotop and Radiofarmaka (PRR), especially the building number 11. The aim is that the power supply in Building number 11 of PRR BATAN stay awake at the time of supply of electricity fails. The method used is to replacement of conventional Air Circuit Breaker to motorize, to modify the speed control unit of the generator and add the Change Over Switch (COS) in the Emergency Distribution Panel (EDP). Results have been achieved is the generator can operate automatically and can supply the electricity to the buildingnumber 11 at the time of electricity supply from PLN is failed, and generators can be shut down operations at the time of electricity supply from PLN back to normal.
Keywords: automation, switching electrical lines, Generator, Air Circuit Breaker,
Change Over Switch.
PENDAHULUAN
alur listrik emergency untuk Gedung 11 PRR BATAN dipasok dari generator (genset) yang terdapat di Gedung 12. Pada saat terjadi kegagalan pada pasokan listrik PLN maka personel Sub Bidang Pengelolaan Sarana yang bertanggung jawab dengan genset akan mengoperasikan gensetdan kemudian melakukan koneksi dari genset ke jaringan listrik Gedung 11 secara manual. Kegiatan mulai dari mengoperasikan sampai dengan koneksi ke jaringan listrik Gedung 11
membutuhkan waktu dan koordinasi yang cukup lama. Hal ini akan menghambat kegiatan litbang di PRR BATAN. Solusinya adalah perlu dibuat sistem otomatisasi yang dapat mengoperasikan genset, kemudian melakukan koneksi dengan jaringan listrik Gedung 11, serta menjaga stabilitas genset. Otomatisasi pengoperasian genset pada saat listrik PLN gagal dilakukan oleh unit Automatic Main
Failure (AMF)[1], koneksi ke jaringan listrik Gedung 11 dilakukan oleh Air Circuit Breaker (ACB)[2]dan Change OverSwitch (COS), sedangkan
untuk menjaga kestabilan genset dilakukan modifikasi pada governoor system.
LANDASAN TEORI
Jaringan Listrik Gedung 11 PRR BATAN Jaringan listrik Gedung 11 PRR BATAN dipasok oleh dua sumber yaitu dari PLN dan dari genset dengan kapasitas 350 kVA[3]. Pasokan listrik dari PLN melalui dua unit transformator stepdown dengan kapasitas 625 kVA untuk setiap transformator sehingga total daya sebesar 1250 kVA. Dari transformator aliran listrik PLN menuju dua unit panel LVMDP (Low Voltage Main
Distribution Panel) sebelum didistribusikan ke
panel-panel distribusi dan selanjutnya menuju beban.Sedangkan pasokan listrik dari genset akan terintegrasi ke jaringan listrik Gedung 11 melalui
Emergency Distribution Panel (EDP) yang terdapat
di ruang panel listrik Gedung 11. Dalam EDP terdapat rangkaian pemindah jalur antara jalur PLN dengan jalur dari genset. Jaringan listrik Gedung 11 PRR BATAN dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Jaringan Listrik Gedung 11 PRR BATAN
Pasokan Listrik Emergency PRR
Pasokan listrik emergency diperoleh dari generator listrik yang dimiliki PRR BATAN dengan kapasitas sebesar 350 kVA. Generator tersebut terletak di Gedung 12 yang lokasinya bersebelahan dengan Gedung 11 (PRR). Pengoperasian generator listrik secara manual dilakukan pada panel operasional yang berada dekat genset. Dari genset dipasang sebuah panel distribuasi yang sekaligus berfungsi sebagai monitor status genset, dimana pada panel tersebut dilengkapi indikator seperti volt meter, frekuensi meter, ampere meter, kWH meter dan Cos φ meter. Pada panel tersebut juga terdapat
Air Circuit Breaker (ACB) yang berfungsi untuk
memutus atau menyambungkan aliran listrik dari generator. Pengoperasian ACB secara manual dilakukan dengan menggunakan tuas ACB. Dari
panel Genset terdapat jalur pengkabelan bawah tanah menuju Emergency Distribution Panel (EDP) yang terdapat di Gedung 11. Di panel EDP tersebut terdapat fasilitas perpindahan jalur antara jalur normal (PLN) dengan jalur emergency (genset) berupa MCCB dan kontaktor[4].
TATA KERJA Bahan dan Peralatan
Bahan dan peralatan yang digunakan dalam otomatisasi perpindahan jalur listrik emergency adalah; generator listrik 350 kVA, Panel distribusi Genset, Air Circuit Breaker (ACB) motorize,
Automatic Main Failure (AMF),Emergency
Distribution Panel (EDP), Change Over Switch
(COS) motorize, alat ukur dan Tool Set. Cara Kerja
Langkah-langkah yang dilakukan dalam otomatisasi perpindahan jalur listrik emergency adalah mengganti ACB konvensional dengan ACB
motorize, melakukan modifikasi unit pengatur
kecepatan, melakukan koneksi antara ACB dengan AMF, memasang COS pada EDP, dan uji fungsi. Skema perpindahan jalur listrik emergency secara otomatis dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Skema Perpindahan Jalur Listrik
Emergency secara Otomatis
HASIL DAN PEMBAHASAN Penggantian ACB
ACB konvensional terletak pada panel generator yang memiliki fungsi sebagai alat pemutus pasokan listrik dari generator. Penggantinya adalah ACB motorize dengan kapasitas 800 Amper 50 HZ. Pengoperasian secara otomatis diintegrasikan ke dalam modul AMF sehingga ACB akan ON secara otomatis pada saat pasokan listrik PLN gagal dan ACB akan OFF secara otomatis pada saat pasokan listrik PLN kembali normal[5]. ACB konvensional dapat dilihat pada Gambar 3, sedangkan ACB motorize dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. ACB konvensional
Gambar 4. ACB motorize 800 Ampere Modifikasi Unit Pengatur Kecepatan
Tingkat kecepatan yang tersedia pada mesin generator listrik merupakan unit yang tidak dapat dirubah (fix) sehingga dikhawatirkan akan terjadi penurunan kecepatan mesin pada saat terjadi perubahan beban. Penurunan kecepatan berakibat pada penurunan frekuensi. Hal ini dapat merusak peralatan yang bekerja pada frekuensi standar PLN 50 Hz. Untuk itu dilakukan modifikasi dengan menambahkan unit kontrol kecepatan. Sensor kecepatan juga dipasang untuk memberikan inputan ke unit pengatur kecepatan apabila terjadi penurunan kecepatan akibat dari perubahan beban[6]. Unit pengatur kecepatan disajikan pada Gambar 5 dan Gambar 6 adalah actuator yang akan dikontrol oleh unit pengatur kecepatan.
Gambar 5. Unit Pengatur Kecepatan
Gambar 6. Actuator Koneksi ACB dengan AMF
ACB dengan AMF saling terkait, dimana sinyal ON/OFF untuk ACB diberikan oleh AMF pada saat terdeteksi adanya kegagalan listrik PLN maupun pada saat listrik PLN kembali normal. Dalam koneksi tersebut dilakukan pengaturan waktu ON ACB setelah generator hidup. Pengaturan waktu tersebut bertujuan untuk memberikan kesempatan agar generator menjadi stabil. Generator yang dimiliki PRR mempunyai waktu stabil sekitar 30 detik. ACB kembali pada keadaan
OFF setelah generator mati. Gambar 7 menunjukkan proses koneksi antara ACB dengan AMF.
Gambar 7. Melakukan koneksi pada AMF Pemasangan COS
COS (Change Over Switch) di pasang di EDP (Emergency Distribution Panel) yang berfungsi untuk memindahkan jalur listrik secara otomatis antara pasokan PLN dengan pasokan dari generator. Sehingga diharapkan tidak terjadi benturan listrik pada saat kedua sumber listrik tersebut hidup. COS beroperasi dengan sistem
motorize,pada saat pasokan listrik PLN gagal maka
listrik dari generator akan menghidupkan COS sehingga terjadi koneksi antara jalur listrik dari generator menuju jalur listrik Gedung 11. Dan sebaliknya, pada saat listrik dari PLN kembali normal maka listrik dari PLN akan mengaktifkan
COS sehingga terjadi koneksi antara jalur listrik PLN dengan jalur listrik Gedung 11.
Uji Fungsi
Uji fungsi dilakukan mulai dari uji fungsi untuk mengetahui unjuk kerja generator listrik setelah modifikasi unit pengatur kecepatan. Hasil uji fungsi dapat dilihat pada Tabel 1. Pada uji fungsi tersebut dapat dilihat bahwa dengan adanya perubahan atau penambahan beban tidak menyebabkan terjadinya perubahan frekuensi, perubahan tegangan phasa-netral dan perubahan tegangan phasa-phasa.
Tabel 1. Unjuk kerja generator listrik terhadap perubahan atau penambahan beban.
No. Uraian Waktu
1 PLN padam 16.55.13 2 Generator Start 16.55.16 3 ACB ON 16.55.49 4 PLN hidup (normal) 17.05.05 5 Generator Stop 17.07.28 6 ACB OFF 17.07.20
Kemudian dilakukan uji fungsi untuk pemasangan ACB yang diintegrasikan dengan fungsi AMF. Uji fungsi dilakukan tanpa beban dan dilakukan simulasi gagalnya pasokan listrik dari PLN. Kemudian diamati proses hidupnya generator dan waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan ACB. Pasokan listrik dari PLN dinormalkan kembali untuk mengamati proses matinya generator dan matinya ACB. Hasil uji fungsi terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Simulasi pemadaman aliran listrik PLN terkait dengan unjuk kerja ACB yang diintegrasikan dengan AMF
No Beban Frek. Teg. P/N Teg. P/P 1 15 Amp 50 Hz 224 VAC 386 VAC 2 33 Amp 50 Hz 224 VAC 388 VAC 3 48 Amp 50 Hz 226 VAC 389 VAC 4 82 Amp 50 Hz 224 VAC 386 VAC 5 152 Amp 50 Hz 224 VAC 382 VAC 6 180 Amp 50 Hz 224 VAC 386 VAC
Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa respon generator sangat cepat pada saat diketahui terjadi
kegagalan pasokan listrik PLN. ACB ON sekitar 30 detik setelah generator hidup, hal ini disebabkan karena proses hidupnya generator dari start sampai dengan kipas pendingin radiator beroperasi membutuhkan waktu sekitar 25 detik. Kondisi tersebut dinyatakan aman untuk menghidupkan ACB. Stabilitas keluaran generator (frekuensi dan tegangan) sebenarnya dapat terpenuhi kurang dari 20 detik namun pendingin radiator baru beroperasi setelah 25 detik, maka 30 detikmerupakan waktu aman untuk menghidupkan ACB.
Uji fungsi selanjutnya adalah untuk mengetahui unjuk kerja Change Over Switch (COS) yang dipasang pada panel EDP. Uji fungsi dilakukan dengan simulasi dan tanpa beban. Pertamakali dilakukan simulasi untuk menghidupkan genset dengan memutuskan aliran listrik PLN ke AMF yang berfungsi sebagai sensor tegangan PLN. Caranya dengan menurunkan
breaker yang memasok panel AMF. Setelah Genset
hidup, kemudian perlu dipastikan bahwa ACB telah
ON. Simulasi COS dilakukan dengan memutus
aliran listrik PLN yang ke panel EDP dengan menurunkan breaker pada panel DP 1 (distribution
Panel 1). Kemudian dilakukan pengamatan terhadap keluaran dari COS. Dari hasil uji fungsi tersebut diperoleh bahwa pada saat breaker pada DP 1 diturunkan (OFF) maka jalur COS berpindah dari jalur listrik PLN menjadi jalur listrik dari generator (emergency). Tabel 3 menunjukkan keluaran COS yang merupakan pasokan listrik dari generator.
Tabel 3. Keluaran COS pada saat listrik PLN gagal No URAIAN VOLT Frek. (Hz)
1 Teg. R/N 226 50 2 Teg. S/N 230 50 3 Teg. T/N 224 50 4 Teg. R/S 385 50 5 Teg. R/T 388 50 6 Teg. S/T 382 50
Terakhir dilakukan uji fungsi secara keseluruhan dengan simulasi padamnya listrik PLN dengan cara memutus pasokan listrik dari panel LVMDP (Low Voltage Main Distribution Panel). Hasilnya adalah sesaat setelah aliran listrik PLN dipadamkan generator hidup dan setelah ACB ON makakeluaran dari COS dapat terdeteksi adanyaaliran listrik dari generator. Kemudian dilakukan penambahan beban secara bertahap untuk melihat respon generator. Hasilnya hampir sama dengan Tabel 1 dimana tidak terjadi penurunan kualitas listrik atau dengan kata lain bahwa pasokan listrik dari genset menuju Gedung 11 stabil
(frekuensi dan tegangan). Hasil uji fungsi dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Unjuk kerja generator listrik terhadap perubahan atau penambahan beban pada saat dilakukan uji fungsi secara keseluruhan
No Beban Frek. Teg. P/N Teg. P/P 1 14 Amp 50 Hz 222 VAC 385 VAC 2 33 Amp 50 Hz 224 VAC 385 VAC 3 46 Amp 50 Hz 224 VAC 386 VAC 4 79 Amp 50 Hz 222 VAC 386 VAC 5 151 Amp 50 Hz 222 VAC 382 VAC 6 178 Amp 50 Hz 224 VAC 385 VAC
KESIMPULAN
Modifikasi perpindahan jalur listrik
emergency secara otomatis pada saat terjadinya
kegagalan pasokan listrik PLN telah dilakukan dan dinyatakan berhasil dengan dilakukannya beberapa uji fungsi.Perubahan beban sampai dengan beban maksimal yang terpasang pada jalur emergency tidak membuat kualitas listrik dari generatormenjadi menurun.Hal tersebut disebabkankarena telah dipasang unit pengatur kecepatan.Selain itu generator dapat beroperasi secara otomatis dan dapat memasok listrik ke Gedung 11 pada saat pasokan listrik PLN gagal, serta generator dapat berhenti beroperasi pada saat pasokan listrik PLN kembali normal.
DAFTAR PUSTAKA
1. ANONYMOUS, DKG-307 Modul AMF Product Information, DATAKOM, 2007 2. ANONYMOUS, M-PACT Air Circuit Breakers
Operating and Installation Instructions, GE Industrial Systems, tidak bertahun
3. Konsultan PT. Panca Perkasa Inti Kontruksi, Nuclear Mechano Electronic Instalation for
Cyclotron Building, Badan Tenaga Atom Nasional, 1989
4. PRIH SUMARDJATI, Teknik Pemanfaatan
Tenaga Listrik, available:
http://www.scribd.com/doc/30406266/27/ACB-Air-Cicuit-Breaker, diakses tanggal 4 Juli 2012 5. ANONYMOUS, Level 1 Power Quality
Training, PT. Tridinamika Jaya Instrument, 2012
6. ANONYMOUS, ESD5550/5570 Series Speed Control Unit, Product Technical Information, PTI 1003, May 1999
TANYA JAWAB Muhamad Subhan
Mengapa beban trafo 2 lebih kecil dibanding trafo 1 (lihat slide 3)?
Mengapa harus digantijika Interlock antara PLN dengan genset sudah ada ?
I Wayan Widiana
Sebenarnya beban trafo 2 juga besar arena
trafo 2 mensuplai 3 unit chiller, karena beban sama hanya di Gambar 1 blok saja.
Interlock diganti dengan COS karena usia
sudah 20 tahun sehingga unjuk kerja sudah menurun dan ada peremajaan komponen serta adanya penambahan beban untuk jalur emergency.
Irianto
Dalam modifikasi perpindahan jalur secara otomatis, parameter-parameter apa yang perlu diatur ?
I Wayan Widiana
Parameter yang perlu diatur adalah “GAIN”
pada modul speed control bertujuan untuk memperoleh frekuensi 50 Hz.
