SKRIPSI
ANALISIS LUAS PENAMPANG PENGHANTAR DAN
KAPASITAS ARUS PADA MOTOR POMPA
DISTRIBUSI AIR BERSIH
OLEH
FAJRIN NURSAID
ISMAN
10582137814
10582154215
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
ANALISIS LUAS PENAMPANG PENGHANTAR DAN
KAPASITAS ARUS PADA MOTOR POMPA
DISTRIBUSI AIR BERSIH
Skripsi
Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan Oleh
FAJRIN NURSAID
ISMAN
10582137814
10582154215
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
HALAMAN ABSTRAK FAJRIN NURSAID1, ISMAN2
1
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar Email : fajrinnursaid14@gmail.com
2
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar Email : Fatopisman@gmail.com
Abstrak : Isman dan Fajrin Nursaid; (2020) Analisis Iuas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih dibimbing oleh DR. Eng. Ir H. Zulfajri Basri Hasanuddin , M.Eng, Rizal A Duyo, S.T,. M.T. Adapun tujuan dari pada penelitian ini adalah Untuk menentkan Iuas Penampang Penghantar tdan kapasitas arus pada kontrol motor-motor listrik.terhadap pompa air bersih,. Dapat menghitung kapasitas arus pada motor pompa distribusi air bersih yang diperlukan sebagai tenaga penggerak untuk proses penyediaan air bersih. Metode yang dipergunakan pada penelitiann ini adalah mengadakan penelitian dan pengambilan data di Mall Ratu Indah Makassar. Hasill yang didapatkan pada penelitian ini adalah.Luas penampang penghantar untuk rangkaian kabel yang digunakan motor pompa distribusin air bersih adalah 4 mm2, sedangan, luas penampang penghantar untuk rangkaian akhir yang lebih dari satu motor adalah 25 mm2, Kapasitas arus yang dibutuhkan pada motor pompa distribusi air bersih yang diperlukan sebagai tenaga penggerak untuk proses penyediaan air bersih adalah 10,34 Ampere, kemapuan arus pemutus adalah 25 A dan Luas penampang penghantar untuk rangkaian akhir yang lebih dari satu motor adalah: Jadi luas penampang kabel yang digunakan adalah 25 mm2 dan Jadi I MCB yang digunakan adalah 160 A
Kata kunci ; Penampang, Arus,, Penghantaran dan Motor ABSTRACT
Abstract: Isman and Fajrin Nursaid; (2020) Analysis of the Cross-sectional Area and Current Capacity of the Clean Water Distribution Pump Motor is supervised by DR. Eng. Ir H. Zulfajri Basri Hasanuddin, M.Eng, Rizal A Duyo, S.T ,. M.T. The purpose of this study is to determine the cross-sectional area and current capacity in the control of electric motors against clean water pumps. Can calculate the current capacity of the clean water distribution pump motor needed as a driving force for the clean water supply process. The method used in this research is to conduct research and data collection at Mall Ratu Indah Makassar. The results obtained in this study are the cross-sectional area for the cable circuit used by the clean water distribution pump motor is 4 mm2, meanwhile, the cross-sectional area for the final circuit with more than one motor is 25 mm2, the required current capacity in the
distribution pump motor The clean water needed as a driving force for the clean water supply process is 10.34 Ampere, the breaker current is 25 A and the cross-sectional area for the final circuit with more than one motor is: So the cross-sectional area of the cable used is 25 mm2 and So I The MCB used is 160 A.
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena Rahmat dan HidayahNyalah sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini, dan dapat kami selesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah pensyaratan akademik yang harus ditempuhdalam rangka penyelesaian program studi pada Jurusan Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir adalah : “ANALISIS LUAS PENAMPANG PENGHANTAR DAN KAPASITAS ARUS PADA MOTOR POMPA DISTRIBUSI AIR BERSIH”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, hal ini sdisebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan baik itu ditinjau dari segi tehnis penulis maupun dari perhitungan-perhitungan. Oleh karena itu penulis menerim dengan ikhlas dan senang hati segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat bermanfaat.
Skripsi ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segalan ketulusan dan kerendahan hati, kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Bapak Hamzah Al Imran, ST, MT., IPM sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
2. Ibu Adriani, ST, MT., sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
3. Bapak. Dr. Ir H. Zulfajri Basri Hasanuddin, M.Eng, Selaku Pembimbing I dan BapakRizal A Duyo, S.T, M.T selaku Pembimbing
II, yang telah banyak meluangkan waktunya dalam membimbing kami.
4. Bapak dan ibu dosen serta stap pegawai pada fakultas teknik atas segala waktunya telah mendidik dan melayani penulis selama mengukiti proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
5. Ayahanda dan Ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan pengorbanan terutama dalam bentuk materi dalam menyelesaikan kuliah.
6. Saudara-saudaraku serta rekan-rekan mahasiswa fakultas teknik terkhusus angkatan 2014 dan angkatan 2015 yang dengan keakrapan dan persaudaraan banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Semoga semua pihak tersebut di atas mendapat pahala yang berlipat ganda di sisi Allah SWT dan skripsi yang sederhana ini dapat bermanfaat bagi penulis, rekan-rekan, masyarakat serta bangsa dan Negara. Amin.
Makassar, Oktober 2020
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN SAMPUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN KOMISI PENGUJI ... iv
ABSTRAK ... ... v
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiii
BAB I PEDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Masalah ... 1
B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian ... 2 D. Batasan Masalah ... 3 E. Manfaat ... 3 F. Metode Pembahasan ... 4 G. Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
A. Motor Asinkron ... 6
B. Starting Motor-Motor Listrik... 10
C. Pompa ... 12
D. Kontaktor (saklar magnet) ... 17
E. Push Button ... 19
F. Saklar Pilih (Selektor) ... 19
G. Lampu indikator ... 21
H. Timer (saklar waktu) ... 22
J. Pressure Switch (saklar tekanan) ... 24
K. Fuse (sekering) ... 24
L. Miniature Circuit Breaker (MCB) ... 29
M. Thermal Overload Relay (TOR) ... 32
N. Kemampuan Hantar Arus (KHA) ... 34
O. Panel ... 36
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 39
a. Waktu dan Tempat ... 39
b. Metode Penelitian ... 39
c. Gambar Blok Diagram ... 41
d. Pengoperasian Sistem Kontrol Air Bersih... 42
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 50
A. Data hasil Penelitian. ... 50
B. Pompa Submersible ... 52
C. Pompa Pemindah (transfer pump) ... 53
D. Pompa Distribusi (distribution pump) ... 53
E. Carbon Filter dan Sand Filter ... 54
F. Perhitungan Penentuan Daya Motor ... 55
G. Perhitungan Penentuan Luas Penampang Penghantar ... 59
BAB V PENUTUP ... 65
A. Kesimpulan ... 65
B. Saran-saran ... 65
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 2.1. Rangkaian rotor lilitan, rotor sangkar dan
kumparan stator ... 7
Gambar 2.2, Perputaran motor induksi ... 8
Gambar 2.3 Rangkaian motor induksi dengan lilitan dan tahanan luar ... 9
Gambar 2.4. Rangkaian motor induksi rotor sangkar yang dihubungkan dengan saklar bintang-segitiga ... 10
Gambar 2.5. Rangkaian starting cara DOL ... 11
Gambar 2.6. Rangkaian daya starting Bintang-Segitiga ... 12
Gambar 2.7. Diagram (control starting Bintang-Segitiga ... 12
Gambar 2.8. Pompa Sentrifugal... 14
Gambar 2.9. Pompa Submersible ... 16
Gambar 2.10 Konstruksi kontraktor ... 18
Gambar 2.11. Simbol saklar tekan NO dan NC ... 19
Gambar 2.12. Saklar Pilih (selektor) ... 20
Gambar 2.13. Diagram kontrol WLC ... 23
Gambar 2.14. Rumah sekering ... 25
Gambar 2.15 Tudung Sekering ... 26
Gambar 2.16. Pengepas dan patron lebur ... 27
Gambar 2.17. Konstruksi MCB ... 29
Gambar 2.19. TOR dengan beban motor ... 33 Gambar 2.20 Bentuk fisik TOR yang dikombinasikan
dengan kontaktor... 34 Gambar. 3.1 BAGAN ALIR ... 39 Gambar 3.2 Blok Diagram ... 41
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Tabel 2,1. Nilai nominal atau setelan tertinggi gawat pengaman
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah
Dewasa ini sangat dirasakan penggunaan peralatan-peralatan listrik untuk berbagai macam keperluan guna memperoleh hasil yang optimal, efisien dan meningkatkan daya guna sangat diharapkan, salah satu diantaranya adalah untuk pengolahan air bersih. Hal ini terlihat jelas pada berbagai macam jenis industri, perhotelan, pusat perbelanjaan, rumah sakit, dan sebagainya.
Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong majunya usaha diberbagai bidang. Salah satu bidang itu adalah perencanaan sistem kontrol air bersih yang baik dan handal. Perencanaan sistem kontrol ini merupakan salah satu kemajuan teknologi. Sistem kontrol air bersih pada Mall Ratu Indah Makassar dibuat supaya setiap lokasi (stand-stand) dapat dilayani dengan baik, Oleh sebab itu perencanaan pusat pompa ini merupakan salah satu hal yang penting. Karena dalam perencanaan yang baik akan dapat mengurangi biaya dan tempat yang akan digunakan dengan tidak mengurangi nilai fungsi dan kegunaan pompa. Selain itu daya listrik dan penggunaan air bersih dapat dihemat dimana ha! ini dapat menghemat biaya pemakaian.
Dengan pertimbangan tersebut diatas, maka penulis mencoba mengangkat sebuah judul, " Analisis Iuas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih”
B. Rumusan Masalah
Beberapa pertimbangan sehingga penulis mengambil judul tugas akhir, Analisis Iuas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih ", adalah sebagai berikut:
1. Karena pokok bahasan pada tugas akhir ini sesuai dengan judul tugas akhir ini yaitu “Analisis Iuas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih berkaitan mengenaii kontrol motor-motor listrik.
2. Karena perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menuntut adanya suatu sistem yang praktis dalam berbagai hal. Demikian pula pendistribusian air bersih pada Mall Ratu Indah Makassar diperlukan suatu sistem kontrol yang baik.
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan judul tugas akhir ini "Analisis Luas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih ", maka tujuan yang hendak dicapai adalah:
1. Untuk menerapkan tema dari judul tugas akhir ini , khususnya mengenai hal yang berkaitan dengan Iuas Penampang Penghantar kontrol motor-motor listrik.
2. Dapat menghitung kapasitas arus pada motor pompa distribusi air bersih yang diperlukan sebagai tenaga penggerak untuk proses penyediaan air bersih.
D. Batasan Masalah
Untuk memperoleh sistem penulisan yang baik, maka perlu diperjelas dan ditentukan batasan masalah. Hal ini bertujuan untuk menghindari pembahasan yang keluar dari masalah yang sesungguhnya. Batasan masalah tugas akhir ini meliputi:
1. Penentuan Iuas penampang penghantar yang dipergunakan motor untuk melakukan pendistribusian air bersih,
2. Mengetahui besarnya arus yang mengalir pada beban motor dan pompa distribusi terhadap pengelolaan air bersih
E. Manfaat
Sesuai dengan judul dari tugas akhir ini adalah " Analisis Iuas Penampang Penghantar Dan Kapasitas Arus Pada Motor Pompa Distribusi Air Bersih”, Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Penyediaan air bersih pada Mall Ratu Indah dapat dikontrol sesuai dengan prinsip dan sistim kelistrikan.
2. Dapat mengontrol besarnya arus yang mengalir untuk memenuhi kebutuhan sesui dengan penyediaan air bersih pada Mall Ratu Indah Makassar
F. Metode Pembahasan
Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis menggunakan beberapa metode pembahasan, yaitu :
1. Metode Observasi
Metode yang digunakan untuk mencari dan mengambil data-data yang diperlukan melalui peninjauan langsung di lokasi.
2. Metode Literatur
Metode ini digunakan untuk mencari dan menyajikan teori ilmiah dari berbagai bukti yang ada hubungannya dengan masalah yang akan dibahas.
3. Metode Diskusi
Metode ini merupakan cara untuk mendapatkan informasi dengan cara konsultasi dan diskusi pada orang yang lebih memahami tentang masalah yang akan dibahas.
G. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari tugas akhir ini adalah : BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, alasan memilih judul, tujuan penulisan, batasan masalah, metode pembahasandan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini akan dibahas mengenai landasan teoritis yang menunjang analisis kelistrikan sistem kontrol air bersih pada Mall Ratu Indah makassar.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenai metode penelitian yang digunakan pada analisis sistem kelistrikan sistem kontrol air bersih pada Mall Ratu Indah Makassar.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas mengenal prinsip kerja dan sistem kontrol, penentuan daya motor, luas penampang penghantar BAB V PENUTUP
Bab ini merupakan bab terakhir yang berisikan kesimpulan dari pembahasan serta saran.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Motor Asinkron
Motor Asinkron disebut juga motor induksi. Motor induksi merupakan motor arus bolak-balik (AC) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar yang dihasilkan oleh arus stator.
Belitan stator yang dihubungkan dengan sumber tegangan 3 fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron. Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus. Perbedaan putaran relatif antara stator dan rotor disebut Slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor dan oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor akan bertambah besar. Jadi bila beban motor bertambah, maka putaran rotor cenderung menurun.
Dikenal dua tipe motor induksi, yaitu motor induksi dengan rotor lilitan dan motor induksi dengan rotor sangkar.
Perputaran motor pada mesin arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluks yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan
statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam fasa. banyak, umumnya fasa tiga.
ROTOR BELITAN ROTOR SANGKAR KUMPARAN STATOR Gambar 2.1. Rangkaian rotor lilitan, rotor sangkar dan kumparan stator
1. Prinsip Kerja Motor Asinkron
Prinsip kerja motor asinkron tiga fhase adalah sebagai berikut: 1. Apabila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator
akan timbul medan putar dengan kecepatan Ns = 120 f/p.
2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor, sehingga pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (ggl). 3. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka
ggl akan menghasilkan arus. Adanya arus dalam medan magnet menimbulkan gaya pada rotor.
4. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya pada rotor uang cukup besar untuk memikul kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.
5. Agar tegangan terinduksi diperlukan adanya tegangan relatif antara kecepatan medan putar stator dengan kecepatan berputar rotor.
6. Bila kecepatan berputar rotor sama dengan kecepatan medan putar stator, maka tidak akan terinduksi dan arus tidak mengairi pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila kecepatan putar rotor lebih kecil dari kecepatan putar stator.
7. Dilihat dari cara kerjanya motor induksi disebut juga dengan motor tak serempak atau motor asinkron.
Gambar 2.2, Perputaran motor induksi
2. Motor induksi dengan rotor lilitan
Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan belitan kumparan tiga fasa sama dengan kumparan stator. Kumparan stator dan rotor juga mempunyai jumlah kutub yang sama. Penambahan tahanan luar sampai harga tertentu, dapat membuat kopel mula mencapai harga kopel maksimumnya. Kopel mula yang besar memang diperlukan pada waktu start.
Motor induksi dengan rotor lilitan memungkinkan penambahan (pengaturan) tahanan luar. Tahanan luar yang dapat diatur ini dihubungkan ke rotor melalui cincin. Selain untuk menghasilkan kopel
mula yang besar, tahanan luar tad) diperlukan untuk membatasi arus mula yang besar pada saat start, disamping itu dengan mengubah tahanan luar, kecepatan motor dapat diatur.
Gambar 2.3 Rangkaian motor induksi dengan lilitan dan tahanan luar
3. Motor Induksi dengan Rotor Sangkar
Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan kumparan yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai sangkar tupai, Konstruksi rotor ini sangat sederhana bila dibandingkan dengan rotor mesin listrik lainnya. Dengan demikian harganya pun murah, Karena konstruksinya pun yang demikian, padanya tidak mungkin diberikan pengaturan tahanan luar seperti pada motor induksi dengan rotor belitan.
Untuk membatasi arus mula yang besar, tegangan sumber harus dikurangi dan biasanya digunakan autotransformator atau saklar bintang-segitiga. Tetapi berkurangnya arus akan berakibat berkurangnya kopel mula, Motor jenis sangkar ganda dapat digunakan untuk mengatasi berkurangnya kopel mula tersebut
Gambar 2.4. Rangkaian motor induksi rotor sangkar yang dihubungkan dengan saklar bintang-segitiga
B. Starting Motor-Motor Listrik 1. Pengertian Starting Motor
Starting Motor adalah suatu proses yang mengakibatkan motor beroperasi dari keadaan diam hingga berputar pada kecepatan kerja.
2. Jenis-jenis Starting
a. Starting dengan Direct On Line (DOL)
Starting dengan cara ini adalah yang paling sederhana, dimana jala-jala sepenuhnya dihubungkan langsung pada jepitan motor dan motor akan beroperasi secara cepat.
Pada saat starting arus mulanya sangat besar, begitu juga dengan kopel mulanya, Cara ini biasanya hanya digunakan untuk motor-motor dengan daya yang kecil. Starting dengan cara DOL umumnya dilengkapi dengan Thermal Overload Relay (TOR).
Gambar 2.5. Rangkaian starting cara DOL
b. Starting dengan Bintang Segitiga
Starting dengan bintang segitiga seperti tersirat dalam namanya, dimulai dengan menghubungkan lilitan motor selama periode start dalam hubungan bintang dan kemudian dalam hubungan segitiga setelah motor melakukan putaran yang konstan atau tetap.
Pada umumnya alat start ini dilengkapi dengan kontaktor untuk memindahkan hubungan dari bintang ke segitiga melalui sebuah timer.
Kedua ujung pada setiap fasa dari lilitan motor harus dikeluarkan ke starting sehingga pemasukan tegangan dapat dilakukan. Starting ini sering digunakan untuk menstart motor yang menggerakkan beban yang mempunyai waktu percepatan yang lama. Starting dengan cara bintang-segitiga bertujuan agar
MCB tidak jatuh (membuka). Oleh karena itu cara ini dilengkapi dengan pengaman beban lebih, yaitu TOR
Gambar 2.6. Rangkaian daya starting Bintang-Segitiga.
Gambar 27. Diagram (control starting Bintang-Segitiga
C. Pompa
1. Pengertian Pompa
Pompa adalah merupakan suatu alat atau mesin yang digunakan untuk mengkonversikan energi mekanik ke energi zat cair (fluida).
2. Jenis-jenis Pompa
a. Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal dioperasikan dengan bagian isap yang tergenang air. Pompa ini mempunyai sebuah impeler (baling-baling) tunggal yang berputar di dalam rumah pompa yang berfungsi untuk mengangkat zat cair dari tempat yang rendah ke tempat yang tinggi.
Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeler di dalam zat cair. Maka zat cair yang di dalam impeler, oleh dorongan sudu-sudu ikut berputar. Karena timbul gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah impeler keluar melalui saluran di antara sudu-sudu. Disini tekanan dan kecepatannya menjadi lebih meningkat
Zat cair yang keluar dari impeler ditampung oleh saluran rumah pompa yang berbentuk volut (spiral) di sekeliling impeler dan disalurkan keluar pompa melalui keluaran (nosel). Di dalam nosel ini sebagian kecepatan aliran diubah menjadi tekanan.
Gambar 2.8. Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal mampu memindahkan volume cairan yang besar tanpa tergantung pada kutub atau ruang antar yang halus dan pompa ini dapat bekerja pada katup keluaran tertutup tanpa peningkatan tekanan yang lebih tinggi. Kerugian pompa sentrifugal, yaitu :
- Tekanan keluaran terbatas - Tidak mampu priming sendiri.
Daya dari pompa sentrifugal yang digunakan untuk memindahkan fluida, dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
PM = Pp (I+A) / (p . k) dimana :
PP = (Ph) p
PM = Daya motor pompa (KW) Pp = Daya poros pompa (KW) Ph = Daya hidraulik pompa (KW) Q = Kapasitas pompa (m3/menit) H = Total head (meter)
p = Massa jenis air (kg/liter) p = Efisiensi pompa
k = Efisiensi hubungan poros dengan nilai; I untuk poros yang di kopel langsung 0,9 sampai 0,95 untuk ban mesin dan roda gigi
A = Faktor yang bergantung jenis motor 0,1 sampai 0,2 untuk motor listrik 0,2 untuk motor bakar besar 0.25 untuk motor bakar kecil
b. Pompa Submersible
Pompa Submersible adalah pompa yang dioperasikan di dalam air (terendam), Pada umumnya pompa submersible dipasang vertikal, untuk type tertentu dapat dipasang horizontal atau miring.
Pompa submersible banyak digunakan untuk pompa-pompa irigasi, perusahaan air minum, industri prosessing dan kegunaan-kegunaan lainnya. Dalam pemilihan model dan pemasangannya perlu direncanakan dengan tepat, agar
diperoleh kinerja dari pompa yang paling optimum dan penekanan biaya yang sehemat mungkin.
Pemilihan dan pemasangan yang kurang tepat akan menyebabkan :
1) Umur pompa menjadi pendek 2) Pemborosan waktu dan biaya
Keuntungan yang dimiliki oleh pompa submersible adalah: 1) Tidak mengeluarkan suara karena terendam dalam air 2) Tidak mengganggu pemandangan karena instalasinya di
bawah tanah.
3) Aman karena instalasi bawah tanah sehingga terhindar dari bahaya kebakaran dan banjir.
4) Ekonomis, pompa tidak memerlukan priming, mengganti oli dan perawatan priodik lainnya.
Salah satu bentuk fisik dari pompa submersible adalah sebagai berikut:
D. Kontaktor (saklar magnet)
Kontaktor adalah saklar yang digerakkan oleh gaya kemagnetan. Sebuah kontaktor harus kuat dan tahan serta mampu dalam mengalirkan dan memutuskan arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi.
Kontak-kontak yang menghubungkan dan memutuskan arus listrik digerakkan oleh magnet, jika magnet itu mendapat suplai dan sumber tegangan, maka dalam belitan tersebut akan terjadi induksi magnet yang menarik batang magnet tersebut. Dengan demikian kontak-kontak dan kontaktor akan terhubung.
Adapun kontak-kontak yang terdapat pada kontaktor adalah ; - Kumparan magnet
- Kontak utama - Kontak bantu NO - Kontak bantu NC
Pada penggunaan kontaktor sering digunakan saklar tekan (push button) untuk mengoperasikan suatu rangkaian. Pada sebuah kontaktor untuk kontak bantunya sering digunakan relay sistem pengontrolan. Sedangkan kontak utamanya digunakan untuk menyuplai daya pada sistem tersebut. Kontaktor bisa digandengkan dengan kontak On Delay atau Off Delay.
Gambar 2.10 Konstruksi kontraktor
Menurut IEC, penamaan konektor-konektor adalah sebagai berikut: 1,3,5 ; Hubungan untuk suplai dan rangkaian utama
2,4,6 : Hubungan untuk beban dan rangkaian utama 1,3,1,4 : Kontak bantu NO
2,3,2,4 : Kontak bantu NO 4,1,4,2 : Kontak bantu NC
Dengan pemakaian kontaktor, maka kita dapat mematikan dan menghidupkan arus beban yang besar hanya dengan rangkaian kecil dan sederhana, Kontaktor ini sangat sering digunakan pada rangkaian kontrol karena memiliki kelebihan, yaitu mempunyai daya tahan terhadap arus yang besar.
Sedangkan kekurangan dari kontaktor adalah apabila suplai yang diberikan tidak sesuai dengan dayanya atau sumber yang tidak stabil dan magnetnya terdapat kotoran, maka akan terjadi bunyi atau deru sehingga
menyebabkan beban yang terkontrol tidak dapat beroperasi dengan baik atau sama sekali tidak dapat beroperasi.
E. Push Button
Push Button umumnya digunakan pada kontrol-kontrol yang menggunakan kontaktor yang biasanya menggunakan kontak-kontak sebagai pengunci secara elektris. Saklar ini sering juga digunakan untuk melayani saklar impuls, staircase ataupun kontrol bel.
Saklar tekan ini dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu : 1. Saklar tekan NO
2. Saklar tekan NC
Gambar 2.11. Simbol saklar tekan NO dan NC
F. Saklar Pilih (Selektor)
Saklar pilih ini juga disebut saklar golongan atau saklar sandung. Saklar ini digunakan untuk rangkaian pengaturan tegangan tetapi juga biasa digunakan pada rangkaian panel. Biasanya dipasang pada pintu panel. Selektor ini berfungsi sebagai pemindah hubungan sumber tegangan yang masuk pada rangkaian, balk hubungan antara fasa dengan fasa maupun hubungan fasa dengan netral. Saklar pilih terdiri dari sebuah
poros yang berputar satu atau lebih piringan. Pada piringan ini terdapat lekuk-lekuk dan pada porosnya dipasang alat pelayanan.
Gambar 2.12. Saklar Pilih (selektor)
Saklar ini umumnya dilengkapi dengan alat penahan pada setiap kedudukannya. Karena itu pada setiap kedudukan saklar, poros dan piringan-piringan akan ditahan pada kedudukan tersebut, Alat pelayanan dapat berupa sebuah knop atau sebuah kunci tusuk yang dapat diputar dengan tangan.
Jumlah kontak yang terdapat pada setiap saf dan saklar tergantung pada jenis saklarnya dan pada pabrik pembuatannya. Saklar golongan atau saklar pilih ini memiliki kemampuan hantar 16, 25,40, 63, 100, 200,400 dan 630 A.
G. Lampu indikator
Salah satu instrumen penting pada industri-industri yang erat kaitannya dengan operasi motor-motor listrik adalah lampu indikator. Disamping pengoperasian suatu rangkaian kontrol yang rumit perlu menggunakan orientasi atau penandaan pada posisi tertentu, misalnya pada saat arus mengalir didalam suatu rangkaian kontrol mengalami gangguan, Sering kita jumpai pada rangkaian kontrol dalam suatu industri dipasang lampu-lampu indikator yang terpasang pada panel kontrolnya.
Lampu indikator pada tegangan 220 volt dengan besarnya arus 0,002 A memberi tanda terhadap komponen-komponen yang digunakan. Adapun yang memberi tanda berbagai keadaan, yaitu kode-kode lampu sendiri, sehingga dengan sendirinya kita dapat mengetahui warna lampu indikator dan jenis rangkaian kontrol yang dilayaninya. Kode lampu pada suatu rangkaian kontrol biasanya terdapat beberapa warna indikator, yaitu : - Lampu indikator warna merah Lampu ini menandakan bahwa operasi
berhenti atau dalam keadaan gangguan. - Lampu indikator warna kuning
- Lampu ini menandakan peringatan atau membutuhkan perhatian pada saat darurat.
- Lampu indikator warna hijau Lampu ini menandakan bahwa rangkaian dalam keadaan beroperasi.
- Lampu indikator warna putih Lampu ini menandakan bahwa rangkaian dalam keadaan beroperasi normal.
H. Timer (saklar waktu)
Timer atau saklar waktu adalah saklar yang bekerja berdasarkan waktu. Dimana peralatan ini berfungsi untuk mengatur waktu kerja dari peralatan Listrik. Berbeda dengan time delay yang memakai orde detik, kalau timer ini memakai orde jam.
Cara kerja dalam peralatan timer ini, yaitu apabila diberi sumber tegangan, maka kumparan dari peralatan ini akan bekerja. Namun kontak bantunya baru akan bekerja menghubungkan rangkaian apabila setting waktunya telah habis. Jadi bila setting waktunya belum habis, maka kontak bantu belum bekerja untuk menghubungkan rangkaian listrik, walaupun kumparannya bekerja sebelumnya.
Timer atau saklar waktu ini dapat dikombinasikan dengan kontaktor untuk mengoperasikan instalasi penerangan maupun untuk rangkaian kontrol. Biasanya timer ini digunakan untuk pengaturan rangkaian kontrol otomatis.
I. Water Level Control (WLC)
Water Level Control adalah suatu perangkat elektronika yang digunakan untuk mengatur level air dalam suatu tangki dan menghindari pompa bekerja tanpa air.
Gambar 2.13. Diagram kontrol WLC
Prinsip kerja kontrol WLC, yaitu untuk pompa dan lampu akan bekerja On-Off berdasarkan isyarat yang diberikan WLC. WLC bekerja berdasarkan keadaan air didalam tangki sumber atau sumur dengan perantaraan 6 buah elektroda. Dengan menganggap tegangan yang masuk selalu ada, maka yang menjadi patokan adalah air pada tangki dan sumur. Tiga buah elektroda yang dimasukkan dalam sumur atau tajigki sumber dan tiga buah lainnya dimasukkan ke dalam tangki pembantu. Untuk pengisian tangki pembantu, maka tiga buah elektroda dalam tangki sumber harus terkena air. Tiga elektroda dalam tangki ini mempunyai fungsi masing-masing.
Elektroda A berfungsi sebagai kontrol batas maksimum air dalam tangki, elektroda B berfungsi sebagai kontrol pembanding. Jika tangki dalam keadaan kosong, maka elektroda B tidak terkena air dimana hal ini akan memberi isyarat ke WLC untuk menutup kontak NO sehingga koil kontaktor akan mendapat suplai. Dengan bekerjanya kontaktor dan kontak NO menutup, maka pompa akan bekerja sampai air mencapai maksimum (air menyentuh elektroda A). Pada saat itu elektroda A memberi isyarat ke
WLC untuk membuka kontak NO, sehingga memutuskan suplai tegangan ke pompa dan pompa akan berhenti bekerja. Apabila air habis terkuras hingga tak menyentuh elektroda B( maka kejadiannya akan berulang seperti semula secara otomatis.
J. Pressure Switch (saklar tekanan)
Pressure switch adalah suatu alat yang bekerja berdasarkan tekanan air. Pressure switch ini juga bekerja On atau Off, tergantung dari tekanan air apakah minimum atau maksimum.
Penyetelan maksimum dan minimum dari switch ini dapat dilakukan secara sendiri-sendiri. Bila minimumnya kita setel 2,5 atm, maka maksimumnya dapat disetel antara 3 dan 5 atm.
Pressure switch ini bisa dipakai untuk udara, air dan minyak sampai dengan temperatur 80°C.
K. Fuse (sekering)
Fuse atau sekering dimaksudkan untuk mengamankan peralatan dari arus hubung singkat dan juga sebagai pembatas arus. Fuse akan memutuskan rangkaian dan mengamankan peralatan dari jala-jala bila arus yang mengalir ke rangkaian melampaui batas maksimum yang diperkenankan terhadap rangkaian yang diamankan.
Sebuah pengaman model fuse (sekering) terdiri dari beberapa bagian, yaitu rumah sekering, tudung sekering, patron lebur dan pengepas patron.
1. Rumah sekering . ,
Pada gambar dibawah ini memperlihatkan sebuah rumah sekering untuk pemasangan pengaman lebur di dalam kotak. Jenis ini dilengkapi dengan terminal netral atau terminal nol.
Gambar 2.14. Rumah sekering
Didalam rumah sekering ini terdapat pengepas patron yang berfungsi untuk mengepaskan patron lebur pada saat dipasang bersama dengan tudung sekering.
2. Tudung sekering
Tudung sekering memiliki sebuah bumbung berulir jenis E33, E27 atau El6. Tudung sekering juga memiliki sebuah jendela kaca kecil. Kaca ini dapat dilepas untuk keperluan pengukuran. Setelah pengukuran selesai kacanya harus dipasang kembali, sebab kaca ini dimaksudkan untuk menutupi patron leburnya yang bertegangan. Selain itu, apabila patronnya tidak tertutup kaca kemudian terjadi hubung singkat, maka dapat menimbulkan bunga api yang m en j it at keluar.
Gambar 2.15 Tudung Sekering 3. Pengepas patron
Pengepas patron memiliki lubang pas dengan diameter yang berbeda-beda, tergantung pada arus nominalnya. Setiap pengepas patron diberi kode warna untuk menandai arus nominalnya. Juga patron leburnya difaeri kode warna yang sama. Jadi patron lebur dan pengepas patron dengan arus nominal yang sama memiliki kode warna yang sama.
4. Patron Lebur
Patron lebur memiliki kawat lebur dari perak dengan campuran beberapa logam lain, antara lain Timbal, Seng dan Tembaga. Untuk kawat lebur digunakan perak karena logam ini hampir tidak mengoksidasi dan daya hantarnya tinggi. Jadi diameter kawat lebur bisa sekecil mungkin, sehingga kalau kawatnya menjadi lebur tidak timbul banyak uap. Dengan demikian kemungkinan untuk terjadinya ledakan juga lebih kecil.
Selain kawat lebur, dalam patron juga terdapat kawat isyarat dart kawat tahanan. Kawat isyarat ini dihubungkan paralel dengan kawat lebur, Karena tahanannya besar, maka arus yang mengalir dalam kawat
isyarat hanya kecil. Pada ujung kawat isyarat terdapat sebuah piringan kecil berwarna yang berfungsi sebagai isyarat Piringan ini menekan sebuah pegas kecil. Kalau kawat leburnya putus karena arus yang terlalu besar, kawat isyaratnya segera putus. Karena itu piringan isyaratnya akan lepas sehingga dapat diketahui bahwa kawat-leburnya telah putus.
Gambar 2.16. Pengepas dan patron lebur
Dalam patron leburnya juga terdapat pasir. Pasir ini dimaksudkan untuk memadamkan latu yang timbul kalau kawat leburnya putus dan juga untuk meningkatkan penyaluran panasnya.
Diameter luar dan ujung patron lebur berbeda-beda tergantung pada arus nominalnya. Makin tinggi arus nominalnya, makin besar diameter .ujung patronnya. Karena itu sebuah patron hanya dapat digunakan untuk pengepas patron yang arus nominalnya sama (kode warnanya sama) atau arus nominalnya lebih tinggi tetapi tidak sebaliknya.
Kode warna yang digunakan untuk menandai patron lebur dan pengepas patron, berasal dari warna-warna perangko Jerman, yaitu : 2 A : merah muda 4 A : coklat 6 A : hijau 10 A : merah 16 A : kelabu 20 A : biru 25 A : kuning 35 A : hitam 50 A : putih 65 A : warna tembaga
Kemampuan pemutusan arus pada fuse dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
I fuse =400% x in motor
Proteksi dengan fuse mempunyai kelebihan yaitu karena lebih ekonomis sebab harganya murah dan mudah untuk diperoleh di toko-toko listrik. Sedangkan kerugiannya adalah :
1. Hanya dapat memutuskan rangkaian yang diamankan dalam kondisi abnormal.
2. Hanya dapat digunakan dalam satu kali terjadi gangguan . 3. Tidak dapat memutuskan rangkaian tiga fasa sekaligus. 4. Tidak dapat disetting kapasitas arus pemutusnya.
L. Miniature Circuit Breaker (MCB)
Miniature Circuit Breaker atau MCB berfungsi sebagai pengaman hubung singkat dan juga sebagai pembatas beban lebih.
Gambar 2.17. Konstruksi MCB
Konstruksi dari MCB yaitu di dalamnya terpasang suatu saklar dari bahan yang sifatnya memuai pada suhu tertentu sehingga pada saat terjadi hubung singkat akan menyebabkan arus listrik yang sangat besar dan akibatnya Iogam bimetal tersebut bertambah suhunya akibat panas yang ditimbulkan oleh arus listrik dan kontak dari Iogam bimetal terlepas karena memuai sehingga arus terputus, Oleh karena itu alat ini sangat tepat dipasang pada setiap rangkaian akhir dari suatu instalasi.
MCB ini kebanyakan dipasang pada panel-panel penerangan maupun panel daya. MCB ini dirancang dalam berbagai tingkat rating arus terhadap rangkaian beban yang dioperasikan, misalnya 2, 4, 6, 10, 20, dan 35 A
Sistem proteksi dengan MCB mempunyai keuntungan-keuntungan sebagai berikut:
1. Dapat memutuskan rangkaian tiga fhase sekaligus dalam keadaan abnormal maupun dalam keadaan normal dengan jala-jala.
2. Dapat digunakan berulang-ulang sepanjang MCB tidak rusak. 3. Untuk saluran tiga fasa cukup menggunakan satu MCB tiga fhase.
Sedangkan kelemahan dari MCB ini adalah harganya mahal bila dibandingkan dengan fuse dalam kapasitas arus yang sama, Ketentuan penggunaan MCB untuk proteksi hubung singkat motor-motor listrik, menurut ketetapan berdasarkan PUIL 1987 pasal 520 ;
2.I. Nilai nominal atau setelan alat pengaman arus hubung singkat harus dipilih sehingga motor dapat diasut, sedangkan penghantar rangkaian akhir, alat kendali dan motor, tetap diamankan terhadap arus hubung singkat
2.2. Untuk rangkaian akhir yang menyuplai motor tunggal, nilai nominal atau setelan alat pengaman arus hubung singkat tidak boleh melebihi nilai yang bersangkutan pada tabel 2.1.
2.3. Untuk rangkaian akhir yang menyuplai beberapa motor, nilai nominal atau setelan alat pengaman arus hubung singkat tidak boleh melebihi nilai terbesar hitungan menurut tabel 2.1 untuk masing-masing motor, ditambah dengan arus beban penuh motor lain dalam rangkaian akhir itu.
Tabel 2.1
Nilai nominal atau setelan tertinggi
Sebagai pengaman sirkit motor terhadap hubung singkat
Jenis motor Prosentase arus
beban penuh
Pemutus daya Pengaman lebur Motor sangkar atau serempak,
dengan pengasutan bintang-segitiga langsung pada jaringan, dengan reaktor atau resistor dan motor fasa satu.
250 400
Motor sangkar atau serempak
Dengan pengasutan
autotransforrnator atau motor sangkar reaktansi tinggi.
200 400
Motor rotor lilit atau arus searah 150 400
Suatu sirkit cabang yang menyuplai beberapa motor dan terdiri dari penghantar sirkit akhir yang menyuplai dua motor atau lebih tidak boleh mempunyai KHA kurang dari jumlah arus beban penuh semua motor itu ditambah 10% dari arus beban penuh semua motor yang terbesar dalam kelompok tersebut. Yang dianggap motor terbesar, yaitu mempunyai arus beban tertinggi harus dilengkapi dengan pengaman arus beban lebih yang tidak memiliki nilai nominal atau setelan gawai pengaman sirkit akhir motor yang tertinggi berdasarkan
sub ayat 520. E.2.3 ditambah dengan jumlah arus beban penuh semua motor lain yang disuplai oleh sirkit tersebut
Untuk menentukan kapasitas pemutus arus MCB, dapat dihitung dengan menggunakan rum us berikut:
I MCB = X % x In motor
dimana X = prosentase daya berdasarkan pengasutan motor (nilai tersebut dapat dilihat pada tabel 2.1)
M. Thermal Overload Relay (TOR)
Thermal Overload Relay adalah suatu alat pengaman peralatan listrik terhadap arus beban lebih. Pengaman ini bekerja berdasarkan panas yang ditimbulkan oleh adanya arus listrik yang melebihi batas harga nominalnya.
Penggunaan TOR dimaksudkan untuk melindungi motor maupun perlengkapan kendali motor dan penghantar sirkit terhadap pemanasan berlebihan sebagai akibat adanya beban lebih atau akibat motor tak dapat diasut. Beberapa penyebab terjadinya beban lebih antara lain :
1. Terlalu besarnya beban mekanik dari motor. 2. Arus starting dari motor terlalu besar.
3. Motor berhenti secara mendadak. 4. Terjadinya hubung singkat.
Arus yang timbul terlalu besar pada belitan motor akan menyebabkan kerusakan dan terbakarnya belitan motor tersebut Untuk itu dapat digunakan TOR sebagai pengaman,
Prinsip kerja dari TOR yaitu energi panas yang timbul akibat adanya gangguan-gangguan akan diubah menjadi energi mekanik oleh logam bimetal untuk melepaskan kontak-kontaknya. Dengan terlepasnya kontak-kontak akibat arus yang mengalir di atas harga nominalnya, maka akan memutuskan rangkaian listrik, sehingga melindungi peralatan listrik yang diakibatkan oleh arus lebih tersebut.
Gambar 2.18 Simbol TOR dan pengawatan.
TOR mempunyai arus sensitivitas yang diset sebagai suatu fungsi dari arus pada pemanas atau relay, dengan cara menghubungkan terminal output dengan motor dan terminal input dihubungkan sen dengan kontaktor ke rangkaian pengontrol
Bentuk hubungan apabila TOR dibuat dalam suatu rangkaian yang dibebani motor, dapat dilihat seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.19. TOR dengan beban motor
Sedangkan bentuk fisik dari TOR apabiia dikombinasikan dengan sebuah kontaktor, dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.20 Bentuk fisik TOR yang dikombinasikan dengan kontaktor
N. Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Kemampuan Hantar Arus dan saklar utama harus sekurang-kurangnya sama dengan kemampuan hantar arus dari pengaman yang ada didepannya. Ketentuan ini juga berlaku untuk saklar rangkaian cabang dan rangkaian akhir.
Untuk menentukan kemampuan hantar arus pengaman din luas penampang yang diperlukan dari penghantar, pertama-tama harus ditentukan arus yang dipakainya berdasarkan daya beban yang dihubungkan. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut;
Untuk arus searah : I = P / V Untuk arus bolak-balik satu fasa : I = P / V cos Untuk arus bolak-balik tiga fasa : I = P / V3 V cos dimana
I : Arus nominal, dalam Ampere V : Tegangan nominal, dalam Volt P : Daya , dalam Watt
Cos : Faktor daya
Rumus-rumus yang harus digunakan untuk menentukan tuas penampang penghantar yang diperlukan berdasarkan rugi tegangan adalah:
Untuk arus searah : A = 2 LI / . u Untuk arus bolak-balik satu fasa : A = 2 LI cos / , u Untuk arus bolak-balik tiga fasa : A = 1,73 LI cos / . u dimana :
A : Luas penampang nominal penghantar yang diperlukan, dalam m2 I : Kuat arus dalam penghantar, dalam Ampere
u : Rugi tegangan dalam penghantar
Untuk tembaga = 56, 2 x 106 S/m Untuk aluminium = 33 x 106 S/m L : Panjang penghantar, dalam meter
Ketentuan mengenai kemampuan hantar arus suatu penghantar rangkaian motor menurut PUIL 1987 sebagai berikut;
1. Penghantar rangkaian akhir yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai KHA kurang dari I 10% arus nominal beban penuh (pasal 520.c.I).
2. Penghantar rangkaian akhir yang menyuplai motor tunggal atau lebih, tidak boleh mempunyai KHA kurang dari jumlah arus beban penuh semua motor itu ditambah 10% dari arus beban penuh motor yang terbesar dalam kelompok tersebut. Yang dianggap motor terbesar dalam kelompok tersebut ialah mempunyai arus beban penuh tertinggi (pasal 520 c.2),
Dengan mengetahui besarnya KHA penghantar, maka luas penampang hantaran dapat ditentukan.
O. Panel
Panel merupakan tempat untuk memasang peralatan instalasi listrik, balk mengenai peralatan kontrol, instrumentasi, proteksi dan lain-lain. Panel dapat dibagi atas panel kontrol, panel penerangan dan panel daya.
Apabila dalam panel tersebut berisi peralatan kontrol, maka disebut panel kontrol. Sedangkan bila panel tersebut tempat pelayanan daya beban, maka disebut panel daya dan apabila panel tersebut khusus
melayani lampu-lampu penerangan, maka panel tersebut dinamakan panel penerangan.
1. Pembagian Panel
Pembagian panel dalam suatu instalasi listrik merupakan suatu hal yang harus diperhatikan. Ini dilakukan untuk memisahkan jenis-jenis beban dan membagi jumlah beban.
Apabila dalam suatu gedung terdiri dari dua jenis beban, yaitu instalasi daya dan instalasi penerangan, maka kedua jenis beban ini harus dipisahkan. Hal ini dimaksudkan agar tidak saling mempengaruhi jika terjadi gangguan maupun pada saat pengoperasian instalasi daya. Bila suatu titik beroperasi atau mengalami gangguan, maka sistem lainnya tidak terpengaruh, jika sistem instalasi listriknya lebih handai bila dibandingkan dengan menggabungkan antara kedua jenis instalasi tersebut.
Pembagian beban dalam suatu panel diusahakan supaya seimbang, Hal ini dimaksudkan supaya setiap fasa melayani jumlah beban yang sama dengan fasa lainnya. Selain itu, dengan beban seimbang memudahkan pemilihan material dan peralatan.
2. Penempatan Peralatan Panel
Penempatan peralatan panel dipasang sedemikian rupa sehingga memudahkan pengoperasian, pemeliharaan dan perbaikan.
a. Komponen diletakkan langsung pada tembok bangunan.
Penempatan demikian biasanya dikerjakan karena alasan ekonomis. b. Diletakkan langsung pada panel.
Peralatan dan komponen-komponen diletakkan di depan panel dan pengawatan dikerjakan di belakang panel.
c. Diletakkan didalam panel.
Peralatan dan komponennya dipasang dalam kotak panel dan disatukan dengan pengawatannya.
3. Penempatan Panel
Penempatan panel harus direncanakan dengan mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut:
a. Tempat dan penempatan panel harus jelas terlihat.
b. Mudah untuk melakukan pengawatan dan penyambungan di dalam panel.
c. Tempat yang wadah untuk keluar masuk kabel.
d. Tempat kosong yang memadai untuk penambahan yang mungkin terjadi.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat a. Waktu
Pembuatan tugas akhir ini akan dilaksanakan selama 6 bulan, mulai dari bulan Agustus 2020 sampai dengan Oktober 2020 sesuai dengan perencanaan waktu yang terdapat pada jadwal penelitian.
b. Tempat
Penelitian dilaksanakan di Mall Ratu Indah Makassar
B. Metode Penelitian
Metode penelitian ini berisikan langkah-langkah yang ditempuh penulis dalam penyusunan tugas akhir ini. Metode penelitian ini disusun untuk memberikan arah dan cara yang jelas bagi penulis sehinggah penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar.
Alur Penelitian MULAI STUDI LITERATUR PENGUMPULAN DATA DISKUSI PENYUSUNAN LAPORAN SEMINAR
Metode penelitian ini berisikan langkah-langkah yang ditempuh penulis dalam menyusun tugas akhir ini. Metode penelitian ini disusun untuk memberikan arah dan cara yang jelas bagi penulis sehingga penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar.
Adapun langkah-langkah yang ditempuh oleh penulis dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
Metode Pustaka
Yaitu mengambil bahan-bahan penulisan tugas akhir ini dari referensi-referensi serta literatur-literatur yang berhubungan dengan masalah yang dibahas.
Metode Penelitian
Mengadakan penelitian dan pengambilan data pada sistem kelistrikan pada sistem control air bersih mall Ratu Indah Makassar, Kemudian mengadakan pembahasan/analisa hasil pengamatan dan menyimpulkan hasil analisa tersebut.
Metode Diskusi/Wawancara
Yaitu mengadakan diskusi/wawancara dengan dosen yang lebih mengetahui bahan yang akan kami bahas atau dengan pihak praktisi pada sistem kelistrikan pada sistem control air bersih mall Ratu Indah Makassar
C. Gambar Blok Diagram
Gambar 3.2 Blok Diagram
Prinsip kerja kontrol WLC, yaitu untuk pompa dan lampu akan bekerja On-Off berdasarkan isyarat yang diberikan WLC. WLC bekerja berdasarkan keadaan air didalam tangki sumber atau sumur dengan perantaraan 6 buah elektroda. Dengan menganggap tegangan yang masuk selalu ada, maka yang menjadi patokan adalah air pada tangki dan sumur. Tiga buah elektroda yang dimasukkan dalam sumur atau tajigki sumber dan tiga buah lainnya dimasukkan ke dalam tangki pembantu. Untuk pengisian tangki pembantu, maka tiga buah elektroda dalam tangki sumber harus terkena air. Tiga elektroda dalam tangki ini mempunyai fungsi masing-masing.
Elektroda A berfungsi sebagai kontrol batas maksimum air dalam tangki, elektroda B berfungsi sebagai kontrol pembanding. Jika tangki dalam keadaan kosong, maka elektroda B tidak terkena air dimana hal ini
akan memberi isyarat ke WLC untuk menutup kontak NO sehingga koil kontaktor akan mendapat suplai. Dengan bekerjanya kontaktor dan kontak NO menutup, maka pompa akan bekerja sampai air mencapai maksimum (air menyentuh elektroda A). Pada saat itu elektroda A memberi isyarat ke WLC untuk membuka kontak NO, sehingga memutuskan suplai tegangan ke pompa dan pompa akan berhenti bekerja. Apabila air habis terkuras hingga tak menyentuh elektroda B( maka kejadiannya akan berulang seperti semula secara otomatis.
D. Pengoperasian Sistem Kontrol Air Bersih
1. Pompa Submersible untuk Sumur (shallow well)
Pemindahan air sumur ke bak penampungan sementara menggunakan empat buah pompa. Dimana pompa I dan 2 diparalelkan, begitu pula dengan pompa 3 dan 4. Cara pengoperasian keempat pompa tersebut adalah sama, maka kami mengambil salah satu pompa saja. Pengoperasian pompa ini dapat dilakukan dengan cara manual dan otomatis.
a. Pengoperasian secara Manual
Mengubah saklar pilih Ql ke posisi I untuk mengoperasikan pompa 1 dan 2. Kemudian memindahkan posisi saklar S3 pada posisi manual. Dengan menekan saklar tekan SI, maka kontaktor utama KI3M yang mengoperasikan motor pompa I akan bekerja dan lampu tanda ON (HI6) menyala. Dengan bekerjanya
kontaktor utama KI3M, maka semua kontak bantunya berubah posisi.
Pada saat motor pompa bekerja, maka air mengalir dari sumur ke bak penampungan sementara. Setelah air dalam bak penampungan sudah mencapai batas maksimum yang telah ditentukan, maka motor pompa dapat dihentikan dengan menekan saklar tekan S2 sehingga Iampu tanda OFF (HIT) akan menyala.
Jika dalam rangkaian kontrol terjadi beban lebih, maka Iampu tanda Overload (HIS) akan menyala.
b. Pengoperasian secara Otomatis
Memindahkan saklar pilih S3 pada posisi otomatis. Dengan demikian WLC akan bekerja dan kontak bantu NO akan menutup, sehingga kontaktor utama KI3M bekerja dan mengoperasikan motor pompa I yang ditandai dengan menyalanya lampu tanda ON (HI6).
Cara kerja pengoperasian otomatis dari motor pompa ini sama dengan pengoperasian secara manual, hanya pada posisi otomatis batas air dalam bak penampungan sementara dikontrol oleh WLC, Apabila air berada pada batas terendah, motor pompa akan bekerja dan jika air sudah mencapai batas tertinggi, maka motor pompa akan langsung berhenti sampai air kembali pada
batas terendah. Dengan demikian lampu tanda OFF (H \7) akan menyala.
Untuk menghentikan motor pompa ini, maka saklar pilih S3 dipindahkan ke posisi 0 (NOL),
2. Pompa Submersible dalam Bak Penampungan Sementara
Dalam bak penampungan sementara digunakan dua buah pompa yang diparalelkan untuk memindahkan air ke bak penampungan bawah, Kedua pompa ini dapat dioperasikan secara manual dan otomatis,
a. Pengoperasian secara Manual
Memindahkan saklar pilih S3 ke posisi manual. Kemudian menekan saklar tekan SI sehingga kontaktor utama K33M bekerja dan semua kontak bantunya akan berubah posisi. Dengan bekerjanya kontaktor utama K33M, maka motor pompa akan bekerja dan ditandai dengan lampu tanda ON (H36) menyala.
Pada saat motor pompa bekerja, maka air akan mengalir dari bak penampungan sementara ke bak penampungan bawah. Apabila air dalam bak penampungan bawah sudah mencapai batas maksimum, maka motor pompa dapat dihentikan dengan menekan saklar tekan 52 dan ditandai dengan menyalanya lampu tanda OFF (H37).
Lampu tanda Overload (H35) akan menyala bila dalam rangkaian kontrol terjadi beban lebih.
b. Pengoperasian secara Otomatis
Memindahkan saklar pilih S3 ke posisi otomatis. Dengan demikian WLC akan bekerja dan kontak bantu NO menutup, sehingga kontaktor utama K33M bekerja dan mengoperasikan motor pompa yang ditandai dengan menyalanya lampu tanda ON (H36).
Apabila air mencapai batas terendah, motor pompa akan langsung bekerja dan jika air sudah mencapai batas tertinggi, maka motor pompa akan berhenti secara otomatis dan lampu tanda OFF (H37) akan menyala.
Untuk menghentikan kerja dari motor pompa ini, posisi saklar pilih S3 dipindahkan ke posisi 0 (NOL),
3. Pompa Transfer.
Untuk memindahkan air dari bak penampungan bawah ke bak penampungan atas, digunakan dua buah pompa yang diparalelkan. Kedua pompa ini dapat dioperasikan secara manual dan otomatis,
a. Pengoperasian secara Manual
Memindahkan saklar pilih S3 pada posisi manual, kemudian menekan saklar tekan SI sehingga kontaktor utama K15M bekerja dan kontak-kontak bantunya akan berubah posisi, Dengan bekerjanya kontaktor utama KI5M, maka kontaktor KI3M
dan KI6T akan bekerja dalam hubungan bintang. Setelah setting waktu yang ditentukan, kontak bantu dari kontaktor KI6T berubah posisi, sehingga kontaktor KI4M akan bekerja dalam hubungan segitiga.
Pada saat kedua motor pompa bekerja dalam hubungan segitiga, maka lampu tanda ON (HIT) akan menyala. Air akan mengalir dari bak penampungan bawah ke bak penampungan atas, Setelah air dalam bak penampungan atas sudah mencapai batas tertinggi, maka kedua motor pompa dapat dihentikan dengan menekan saklar tekan S2, Berhentinya motor pompa ini bekerja, maka lampu tanda OFF (HI6) akan menyala.
Jika dalam rangkaian kontrol terjadi beban lebih, maka lampu tanda Overload (HIS) akan menyala.
b. Pengoperasian secara Otomatis
Memindahkan saklar pilih S3 ke posisi otomatis. Pada posisi ini, WLC akan bekerja dan kontak bantu NO akan menutup, sehingga kontaktor utama KI5M bekerja. Dengan demikian kontaktor KI3M dan KI6T juga bekerja mengoperasikan motor pompa dalam hubungan bintang. Setelah setting waktu yang telah ditentukan, maka kontak bantu NC dari kontaktor KI6T berubah menjadi NO, sehingga kontaktor KI4M bekerja dan mengoperasikan motor pompa dalam hubungan segitiga yang ditandai dengan menyalanya lampu tanda ON (HIT),
Apabila air mencapai batas terendah, kedua motor pompa akan langsung bekerja dan jika air sudah mencapai batas tertinggi, maka kedua motor pompa akan berhenti secara otomatis dan lampu tanda OFF (HI9) akan menyala. Motor pompa ini dapat dihentikan dengan memindahkan saklar pilih S3 ke posisi 0 (NOL).
4. Pompa Distribusi
Untuk mendistribusikan air dari bak penampungan atas ke dalam jaringan pipa air bersih dalam gedung, digunakan dua buah pompa yang diparalelkan. Pompa ini dapat dioperasikan secara manual dan otomatis.
a. Pengoperasian secara Manual
Memindahkan saklar pilih S3 pada posisi manual, kemudian menekan saklar tekan SI untuk mengaktifkan kontaktor utama KI4M. Bekerjanya kontaktor utama KI4M, maka kontak bantu NO menutup sehingga kontaktor KI2M dan KI5T akan bekerja. Dengan demikian motor pompa akan bekerja dalam hubungan bintang. Setelah setting waktu yang telah ditentukan, kontak bantu NO dari kontaktor KI5T akan menutup dan NC akan membuka sehingga kontaktor KI3M bekerja dan motor pompa bekerja dalam hubungan segitiga yang ditandai dengan menyalanya lampu tanda ON (HI6).
Pada saat motor pompa bekerja, maka air akan mengalir dari bak penampungan langsung ke setiap titik pemakaian. Apabila tekanan air sudah mencapai batas maksimum, maka lampu tanda yang ada pada ruang kontrol operator akan menyala, sehingga motor pompa dapat dihentikan dengan menekan saklar tekan 52 dan lampu tanda OFF (HIT) akan menyala.
Jika dalam rangkaian kontrol terjadi beban lebih, maka lampu tanda Overload (HIS) akan menyala.
b. Pengoperasian secara Otomatis
Memindahkan saklar pilih S3 pada posisi otomatis. Dengan demikian pressure switch akan bekerja. Cara kerja motor pompa I dan 2 pada posisi otomatis sama dengan pengoperasian secara manual. Tetapi pada posisi ini yang mengontrol tekanan air dalam jaringan pipa adalah saklar tekanan (pressure switch).
Apabila tekanan air dalam jaringan pipa berkurang sampai batas yang telah ditentukan, maka kedua motor pompa akan bekerja sampai tekanan air dalam jaringan pipa mencapai batas tertinggi. Apabila tekanan air sudah mencapai batas yang telah ditentukan, maka kedua motor pompa akan langsung berhenti secara otomatis dan ditandai dengan menyalanya lampu tanda OFF (HI7), Motor pompa akan bekerja kembali apabila tekanan air turun sampai batas terendah.
Motor pompa ini dapat dihentikan dengan memindahkan posisi saklar pilih S3 pada posisi 0 (NOL). Dan jika dalam rangkaian kontrol terjadi beban lebih, maka lampu tanda Overload (HIS) akan menyala.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Data hasil Penelitian.
1. Bak Penampungan Sementara
Data ukuran bak penampungan sementara, adalah sebagai berikut:
Panjang p = 3,5 meter Lebar I = 3 meter Tinggi bak tb = 4,5 meter Tinggi air ta = 4 meter
Bak penampungan sementara ini berada di lantai dasar (basement). Bak penampungan ini digunakan untuk menampung air yang berasal dari sumur dangkal (shallow weit) sebelum dialirkan ke bak penampungan bawah (ground tank).
Dalam bak penampungan sementara ini dilengkapi dengan pompa submersible yang digunakan untuk memompa air ke Carbon Filter dan Sand Filter. Bak penampungan sementara ini juga dilengkapi dengan Water Level Control (WLC) yang berfungsi mengontrol batas air,
2. Bak Penampungan Bawah (ground tank)
Air bersih yang berasal dari PDAM maupun Carbon Filter dan Sand Filter akan ditampung dalam bak penampungan ini. Adapun ukuran bak
penampungan bawah ini adalah sebagai berikut: Panjang p = 14,5 meter
Lebar I = 8,5 meter Tinggi bak tb = . 5 meter Tinggi air ta = -4,5 meter
Dalam bak penampungan ini dilengkapi dengan WLC yang berfungsi mengontrol batas air, Alat ini bekerja secara otomatis apabila air turun pada level L (low) dan akan berhenti secara otomatis pula apabila air mencapai level H (high), Selain itu, untuk mengontrol air yang berasal dari PDAM digunakan saklar pelampung.
3. Bak Penampungan Atas (roof tank)
Bak penampungan atas mendapat suplai air dari bak penampungan bawah dengan menggunakan pompa transfer. Bak penampungan ini dilengkapi dengan WLC yang mengontrol batas air, Bak penampungan dibuat menjadi dua bagian, agar memudahkan melakukan pembersihan, Ukuran kedua bak penampungan atas dibuat sama, yaitu sebagai berikut: Panjang p =8 meter
Lebar I = 2 meter Tinggi bak tb =2 meter Tinggi air ta =1,75 meter
B. Pompa Submersible
Pompa submersible adalah pompa yang dioperasikan didalam air (terendam).Pada umunya pompa submersible dipasang secara vertikal, untuk tipe tertentu dipasang horisontal atau miring,
Pompa submersible ini berfungsi untuk memompa air dari sumur (shallow well) ke bak penampungan sementara. Selain itu, pompa ini juga digunakan untuk memompa air dari bak penampungan sementara ke Carbon Filter dan Sand Filter dan selanjutnya ke bak penampungan bawah. Data spesifikasi motor pompa submersible yang digunakan dalam sumur adalah sebagai berikut:
Daya P = 4,5 KW 3 fasa Tegangan V = 380 volt; 50 Hz Power Factor Cos = 0,80 200 Ipm Head total H = 60 meter Efisiensi = 70%
Sedangkan untuk motor pompa submersible yang digunakan dalam bak penampungan sementara adalah sebagai berikut:
Daya P : 1,5 KW 3 fasa Teganga V : 380 volt; 50 Hz Power factor Cos : 0,80
Kapasitas Q : 167 lpm Head total H : 15 meter Efisiensi : 70 %
C. Pompa Pemindah (transfer pump)
Pompa pemindah ini dimaksudkan untuk memindahkan air dari bak penampungan bawah kc bak penampungan atas. Pompa pemindah ini terdiri dari dua buah pompa yang diparalelkan.
Pada saat air berada pada level LL, kedua pompa akan bekerja dan setelah air mencapai level L, pompa pertama akan berhenti. Pompa kedua akan berhenti setelah air mencapai level H.
Data spesifikasi mengenai motor pompa transfer adaiah sebagai berikut;
Daya P : 11 KW 3 fasa Tegangan V : 380 volt; 50 Hz Power factor Cos : 0,89
Kapasitas Q : 673 lpm Head total H : 45 meter Efisiensi : 70 %
D. Pompa Distribusi (distribution pump)
Pompa distribusi berfungsi memompa air dari bak penampungan atas langsung ke dalam jaringan pipa air dalam gedung. Pompa distribusi ini bckerja berdasarkan tekanan air dalam pipa. Pompa distribusi ini dilengkapi dengan saklar tekanan (pressure switch). Apabila tekanan air dalam pipa turun sampai batas yang ditentukan, maka saklar akan menutup mengoperasikan pompa. Dan apabila tekanan air dalam pipa sudah
mencapai tekanan yang telah ditentukan, saklar akan membuka sehingga motor berhenti bekerja.
Data spesifikasi mengenai motor pompa distribusi sebagai berikut: Daya P : 5,5 KW 3 fasa
Tegangan V : 380 volt 50 Hz Power factor Cos : 0,89
Kapasitas Q : 450 lpm Head total H : 35 meter Efesiensi : 80 %
E. Carbon Filter dan Sand Filter
Carbon Filter dan Sand Filter berfungsi untuk membersihkan kotoran yang membandel, kekeruhan, unsur-unsur organik, zat warna, lumpur, zat besi dan mangan.
Carbon Filter dan Sand Filter ini dllapisi dengan epoxy sebagai anti karat. Alat ini dilengkapi dengan kaki-kaki penunjang, sistem distribusi dan penampungan, lubang kontrol, pengukur tekanan, kran untuk pengoperasian, pipa-pipa penyalur dan alat penyaringan.
Adapun data mengenai Carbon Filter dan Sand Filter adalah sebagai berikut:
Panjang p : 1,5 meter Tinggi t : 1,8 meter Diameter tangki d : 1,2 meter Kapasitas Q : 24 m3/jam
F. Perhitungan Penentuan Daya Motor
Dari data sistem penyediaan air bersih pada Mall Ratu Indah, maka daya motor pompa yang digunakan dapat dihitung.
1. Motor Pompa Submersible dalam Sumur
Volume air dalam bak V = 41 m3 Massa jenis air p = I000 kg/m3 Tinggi tekan h = 7,5 meter Gravitasi g = 9,81 m/dtk2 Diameter pipa d = 80 mm = 0,08 m
Dari data diatas, maka daya motor pompa dapat dihitung sebagai berikut:
- Luas penampang pipa (A); A = d2
= x 3,14 x (0,08)2 = 0,005024 m2 - Kecepatan Alir (V) :V = √ = √ x 9,81 x 7,5 = 12,13 m/dtk - Debit air (Q) : Q = A x V = 0,005024 x 12,13 = 0,06 m3/ dtk Jadi daya yang digunakan adalah :
P = x g x h x Q
= 4,41 KW
2. Motor Pompa Submersible dalam Bak Penampungan Sementara
Volume air dalam bak V = 554 m3 Massa jenis air p = 1000 kg/m= Tinggi tekan h = 3,5 meter Gravitasi g =9,81 m/dtk2 Diameter pipa d =80 mm = 0,08 m
Dari data diatas, daya motor pompa dapat dihitung sebagai berikut: - Luas Penampang pipa (A) : A = d2
= x 3,14 x (0,08)2 = 0,005024 m2 - Kecepatan Alir (V) : V = √ = √ x 9,81 x 3,5 = 8,28 m/dtk - Debit air (Q) : Q = A x V = 0,005024 x 8,28 = 0,041 m3/dtk Jadi daya yang digunakan adalah :
P = x g x h x Q
= 1000 x 9,81 x 3,5 x 0,041 = 1,41 KW
3. Motor Pompa Transfer
Volume air dalam bak V = 32 m3 Massa jenis air p = 1000 kg/m3 Tinggi tekan h = 18 meter Gravitasi g = 9,81 m/dtk2
Diameter pipa d = 65 mm = 0,065 m
Dari data tersebut, maka daya motor pompa dapat dihitung sebagai berikut
- Luas penampang pipa (A) : A = d2
= x 3,14 x (0,065)2 = 0,003316 m2 - Kecepatan Alir (V) : V = √ = √ x 9,81 x 18 = 8,79 m/dtk - Debit air (Q) Q = A x V = 0,0003316 x 8,79 = 0,062 m3/dtk jadi daya yang digunakan adalah
P = x g x h x Q
= 1000 x 9,81 x 18 x 0,062 = 10,9 KW
4. Motor Pompa Distribusi
Massa jenis air p = 1000 kg/m3 Tinggi tekan h = 6 meter Gravitasi g = 9,81 m/dtk2 Diameter d = 100mm = 0,1 m
Dari data tersebut, maka daya motor pompa dapat dihitung sebagai berikut
- Luas penampang pipa (A) ; A = d2
= x 3,14 x (0,1)2 4 - Kecepatan Alir (V) V = √ = √ x 9,81 x 6 = 10,849 m/dtk - Debit air (Q) : Q = A x V = 0,00785 x 10,849 = 0,085 m3/dtk Jadi daya yang digunakan adalah :
P = x g x h x Q
= 1000 x 9,81 x 6 x 0,085 = 5,03 KW
G. Perhitungan Penentuan Luas Penampang Penghantar
1. Penentuan Luas Penampang Penghantar Rangkaian Akhir Untuk Satu Motor
Sesuai dengan data motor pompa 3 fasa, maka untuk menentukan KHA penghantar yang digunakan dapat dihitung.
a. Motor Pompa Submersible dalam Sumur
Diketahui : Motor pompa 3 fasa
Daya P = 4,5 KW = 4500 Watt Faktor daya Cos = 0,80
Tegangan V = 380 volt
Maka arus nominal motor pompa 3 fasa, yaitu : In motor = P / √ . V. Cos = 45007 √ x 380 x 0,80 = 8,5 Ampere KHA = 110%. In motor = 1,1 x 8,5 A = 9,35 Ampere
Jadi luas penampang yang digunakan berdasarkan PUIL 2000 adalah 1,5 mm2. Tetapi berdasarkan ketentuan yang dikeluarkan oleh Perusahaan Listrik Negara (SPLN/2000) tentang peraturan instalasi listrik, luas penampang kabel minimum yang digunakan untuk motor-motor adalah 4 mm2.
