PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan penulisan
Batasan Masalah
Manfaat Penelitian
Metode Pengumpulan Data
Sistematika Penulisan
TINJAUAN PUSTAKA
Prinsip Kerja Motor Induksi
Nama motor induksi ini berasal dari fakta bahwa arus rotor motor ini merupakan arus yang diinduksikan sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar yang ditimbulkan oleh arus stator. Medan putar pada stator akan memotong batang konduktif pada rotor sehingga menyebabkan terbentuknya tegangan induksi (ggl). Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka tegangan induksi akan menimbulkan arus pada penghantar rotor.
Adanya arus ini akan menimbulkan gaya pada rotor sehingga rotor akan berputar searah dengan medan putar stator. Peningkatan beban akan meningkatkan kopling motor, sehingga meningkatkan arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putaran stator dan putaran rotor akan meningkat.
Tipe Motor Induksi
Motor induksi rotor luka dihubungkan dengan resistor eksternal Selain menghasilkan torsi start yang besar, resistansi eksternal juga diperlukan untuk membatasi arus start yang besar pada saat start-up dan juga untuk mengatur kecepatan motor. Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan kumparan yang terdiri dari beberapa batang penghantar yang disusun sedemikian rupa sehingga menyerupai sangkar tupai atau biasa juga disebut sangkar tupai. Selain itu untuk rating tenaga (horsepower) yang sama, sepeda motor ini memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan sepeda motor listrik lainnya.
Untuk membatasi arus asutan yang besar dilakukan dengan cara menurunkan tegangan sumber dengan menggunakan pengasutan autotransformator dan pengasutan wye-delta. Karena konstruksinya yang kuat, pengoperasian yang andal, dan perawatan yang sederhana (tidak ada belitan motor yang hubung singkat, tidak ada komutator, tidak ada sikat), motor jenis ini banyak digunakan di industri.
Faktor-Faktor penyebab kerusakan motor induksi
Stalling, kondisi dimana mesin tidak dapat berputar pada saat start karena beban berlebih (beban macet, dan lain-lain). Tegangan yang tidak seimbang menyebabkan rotor menjadi panas akibat adanya arus urutan negatif pada belitan stator. Pada beberapa mesin, putaran mesin yang terbalik akan sangat berbahaya bagi peralatan atau beban yang berputar.
Suplai tegangan yang tidak mencukupi/rendah dapat menyebabkan peningkatan arus motor pada beban yang sama, sehingga belitan motor akan lebih mengalami pemanasan. Kondisi sekitar motor (faktor lingkungan) yang berbahaya dan menyebabkan kerusakan pada motor induksi antara lain :.
Syarat system proteksi
Peralatan Proteksi
- Fuse
- Thermal Overload Relay
- Molded Case Circuit Breaker (MCCB)
- Current Transformer (CT)
- Resistant Temperatur Device (RTD)
- Multilin 269 Plus Relay
- Pemutus Beban
Konstruksi sekring pembatas arus dilengkapi dengan butiran kuarsa, dimana jika terjadi busur maka kuarsa akan meredamnya dan mengubahnya menjadi bubuk kaca dalam waktu singkat. Sekering pembatas arus digunakan untuk melindungi suatu rangkaian dimana arus gangguan yang terjadi akan melebihi kapasitas/resistansi alat proteksi yang dekat dengan sumber gangguan, seperti sekring atau pemutus arus standar/normal. Sekering pembatas arus dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: sekring elemen tunggal dan sekring elemen ganda.
Sekring jenis ini dapat menentukan arus gangguan sebesar 10 KA namun tidak dapat membatasi besarnya arus gangguan (arus lebih) yang mengalir pada suatu rangkaian gangguan seperti sekering pembatas arus. Karakteristik arus hubung singkat yang terjadi pada sekring geser berbentuk kurva terbalik, sehingga semakin besar arus hubung singkat yang terjadi maka semakin cepat pula sekring tersebut beroperasi/trip. TOR mempunyai karakteristik waktu terbalik yang artinya semakin besar beban lebih yang terjadi maka respon TOR akan semakin cepat, seperti pada kurva berikut.
MCCB jenis ini hanya mempunyai penggerak magnetik (magnetic release atau current MCCB) yang biasanya digunakan ketika perhatian utama hanya untuk melindungi rangkaian dari gangguan hubung singkat atau pembumian. Pemilihan ukuran frame MCCB sangat bergantung pada arus hubung singkat yang dapat dibangkitkan, arus kontinyu dan tegangan operasi sistem. Pemilihan nilai pemutusan pemutus arus (MCCB) harus sama dengan atau lebih besar dari arus hubung singkat maksimum yang dapat terjadi.
Jika kontak arus utama terpisah selama pemutusan gangguan, percikan api ditarik keluar dalam arah horizontal dan dipindahkan ke kontak percikan. Dengan bantuan medan magnet dan pengaruh panas alami, percikan dipercepat ke atas menuju selubung percikan, di mana ia diregangkan dan dipecah menjadi segmen-segmen kecil. Pemutus saklar sulfur heksafluorida menggunakan gas sulfur heksafluorida (SF6) sebagai media isolasi dan pemadam percikan api.
Ketika terjadi percikan listrik, gas sulfur heksafluorida akan berubah menjadi plasma dan memadamkan busur api dan setelah didinginkan akan kembali menjadi gas sulfur heksafluorida. Pemutus sirkuit udara bertekanan vakum mengandalkan aliran udara bertekanan yang diarahkan ke kontak pemutus untuk memutus percikan api yang terbentuk saat daya diputus.
Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Fasa pada Departemen Utilities PT
- Untuk motor induksi tiga fasa 380 Volt
- Untuk motor induksi tigas fasa 3,3 KV
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Metode Penulisan
Penelitian atau pengumpulan data dengan membaca dan mempelajari berbagai literatur, tulisan dan materi perkuliahan yang diperoleh penulis selama mengikuti perkuliahan guna memperoleh landasan teori terkait dengan materi yang dibahas pada saat penulisan tugas akhir. Penelitian dilakukan langsung pada objek penelitian yaitu kajian proteksi motor terhadap berbagai gangguan sebagai penggerak utama peralatan produksi pada sistem proteksi motor induksi tiga fasa PT. Penulis melakukan tanya jawab langsung untuk mendapatkan data dari pihak-pihak yang memahami permasalahan ini.
Gambar Rangkaian
Dari data diatas terlihat bahwa penggunaan sekring dengan rating 60 A pada feed pump DM sudah tepat. Dari data diatas terlihat bahwa rating TOR dengan nilai 30 A yang digunakan untuk arus 26,12 A (menurut perhitungan diatas) pada DM feed pump tidak berlaku, lebih baik menggunakan TOR dengan rating 27 A. 3) Penggunaan MCCB. Dari data diatas terlihat bahwa penggunaan sekring dengan rating 500 A pada Reserve Feedwater Transfer Pump sudah tepat.
Dari data diatas terlihat bahwa penggunaan sekring dengan nilai arus 300 A sudah tepat untuk Motor Desuperheater. Dari data diatas terlihat bahwa rating TOR dengan nilai 135 A yang digunakan untuk arus sebesar 131,25 A (menurut hasil perhitungan diatas) pada Motor Desuperheater tidak berlaku, sebaiknya TOR dengan rating 132 A Relay Multilin 269 Plus dengan rating 147 A untuk proteksi arus beban lebih sudah sesuai, walaupun melebihi arus pengenal motor namun masih dalam nilai toleransi arus motor.
Meskipun nilai 120°C melebihi nilai suhu belitan/koil (110°C), namun tidak melebihi batas suhu maksimum belitan/koil (nilai toleransi suhu belitan). Relai Multitin 269 Plus dengan nilai 122,85A untuk proteksi arus beban lebih cocok, meskipun melebihi arus pengenal motor, namun masih dalam nilai toleransi arus motor. Meskipun tidak salah jika menggunakan CT dengan rating 150/5 A, namun lebih tepat menggunakan CT dengan rating 125/5 A. 2) Penggunaan alat suhu resistansi (RTD).
100 OHM Pt, tipe lain juga bisa digunakan; 120 OHM Ni, 100 OHM Ni, 10 OHM Cu, dengan nominal (trip level) 150°C (pemilihan daya nominal disesuaikan dengan nominal temperatur lilitan/koil). Relai Multilin 269 Plus dengan rating 100,8 A untuk proteksi arus beban lebih cocok digunakan, meskipun melebihi arus pengenal motor, namun masih dalam nilai toleransi arus motor. Meskipun nilai nominal 120°C melebihi suhu nominal belitan/koil (110°C), namun tidak melebihi batas maksimum suhu belitan/koil (nilai toleransi suhu belitan).
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasip Penelitian, Analisis Dan Perhitungan
- DM Feed Pump
- Reserve Feedwater Transfer Pump
- Desuperheater Motor
Sesuai ketentuan NEMA, pilihan kapasitas sekring yang digunakan tergantung pada jenis motor yang dilindungi. Karena sekering pembatas arus dengan rating arus 52,225 A tidak tersedia, maka digunakan CLF dengan rating 60 A (hal. 15 tabel 2.1). Sesuai dengan peraturan yang dikeluarkan oleh NEMA (National Electrical Manufactures Association) rating TOR adalah 125% dari in.
Menurut peraturan yang dikeluarkan oleh NEMA, rating pemutus sirkuit untuk motor rotor sangkar dengan start DOL / Y - A adalah 250% dari arus pengenal (In) (halaman 17, tabel 2.3). Dalam hal ini digunakan MCCB tipe SA 103 B karena tipe ini mempunyai spesifikasi yang lebih cocok untuk perlindungan sepeda motor ini. Menurut aturan yang dikeluarkan oleh NEMA (National Electrical Manufacturing Association), rating TOR yang wajib digunakan pada motor adalah 125% In.
Dari data diatas terlihat bahwa rating TOR sebesar 238A yang digunakan untuk arus 237,4A (menurut hasil perhitungan diatas) pada standby feedwater transfer pump sudah benar. 3) Penggunaan MCCB. Sesuai dengan peraturan yang dikeluarkan oleh NEMA, nilai pemutus arus untuk motor rotor belitan adalah 150% dari arus pengenal (halaman 17 tabel 2.3). Sesuai dengan regulasi NEMA, pemilihan kapasitas sekring yang digunakan tergantung pada jenis motor yang dilindungi.
Sesuai dengan ketentuan yang dikeluarkan oleh NEMA, rating pemutus untuk motor rotor sangkar dengan start DOL /*T - A adalah 250% dari In (halaman 17 tabel 2.3).
Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Fasa 3,3 kV
- Circulating Water Pump
- FD FAN Motor
- Boiler Feed Pump
Walaupun tidak salah jika menggunakan CT dengan rating 200/5 A, namun lebih tepat menggunakan CT dengan rating 150/5 A. Jadi digunakan RTD tipe Pt 100 OHM, bisa juga tipe lainnya yang digunakan : 120 OHM Ni, 100 OHM Ni, 10 OHM Cu, dengan penandaan (trigger level) 110°C (pilihan penandaan disesuaikan dengan suhu nominal lilitan/koil). Ketika suhu di dalam kumparan 110°C, maka Resistance Temperature Device (RTD) akan mengubah besaran suhu menjadi besaran hambatan yaitu 142,29 Ohm dan mengirimkan data ke relay Multilin 269 Plus.
Relai Multilin 269 Plus membaca data (beroperasi) dan menginstruksikan rangkaian kontrol untuk membuka pemutus, memutus sambungan motor ke saluran. Meski arusnya besar (150/5 A), namun penggunaan CT ini pada sistem proteksi FD FAN MOTOR tidak salah. Meski arusnya besar (150/5 A), namun penggunaan CT ini pada sistem proteksi pompa umpan boiler tidak salah.
Meskipun tidak salah menggunakan CT dengan rating 150/5 A, namun lebih tepat menggunakan CT dengan rating 100/5 A. Jadi digunakan RTD tipe Pt 100 OHM, tipe lain juga bisa digunakan; 120 OHM Ni, 100 OHM Ni, 10 OHM Cu, dengan nominal (level shutdown) 110°C (pilihan daya nominal disesuaikan dengan nominal temperatur lilitan/koil). Inco Sorowako untuk motor induksi tiga fasa 380 V pada DM FEED PUMP nilai TOR dan MCCB yang digunakan terlalu besar.
Rating TOR yang digunakan (terpasang) adalah 30 A, menurut hasil analisa sebaiknya digunakan rating TOR yang sesuai yaitu 27 A. Untuk motor induksi tiga fasa 3,3 kV rating CT yang digunakan baik untuk pompa air sirkulasi. , Motor fan FD dan pompa umpan boiler tidak salah, namun kurang tepat karena rating CT yang digunakan terlalu besar. Demikian pula penggunaan perangkat suhu resistansi (RTD) dan pengaturan relai proteksi panas berlebih yang benar untuk pompa air sirkulasi, motor kipas FD, dan pompa umpan boiler juga sudah benar.
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
Setting relay sebesar 1,05 x FLC untuk overshoot pompa air sirkulasi, motor fan FD dan pompa umpan boiler sudah benar karena masih dalam batas toleransi.
