Sistim Proteksi Pada Motor Induksi Tiga Phasa.

SISTIM PROTEKSI PADA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA (APLIKASI MINI PLANT PTKI)

O L E H

NAMA : MURSYID NIM : 005203014

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

LEMBAR PENGESAHAN

SISTIM PROTEKSI PADA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA (APLIKASI MINI PLANT PTKI)

Disusun Oleh : NAMA : MURSYID NIM : 005203014

Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing

(IR. Djendanari Sembiring) NIP :

Diketahui Oleh : Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik

Fakultas Teknik USU

(Prof. Dr. Ir. Usman Ba’afai) NIP : 130 365 322

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena berkat kuasa dan kehendak-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan buku Karya Akhir ini dengan baik.

Karya Akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan program Diploma IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyusun Karya Akhir ini dengan judul “ Sistim Proteksi Pada

Motor Induksi Tiga Phasa ”

Dalam melakukan penulisan Karya Akhir ini penulis banyak sekali menemui kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak dan kerja keras yang dilakukan akhirnya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Armansyah Ginting, M. Eng, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Ba’afai, selaku Ketua Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku Sekretaris Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. T. Ahri Bachriun, Msc, selaku Koordinator Program Diploma IV Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Bapak Ir. Djendanari Sembiring selaku Dosen Pembimbing penulis dalam menyusun buku Karya Akhir ini.

6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Universitas Sumatera Utara dan Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI).

7. Yang tecinta kedua orang tuaku, yang telah memberikan do’a dan dukungan materi pada penulis

8. Seluruh keluarga dan kerabat yang telah memberikan masukan dan saran pada penulis selama ini.

9. Teman-temanku Mahasiswa / i khususnya stambuk “2000” TIP D-IV Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam menyusun buku Karya Akhir ini penulis menyadari bahwa buku ini belum sempurna dan jauh dari kesempurnaan, baik dari segi ilmu pengetahuan dan tata bahasa. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi lebih baiknya buku Karya Akhir ini.

Akhir kata, segala bantuan dan budi baik yang penulis dapatkan, penulis menghaturkan terima kasih dan hanya ALLAH SWT yang dapat memberikan ridho dan rahmad-NYA. Semoga buku Karya Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.

Medan, November 2007 Penulis,

MURSYID NIM : 005203018

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan

Kata Pengantar ... i

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Abstrak ... viii

Bab I PENDAHULUAN ... I.1 Latar Belakang Masalah ... 1

I.2 Tujuan Penulisan ... 2

I.3 Rumusan Masalah ... 2

I.4 Batasan Masalah ... 3

I.5 Tinjauan Pustaka ... 3

I.6 Metode Penulisan ... 4

Bab II PEMBAHASAN ... II.1. Gambaran Pengaman ... 6

II.2 Pengaman ... 6

II.3. Komponen – Komponen Pengaman dan Pengendali Motor ... 7

II.4. Komponen Pengaman ... 8

II.4.1. MCCB ( Moulded Case Circuit Breaker) ... 9

II.4.2. Thermal OverLoad Relay (TOR) ... 10

II.5. Komponen Kendali ... 11

II.5.2. Time Delay Relay ... 14

II.6. Gangguan – Gangguan Yang Terjadi Pada Motor Induksi Tiga Phasa ... 14

II.6.1. Gangguan Beban Lebih ... 15

II.6.2. Proteksi Beban Lebih ... 16

II.6.3. Gangguan Salah Satu Phasa Terputus ... 16

II.6.4. Proteksi Bila salah Satu Phasa Terputus ... 17

II.6.5. Gangguan Hubung Singkat ... 18

II.6.6. Proteksi Gangguan Hubung Singkat ... 18

Bab III DASAR TEORI ... III.1. Pengertian Dari Sistim Proteksi ... 20

III.1.1. Syarat Relay Pengaman ... 22

III.1.2. Macam Relay Pengaman ... 23

III.1.2.1. Relay Elektromagnetis ... 23

III.1.2.2. Relay Waktu ... 24

III.1.2.3. Relay Panas ... 25

III.1.3. Sekring (Fuse) ... 27

III.1.4. Contactor Magnet ... 28

III.1.5. Push Button (Saklar Tekan) ... 33

III.2. Pengertian Motor Induksi ... 35

III.2.1. Prinsip Medan Putar ... 36

Bab IV HASIL PERCOBAAN ...

IV.1 Hasil Percobaan ... 39 IV.2 Keadaan Terpasang Sistim Proteksi Pada Motor

Induksi Tiga Phasa ... 40 IV.3 Cara Kerja ... 42

Bab V PENUTUP

V.1 Kesimpulan ... 44 V.2 Saran ... 44

Daftar Pustaka Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Komponen Pengaman dan Pengendali Motor ... 8

Gambar II.2 Karakteristik Arus – Waktu MCCB ... 10

Gambar II.3 Wiring Diagram Thermal Overload Relay ... 6

Gambar II.4 Wiring Diagram Magnetric Contactor ... 12

Gambar II.5.a. Relay Kendali ... 13

Gambar II.5.b. Time Delay Relay ... 13

Gambar III.1 Relay Elektromagnetic ... 24

Gambar III..2 Bentuk Konstruksi Relay Thermal ... 26

Gambar III..3 Sekring HRC ... 27

Gambar III..4 Karakteristik Waktu Terhadap Arus ... 28

Gambar III..5 Bagian – bagian Dari Contactor Magnetic ... 29

Gambar III.6. Simbol dari Kontak – Kontak ... 30

Gambar III.7. Rangkaian Dasar Menggunakan Contactor Magnet ... 32

Gambar III.8. Push Button ... 33

Gambar III.9.a. Push Button Type ON ... 34

Gambar III.9.b. Push Button Type OFF ... 34

Gambar III.10. Bagian Utama Motor Induksi ... 35

Gambar III.11. Prinsip Medan Putar ... 36

Gambar IV.1. Rangkaian Sistem Pengaman Pada Motor Induksi ... Tiga Phasa ... 41

Abstrak

Motor induksi tiga phasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada motor induksi tiga phasa sering terjadi gangguan-gangguan yang menyebabkan motor tersebut tidak bisa bekerja dengan baik. Gangguan-gangguan yang terjadi antara lain Gangguan-gangguan beban lebih, Gangguan-gangguan hubung singkat, dan gangguan phasa ke phasa. Untuk memproteksi terjadinya gangguan-gangguan tersebut maka perlu adanya suatu peralatan yang dapat memproteksi atau melindungi motor dari gangguan-gangguan tersebut yaitu dengan menggunakan peralatan antara lain rele, kontaktor magnet, saklar dan lain-lain. Dengan menggunakan alat-alat proteksi tersebut maka motor induksi tiga phasa akan bisa bekerja secara optimal.

Abstrak

Motor induksi tiga phasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada motor induksi tiga phasa sering terjadi gangguan-gangguan yang menyebabkan motor tersebut tidak bisa bekerja dengan baik. Gangguan-gangguan yang terjadi antara lain Gangguan-gangguan beban lebih, Gangguan-gangguan hubung singkat, dan gangguan phasa ke phasa. Untuk memproteksi terjadinya gangguan-gangguan tersebut maka perlu adanya suatu peralatan yang dapat memproteksi atau melindungi motor dari gangguan-gangguan tersebut yaitu dengan menggunakan peralatan antara lain rele, kontaktor magnet, saklar dan lain-lain. Dengan menggunakan alat-alat proteksi tersebut maka motor induksi tiga phasa akan bisa bekerja secara optimal.

Abstrak

Motor induksi tiga phasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada motor induksi tiga phasa sering terjadi gangguan-gangguan yang menyebabkan motor tersebut tidak bisa bekerja dengan baik. Gangguan-gangguan yang terjadi antara lain Gangguan-gangguan beban lebih, Gangguan-gangguan hubung singkat, dan gangguan phasa ke phasa. Untuk memproteksi terjadinya gangguan-gangguan tersebut maka perlu adanya suatu peralatan yang dapat memproteksi atau melindungi motor dari gangguan-gangguan tersebut yaitu dengan menggunakan peralatan antara lain rele, kontaktor magnet, saklar dan lain-lain. Dengan menggunakan alat-alat proteksi tersebut maka motor induksi tiga phasa akan bisa bekerja secara optimal.

Abstrak

Motor induksi tiga phasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Pada motor induksi tiga phasa sering terjadi gangguan-gangguan yang menyebabkan motor tersebut tidak bisa bekerja dengan baik. Gangguan-gangguan yang terjadi antara lain Gangguan-gangguan beban lebih, Gangguan-gangguan hubung singkat, dan gangguan phasa ke phasa. Untuk memproteksi terjadinya gangguan-gangguan tersebut maka perlu adanya suatu peralatan yang dapat memproteksi atau melindungi motor dari gangguan-gangguan tersebut yaitu dengan menggunakan peralatan antara lain rele, kontaktor magnet, saklar dan lain-lain. Dengan menggunakan alat-alat proteksi tersebut maka motor induksi tiga phasa akan bisa bekerja secara optimal.

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Penulisan

Pada saat ini perkembangan dibidang industri maju dengan pesat sehingga dengan demikian kebutuhan akan energi listrik juga akan semakin meningkat. Energi listrik tersebut dapat dikonversikan ke bentuk energi lain, seperti dari energi listrik menjadi energi mekanik (gerak) dengan menggunakan motor listrik.

Penggunaan motor induksi juga digunakan pada industri sebagai penggerak suatu proses produksi. Disamping itu kebutuhan akan motor induksi telah memasuki hampir semua segi kehidupan, antara lain transportasi, komunikasi, informasi, serta juga pendidikan. Penggunaan motor induksi juga suatu hal yang perlu diketahui agar tepat guna sesuai keinginan kita. Untuk memenuhi pasaran dunia industri yang kian maju dan beraneka ragam bentuk dan kegunaanya maka kita harus terus bekerja dan berpikir untuk memberikan yang terbaik.

Mengingat bahwa pada motor induksi kemungkinan timbulnya gangguan selalu ada, yang dapat berupa gangguan dari dalam (internal), berupa gangguan dari phasa ke phasa atau antara belitan phasa itu sendiri dan harus diamankan dengan memisahkan motor induksi dari sumbernya.

Bahaya yang disebabkan oleh gangguan tersebut dapat merusak laminasi- laminasi inti motor dan gangguan yang dari luar (external) seperti pertambahan beban secara tiba- tiba yang melebihi kapasitas yang dibolehkan (overload) dibiarkan akan menimbulkan kerusakan pada motor induksi, sehingga motor induksi dalam operasinya juga memerlukan alat proteksi pada motor induksi tersebut.

Karena itu penulis tertarik untuk mempelajari dan membahas mengenai sistem proteksi pada motor induksi dengan judul “ SISTEM PROTEKSI PADA

MOTOR INDUKSI TIGA PHASA “

I.2. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan karya akhir adalah :

Merupakan kewajiban penulis sebagai mahasiswa menyusun karya akhir guna menyelesaikan studinya dan meraih gelar Sarjana Sains Terapan pada Fakultas Teknik Program Diploma IV UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Dan juga memperdalam wawasan penulis dalam beberapa hal tentang Motor Induksi Tiga Phasa.

I.3. Rumusan Masalah

Proteksi Motor Induksi Tiga Phasa dilakukan untuk melindungi motor dari gangguan – gangguan yang terjadi dari motor induksi itu sendiri. Maka yang menjadi rumusan masalah adalah:

1.Bagaimana keadaan terpasang sistem proteksi pada motor induksi tiga phasa dan mekanisme cara kerjanya.

2.Bagaimana penyebab terjadinya gangguan sistem proteksi pada motor indiksi tiga phasa.

I.4. Batasan Masalah

Melihat luasnya cakupan pembahasan tentang proteksi pada motor induksi tiga phasa, maka penulis membatasi bahasan Karya Akhir ini mengenai pemasangan sistem proteksi bertujuan agar motor induksi dapat beroperasi dalam batas ukuran kerja yang telah ditetapkan dan mengamankannya apabila melebihi batas.

I.5. Tinjauan Pustaka

Pada motor induksi tiga phasa terdapat belitan/kumparan stator, jika pada kumparan tersebut diberi tegangan bolak-balik tiga phasa maka arus akan mengalir pada kumparan tersebut, sehingga menimbulkan medan putar (garis-garis gaya fluksi) yang berputar dengan kecepatan sinkron dan akan mengikuti persamaan : p f Ns . 120  ………..………..(1)

Dimana : f = Frekuensi

Ns = kecepatan putar dari medan putar stator dalam rpm

P = jumlah kutub

Garis-garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan memotong

timbul gaya gerak listrik atau tegangan induksi.arus yang mengalir pada penghantar rotormyang berada dalam medan magnit berputar dari stator,maka pada penghantar rotor tersebut timbul gaya-gaya yang berpasangan dan berlawanan arah,gaya tersebut menimbulkan torsi yang cendrung memutar rotornya, rotor akan berputar dengan kecepatan putar (nr) mengikuti putaran

medan putar stator (ns)

Seperti telah dijelaskan diatas, tegangan induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor ( rotor) oleh medan putar stator, artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya tegangan relative antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan putar rotor (ns), perbedaan antara kecepatan nr

dan ns disebut slip (S) yang besarnya :

S = x100%

Ns Nr

Ns

………(4)

Bila nr = ns maka tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir

pada kumparan jangkar rotor , dengan demikian tidak dihasilkan kopel . Jadi kopel motor timbul bila Nr lebih kecil dari dari Ns, dimana Slip = 1

I.6. Metode Penulisan

Dalam metode penulisan karya akhir ini penulis akan menjelaskan isi dari tiap- tiap bab sebagai berikut :

Bab I : Pendahuluan

Berisikan tentang latar belakang penulisan, tujuan penulisan karya akhir, rumusan masalah, batasan masalah, tinjauan pustaka, dan metode penulisan.

Bab II : Dasar Teori

Pada bab ini menjelaskan tentang gambaran permasalahan, materi peralatan.

Bab III : Pembahasan

Pada bab ini akan menjelaskan pembahasan pokok sistem proteksi pada motor induksi tiga phasa.

Bab IV : Analisa Pembahasan

Pada bab ini akan menerangkan hasil analisa pembahasan. Bab V : Penutup

Pada bab ini penulis akan menguraikan tentang kesimpulan dari karya akhir dan beberapa saran yang dianggap perlu.

BAB II

PEMBAHASAN

II.1. Gambaran Masalah

Penggunaan proteksi dalam bidang kelistrikan mencakup segi yang luas. Makin besar suatu sistem kelistrikan, maka makin besar pula peralatan proteksi yang digunakan. Ini disebabkan karena semakin besarnya sistem akan semakin banyak pula gangguan yang mungkin terjadi.

Bertitik tolak dalam pemikiran di atas, maka penulis membahas sebagian proteksi dari sistem pada motor induksi tiga phasa. Dalam hal ini sistem pemasangan proteksi bertujuan agar motor induksi dapat beroperasi dalam batas ukuran kerja yang telah ditetapkan dan mengamankannya apabila melebihi batas. Rele proteksi merupakan salah satu peralatan listrik yang mempunyai peranan dalam pengamanan sistem peralatan elektris. Pemasangan rele proteksi pada motor induksi dimaksudkan agar terhindar dari gangguan-gangguan yang dapat mengaganggu operasinya. Dengan demikian motor induksi dapat memberikan pelayanan yang baik.

II.2. Pengaman

Sistem pengaman pada motor induksi merupakan salah satu sarana penelitian yang dapat digunakan untuk pengembangan pengetahuan mengenai peralatan kelistrikan dan elektronika yang mempunyai cakupan cukup luas.

Dimana cakupan yang dimaksud penulis adalah sistem pengaman pada motor-motor listrik dan peralatan yang digunakan.

Sebuah relay pengaman harus tahan dan mampu dalam mengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal adalah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Relay adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi untuk melindungi, mumutuskan atau menghubungkan satu rangkaian listrik dengan rangkaian listrik lainnya, yang bekerja secara otomatis dan dapat dipakai sebagai kontrol jarak jauh.

Relay bekerja berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Dari sifat perlengkungan bimetal akibat panas yang ditimbulkan, bimetal ini akan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik.

Relay akan bekerja apabila ada besaran listrik yang mengalir melalului peralatan tersebut. Besaran-besaran yang bukan besaran listrik yang mengalir melalui peralatan tersebut. Besaran-besaran yang bukan besaran listrik dirubah dulu menjadi besaran listrik. Relay mempunyai kontak-kontak normal membuka (normally open) dan normal menutup (normally close). Setiap sistem pengaman berfungsi untuk mengisolir bagian yang terganggu.

II.2.1. Komponen-Komponen Pengaman Dan Pengendali Motor

Berbagai macam komponen pengaman dan pengendali pada sebuah motor listrik dapat dilihat melalui gambar di bawah ini:

Gambar II.1.Komponen Pengaman Dan Pengendali Motor

II.2.2. Komponen Pengaman

Komponen-komponen pengaman minimum pada sebuah motor listrik adalah pengaman hubung singkat dan pengaman beban lebih. Untuk pengaman hubung singkat biasanya digunakan pemutus daya atau sekring (fuse), sedangkan untuk pengaman beban lebih digunakan Thermal Overlad Relay. Pemutus daya yang banyak digunakan adalah MCCB (Moulded case Circuit Breaker).

Komponen-komponen pengaman yang lain adalah: - Pengaman thermis

II.2.2.1. Mccb (Moulded Case Circuit Breaker)

MCCB terdiri dari:

 Peralatan pengsaklaran

 Pemadaman busur api

 Pengetripan

Dirakit dalam satu unit dan dimuat dalam kotak cetakan tahan panas dan bususr api.

MCCB dapat secara tomatis memutuskan rangkaian seketika bila terjadi hubung singkat atau beban lebih. Karena karakteristik perilakunya baik dan mempunyai kapasitas pemutusan arus besar dibandingkan dengan saklar konvensional yang terdiri dari kombinasi saklar pisau dan sekring, iasecara luas dipergunakan sebagai pemutus daya untuk panel distribusi dan control dari peralatan listrik pada suatu bangunan, mesin industri dan sebagainya.

Pemutus daya untuk tegangan rendah, (600 volt atau kurang) dibuat dengan merek: Moulded Case Circuit Breaker, Fuse Free Breaker, dan No Guse Breaker. Pemtuus daya dapat dikelompokkan sebagai tipe elektromagnetik termal dan tipe elektromagnetik penuh. Rating arus nominal MCCB (dalam ampere) adalah sebagai berikut : 10; 15; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 75; 100; 125; 150; 175; 200; 225; 250; 300; 350; 400; 500; 600; 700; 800 A. Contoh karakteristik arus-waktu dari sebuah MCCB ditunjukkan pada Gambar II.2.

Gambar II.2.. Karakteristik arus-waktu MCCB

II.2.2.2. Thermal Overload Relay

Thermal Overload Relay (TOR) digunakan untuk mengamankan motor listrik terhadap beban lebih. Rele ini bekerja berdasarkan efek thermal dari arus listrik. Jika arus yang mengalir dalam TOR ini melebihi nilai setelannya akan terjadi pemutusan yang waktunya tergantung kepada arus. Makin besar arus ini, makin singkat waktu pemutusannya. Pemutusan diperlambat secara thermis, misalnya dengan menggunakan elemen dwilogam. Elemen-elemen dwilogam tersebut dipasang di dalam TOR. Kalau arus melalui TOR ini terlalu besar, elemen-elemen tersebut akan menjadi bengkok sehingga saklarnya akan membuka.

Elemen-elemen dwilogam ini dapat dipanaskan secara langsung atau secara tidak langsung. Pada pemanasan langsung arus mengalir melalui elemen dwilogam sedangkan pada pemanasan tidak langsung arus mengalir melalui kawat tahanan yang dililitkan pada elemen dwilogam. Cara yang terakhir ini digunakan untuk arus-arus kecil. Wiring diagram thermal overload relay ditunjukkan pada Gambar II.3.

Gambar. II.3. Wiring diagram thermal overload relay

II.3. KOMPONEN KENDALI

Terdiri dari:

a. Magnetic Contactor b. Relay kendali

c. Time Delay Relay (timer) d. Berbagai macam switch:

 Push-button switch,

 Pressure switch,

 Flow switch,

 Level switch,

 Proximity switch, limit switch, dan lain-lain.

II.3.1. Magnetic Contactor dan Rele Kontrol

Magnetic Contactor dapat dipergunakan pada rangkaian:

 Pengasutan

 Pengereman

Magnetic contactor mempunyai kemampuan untuk pengsaklaran arus lebih seperti arus asut motor, tetapi tidak mempunyai kemampuan untuk memutus arus abnormal seperti dalam hal hubung singkat motor. Alat lain yang mempunyai prinsip kerja dan kegunaan yang hamper sama adalah rele control. Bedanya rele control digunakan untuk arus kecil. Wiring diagram magnetic contactor dan rele control masing-masing ditunjukkan pada Gambar II.4 dan II.5.a.

Gambar II.4. wiring diagram magnetic contactor

Dengan menggunakan magnetic contactor:

 Memungkinkan beberapa operasi motor listrik atau peralatan listrik lainnya dilaksanakan dari satu atau lebih tempat,

 Rangkaian control dapat diinterlock untuk mencegah kesalahan dan bahaya operasi,

 Peralatan control dapat dipasang pada tempat yang jauh,

 Kontrol otomatis dan semi otomatis dapat dilakukan

Untuk memberikan informasi yang berhubungan dengan penggunaan magnetic contactor yang sesuai untuk berbagai macam dan jenis ekerjaan untuk beban resistif maupun motor listrik dapat diketahui dari Utilization

category yang terdapat pada catalog yang diterbitkan oleh pabrik pembuat magnetic contactor tersebut. Utilization category yang dimaksud adalah: AC 1 : Non inductive loads (resistive load)

AC 2 : Startong, plugging (slip ring motor) AC 3 : Starting, stopping (squirrel cage motor)

AC 4 : Starting, plugging, inching (squirrel cage motor)

Utilization category AC 3 merupakan kategori untuk standard duty sedangkan AC 2, dan AC 4 merupakan category heavy duty. Disamping itu, hal ini yang menjadi dasar dari pemilihan magnetic contactor antara lain adalah:

 Rated operating current (Ie)

 Tegangan nominal kumparan

 Jumlah auxiliary contact

II.3.2 .Time Delay Relay

Prinsip kerja dan kegunaan dari time delay relay mirip rele kontrol, bedanya kontak-kontak time deay reay tidak langsung bekerja ketika kumparannya diberi tegangan melainkan tertunda kerjanya sesuai dengan setelan waktunya. Wiring diagram time delay relay ditunjukkan pada Gambar II.5.b.

II.4. Gangguan - Gangguan Yang Terjadi Terhadap Sistem

Proteksi Pada Motor Induksi Tiga Phasa

Pada prinsipnya setiap peralatan, baik peralatan mekanis, elektris dan lain sebagainya tidak akan luput dari gangguan. Khusunya pada peralatan eletris, seperti motor-notor listrik, generator, jaringan transmisi distribusi, manusia selalu berusaha mengamankan peralatan tersebut dari gangguan. Ini disebabkan karena peralatan itu sendiri mempunyai harga yang mahal.

Makin mahal suatu peralatan, maka pengaman yang dilakukan juga semakin banyak, demi menjaga peralatan tersebut dari kerusakan terutama pada peralatan-peralatan fital penggunaannya. Oleh karena itu selalu dibutuhkan suatu peralatan pengaman yang jauh lebih baik dari yang telah ada. Jalan pemikiran ini juga berhubungan dengan teloah semakin berkembangnya peralatan elektronik yang digunakan pada perelatan elektrik, sehingga pada perbedaan yang timbul antara bidang elektronik dengan bidang listrik yang semakin sempit, bahkan telah berbaur sama sekali.

Dibawah ini akan diuraikan beberapa gangguan yang terdapat khusus pada motor induksi tiga phasa, serta dapatlah ditentukan jenis proteksi apa yang

digunakan pada motor tersebut sebagai pengaman. Dengan demikian diharapkan motor tidak akan mengalami kerusakan.

II.4.1. Gangguan Beban Lebih

Gangguan ini dapat terjadi, disebabkan oleh pembebanan yang berlebihan pda poros motor. Pembebanan yang berlebihan disini, dimakdudkan adalah pembebanan yang dilakukan pada motor melebihi kemampuannya. Seperti kita ketahui, suatu motor listrk, dalam pembuatannya telah direncanakan sedemikian rupa untuk bekerja pada batas-batas yang telah ditentukan seperti tegangan arus dan dayanya. Besaran-besaran ini dikenal dengan teraan (rating) dari motor.

Dengan bekerjanya motor pada beban lebih, berarti motor harus memberikan daya pada beban melebihi dari daya mempunya sendiri. Dan keadaan ini sama dengan semakin besarnya motor menarik arus dari jala-jala / sumber daya listrik, melebihi dari rating arusnya. Rating arus ini sebanding dengan penampang konduktor yang digunakan pada kumparannya. Jadi, bila kapasitas arus yang telah ditentukan pada konduktor dilampaui, maka akan dapat mengakibatkan kerusakan pada kumparan motor.

Pada motor-motor kenaikan dari arus ratingnya ini juga dapat menimbulkan panas yang berlebihan pada kumparannya. Ini berhubungan erat dengan daya tahan panas isolasi kumparan. Oleh sebab itu, pada motor-motor besar, disamping pengaman yang dilakukan pada arus lebih, juga dilakukan pada panas yang ditimbulkan.

II.4.1.1. Proteksi Beban Lebih

Biasanya, untuk mengamankan motor induksi yang bekerja dibawah tegangan 1000 Volt AC dari beban lebih, digunakan bimetal over load protection (Proteksi beban lebih bentuk bimetal).

Proteksi ini bekerja karena adanya panas yang disebabkan oleh beban lebih. Seperti kita ketahui yang dimaksud dengan beban lebih adalah arus yang mengalir pada motor melebihi dari harga nominalnya. Jadi bimetal relay mendapt pana lngsung dari arus tersebut dan ini dapat distel pada range tertentu. Penyetelan ada yang dapat secara otomatis atau secara manual. Pada motor-motor besar biasanya relay ini dihubungkan dengan kumparan sekunder dari trafo arusnya.

II.4.1.2. Gangguan Salah Satu Phasanya Terputus

Gangguan seperti ini biasanya jarang terjadi bila perawatan suplaynya dilakkan dengan baik. Namun dalam keadaan cuaca buruk seperti badai, hujan, salju, angin kencang dan sebagainy, kemungkinan timbulnya gangguan akan semakin besar. Sebab keadan cuaca seperti di atas dapat menimbulkan terputusnya salah satu phasa. Akibat salah satu phasanya terputus, arus pada phasa lainnya akan naik menjadi 3 kali. Kenaikan arus ini dapat merusak isolasi kumparan, karena suatu isolasi mempunyai batas arus tertentu. Lewat batas yang ditentukan maka kemungkinan isolasi akan menjadi kontak satu sama lainnya. Bila ini terjadi akan menyebabkan hubungan singkat pada kumparan.

II.4.1.3 Proteksi Gangguan Bila Salah Satu Phasanya Terputus

Proteksi ini dimaksudkan untuk mengamankan motor dari kerusakan apabila suatu motor induksi tiga phasa sedang bekerja, salah satu phasanya putus. Keadaan ini menimbulkan suatu ketidak seimbangan phasa karena daya yang disuplay ke motor hanya ada dua kumparan, ini akan mengakibatkan panas yang cukup besar pada motor.

Terputusnya salah satu phasa pada motor induksi tiga phasa yng sedang berputar akan mengakibatkan arus pada statornya menjadi tidak seimbang dan menimbulkan panas yang berlebihan pada motor. Untuk motor-motor ukuran kecil, hal ini tidak menjadi masalah dan pengamannya cukup menggunakan relay thermal. Berbeda halnya dengan motor-motor besar (50 HP keatas), keadaan ini dapat merusak isolasi pada kumparan motor akibat panas yang ditimbulkan oleh kejadian diatas cukup tinggi. Oleh sebab itu, terputusnya salah satu phasa pada motor induksi tiga phasa yang sedang bekerja perlu proteksi.

Selama salah satu phasanya terputus besar arus pada phasa yang tidak terganggu akan naik menjadi 3 kali. Kenaikan arus ini kan menimbulkan panas pada motor serta ketidak seimbangan pada arus rotor, sehingga pada stator muncul arus negatif. Komponen arus ini menimbulkan medan putar yang baru, yang arahnya berlawanan dengan medan putar utamanya.

Dengan demikian ada dua komponen arus dengan frekwensi yang berbeda, diinduksikan ke body motor dan konduktor rotor. Untuk mengatasi hal ini, maka motor harus dilengkapi dengan proteksi arus negatif (negatif sequence current protection)

II.4.2. Gangguan Hubungan Singkat

Gangguan hubungan singkat disini dimaksudkan adalah terjadi hubungan singkat antara kumparan. Gangguan ini dapat terjadi karena kerusakan isolasi pada kumparan. Seperti yang telah diuraikan diatas akibat salah satu phasanya terputus maka pada phasa yang sehat, terjadi kenaikan arus sebesar 3 kali. Dan ini dapat mengakibatkan tembusnya isolasi sehingga fungsi sebagai konduktor yang akan menghubungkan satu kumparan dengan kumparan lainnya. Hal ini karena isolasi menerima panas yang berlebihan, akibat beban lebih panas ini akan merubah sifat kimia dari isolasi, yang tadi padat berubah menjadi cair. Panas ini juga dapat menimbulkan hubungan singkat pda kumparan. Gangguan hubungan singkat akan menimbulkan arus yang besar pada konduktor kumparan yang dapat merusak kumparan tersebut.

Oleh sebab itu pada motor-motor listrik umumnya dan pada motor induksi khusunya, gangguan ini harus dicegah sedemikian rupa sehingga tidak membahayakan atau menimbulkan kerusakan pada motor.

II.4.2.1. Proteksi Gangguan Hubungan Singkat

Alat proteksi ini dihubungkan pada motor, pada masing-masing phasany antara feeder dengan motor. Kadang-kadang untuk mendapatkan keandalan yang lebih tinggi. Proteksi hubungan singkat ini di koordinasikan dengan suatu proteksi beban lebih. Range arus pada proteksi beban lebih ini biasanya di stel antara 1,5 sampai dengan 10 kali arus rating (untuk sesaat), dapat dikategorikan sebagai arus hubungan singkat dan ini diproteksi oleh arus hubungan singkat.

Untuk proteksi arus hubungan singkat, dapat dipilih satu dari beberapa bentuk dibawah ini, yaitu :

1. HRC (High Repturing Capacity) fuse

2. Relay hubung singkat yang dikombinasikan dengan CB (Circuit Breaker). 3. Setting over current relay yang bekerja seketika untuk membuka Circuit

Breaker.

Dari ketiga jenis diatas, pengguanaan HRC fuse sebagai proteksi. Dan ini akan memperoleh penggunaan circuit breaker yang ekonomis, karena hanya membutuhkan kapasitas daya yang rendah.

BAB III

DASAR TEORI

III.1. Pengertian dari Sistem Proteksi

Proteksi adalah alat yang berfungsi untuk mengamankan suatu peralatan dari kerusakan akibat adanya gangguan. Beberapa gangguan yang terdapat pada motor induksi tiga phasa antara lain :

1.Gangguan Beban Lebih 2.Gangguan Hubungan Singkat

3.Gangguan Phasa ke Phasa, dan Lain-lain

Dengan mengetahui jenis-jenis gangguan tersebut dapatlah ditentukan jenis proteksi yang akan digunakan untuk mengamankan motor induksi dari gangguan di atas. Di samping itu jenis proteksi pada motor juga tergantung pada switchgear yang digunakan untuk kontrolnya seperti start, stop, variasi putaran dan lain-lain.

Secara umum proteksi utama motor-motor listrik adalah :

1.Proteksi beban lebih menimbulkan panas (thermal over load protection) 2.Proteksi arus hubungan singkat (short circuitprotection)

Dan alat proteksi yang terdapat pada switchgear yang digunakan untuk kontaktor motor adalah :

1. Kontaktor stster dengan HRC (High Repturing Capasity) fuse dan thermal over load relay.

Perbedaan keduanya adalah hanya kontaktor dan sekering (fuse), biasanya digunakan untuk proteksi motor yang berkapasitas 100 volt. Sedangkan pemutus daya (circuit breaker) digunakan untuk proteksi listrik yang besar dengan kapasitas sekitar 1500 Hp dan rating tegangan 3 KV.

Selain itu umumnya kontaktor digunakan untuk membatasi arus yang mengalir sekitar 6 kali arus rating. Rating arus adalah besar arus yang harganya sedikit lebih tinggi dari arus beban penuhnya. Dari circuit breaker yang digunakan dapat berupa jenis pemutus dengan osolasi udara atau pemutus daya jenis isolasi minyak (oil break type). Namun yang umum digunakan adalah pemutus daya jenis isolasi minyak (oil break circuit breaker). Selain proteksi di atas, motor-motor induksi 3 phasa kadang juga dilengkapi dengan proteksi akibat variasi tegangan. Dalam memilih proteksi motor-motor tersebut haruslah memenuhi kriteria, sederhana, peka, dan ekonomis serta proteksi tidak akan bekerja selama start dan batas beban lebih yang diizinkan.

Pemilihan proteksi dapat ditinjau dari beberapa hal, diantaranya : 1. Ukuran motor seperti rating arus, rating tegangan, dan dayanya. 2. Jenis motor apakah rotor sangkar atau rotor belitan.

3. Jenis starter yang seperti switchgear atau control. 4. Harga motor dan biaya operasinya.

III.1.1. Syarat Relay Pengaman

Relay adalah suatu peralatan listrik yang befungsi untuk melindungi, memutuskan atau menghubungkan satu rangkaian listrik dengan rangkaian listrik lainnya, yang bekerja secara otomatis dan dapat dipakai sebagai kontrol jarak jauh.

Relay akan bekerja apabila ada besaran listrik yang mengalir melalui peralatan tersebut. Besaran-besaran yang bukan besaran listrik dirubah dulu menjadi besaran listrik. Relay mempunyai kontak-kontak normal membuka (normally open) dan normal menutup (normally close). Setiap sistem pengaman berfungsi untuk mengisolir bagian yang terganggu. Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan, maka dibutuhkan beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, antara lain :

1. Keandalan (Reability)

Suatu relay pengaman dirancang untuk mendapatkan beroperasi pada setiap terjadi gangguan dan dapat diandalkan. Relay pengaman pada umumnya lebih banyak dalam keadan tidak bekerja. Oleh karena itu untuk mendapatkan keandalan yang tinggi dari suatu relay pengaman, maka perlu diadakan pengujian kembali pada saat-saat tertentu agar relay dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan.

2. Selektif (Selectivity)

Selektif suatu relay pengaman adalah kemampuan untuk menentukan titik mana yang terjadi gangguan, sehingga dapat dengan tepat memerintahkan pemutus beban yang mana harus agar daerah yang terganggu dapat dialokasikan.

3. Ketepatan Operasi

Peroteksi dapat bekerja cepat bila adanya gangguan didaerah pengamannya. Mengisolasi bagian yang terganggu dimaksudkan agar mempercepat beroperasinya kembali sistem pada keadaan normal dan mengurangi kemungkinan kerusakan peralatan-peralatan pada istem tersebut. Waktu yang diperlukan untuk mengisolasi bagian sistem yang terganggu dari sistem keseluruhan adalah penjumlahan waktu kerja alat pengaman daya (CB). Waktu kerja alat pengaman adalah waktu sejak terjadinya gangguan sampai saat menutupnya kontak pada rangkaian pemutus, sehingga waktu pelepasan pemutus daya adalah waktu sejak, pemutus kontak pada rangkaian pemutus sampai saat terbukanya pemutus daya.

4. Ekonomis

Relay yang dipergunakan sesederhana mungkin untuk mengurangi biaya, karena semakin banyak pengaman yang digunakan pada sistem tenaga listrik akan menyebabkan semakin besarnya biaya. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan pengaman secukupnya agar ekonomis, tetapi tidak mengabaikan faktor-faktor keandalan, kepekaan dan selektif relay tersebut.

III.1.2. Macam-macam Relay Pengaman

III.1.2.1. Relay Elektromagnetis

Pengaman magnetis adalah suatu sistem pengaman yang digunakan untuk mengamankan suatu kesalahan dan memutuskan bagian yang hanya mengalami kesalahan, terutama yang diakibatkan oleh kesalahan arus lebih (hubungan singkat).

Relay elektro magnetis digolongkan menjadi 2 (dua), yaitu :

a. Relay elektro magnetis primer, pada alat ini arus utama mengalir langsung pada lilitannya.

b. Relay elektro magnetis sekunder, pada alat ini arus utama mengalir dari transformator sekunder menuju relay.

Pengaman magnetis juga dapat diatur dalam daerah kerja tertentu, tetapi daerah pengaturannya lebih sempit bila dibandingkan dengan pengaman bimetal, ini dapat dilihat pada gambar III.1. dibawah ini

Gambar III.1. Relay Elektromagnetik

III.1.2.2. Relay Waktu

relay waktu atau disebut juga dengan timer bekerja secara elektromagnetik yang digunakan untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian sesuai dengan setting waktu yang telah ditentukan.

a. ON Delay

Timer jenis ini jika koilnya diberi tegangan, maka kontak-kontaknya akan bekerja dengan lambat sesuai dengan waktu yang telah kita setting dan jika sumber tegangan diputuskan maka kontak-kontaknya akan kembali ke posisi semula dengan cepat. Timer jenis ini disebut juga relay tunda dengan operasi lambat.

b. OFF Delay

Untuk jenis ini bila koilnya diberi tegangan, maka kontak-kontaknya langsung bekerja tanpa penundaan waktu, tetapi jika tegangan diputuskan maka kontak-kontaknya akan bekerja dengan lambat sesuai waktu yang telah kita setting. Timer jenis ini disebut dengan operasi cepat.

III.1.2.3. Relay Panas (Relay Thermal)

Relay ini bekerja berdasarkan panas (temperatur) yang ditimbulkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal. Dari sifat pelengkungan bimetal akibat panas yang ditimbulkan, bimetal ini akan menggerakkan kontak-kontak mekanis pemutus rangkaian listrik.

Bentuk konstruksi dari relay thermal dapat dilihat pada gambar III.2. dibawah ini.

Gambar III.2. Bentuk Konstruksi Relay Thermal Keterangan : 1. Reset Mekanis

2. Pengatur Batas Arus 3. Bimetal

4. Pegas Kontak 5. Pendorong Kontak 6. Kontak

Fungsi bagian-bagian dari relay thermal yaitu :

1. Reset mekanis fungsinya untuk membalikkan kedudukan kontak pada posisi semula dan pengaturan batas arus strip bila terjadi beban lebih.

2. Arus setting (batas arus) sebagai suatu fungsi dari harga arus pada pemanas arus atau relay.

3. Bimetal fungsinya untuk menggerakkan kontak-kontak mekanis pada pemutus rangkaian listrik akibat panas yang disebabkan oleh arus yang mengalir melalui elemen-elemen pemanas bimetal.

4. Pegas kontak fungsinya untuk mengembalikan kedudukan semula dari pendorong kontak setelah terjadinya pembebanan lebih.

5. Pendorong kontak fungsinya untuk menghubungkan kontak-kontak akibat dari pelengkungan bimetal setelah terjadi pembebanan lebih.

6. Kontak fungsinya untuk mengalirkan arus yang masuk dan arus yang keluar.

III.1.3. Sekring (Fuse)

Sekering (pengaman lebur) terbuat dari kawat perak, timah, tembaga serta kombinasi yang sifatnya isolatif dan sebagai pemutus hubungan. Sekering akan bekerja apabila terjadi arus lebih pada hubungan singkat, bekerja dengan cara mekebur apabila arus yang melaluinya melebihi standarisasi (titik leburnya).

Khusus sekering HRC (High Repturing Capacity) yang mempunyai kelas kerja gL dapat digunakan untuk melindungi rangkaian motor dimana beban lebih pada waktu yang pendek dapat diterima, seperti terlihat pada gambar III. 3. dibawah ini.

Waktu yang diperlukan suatu sekering untuk putus dapat digambarkan seperti pada gambar III. 4. dibawah ini.

Gambar : III.4. Karakteristik Waktu Terhadap Arus

Waktu kerja suatu sekering sangat tergantung pada bahannya, dengan bahan yang berbeda maka toleransinyapun akan berbeda. Keuntungan dari penggunaan sekering adalah dapat menghantarkan arus tanpa menimbulkan panas yang berlebihan.

III.1.4. Kontaktor Magnet

Kontaktor magnet adalah saklar yang digerakkan dengan gaya kemagnetan. Sebuah kontaktor magnet harus tahan dan mampu dalam mengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal adalah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Sebuah kontaktor kumparan magnetnya dapat direncanakan untuk arus searah ataupun arus bolak-balik. Kontaktor arus bolak-balik pada inti magnetnya dipasang cincin hubung bsingkat yang gunanya untuk menjaga arus kemagnetan yang kontinyu sehingga kontaktor tersebut dapat bekerja dengan normal. Untuk lebih jelasnya

bagaimana bentuk dan bagian-bagian utama dari kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar III. 5. dibawah ini.

Gambar : III.5. Bagian-bagian dari kontaktor magnet Keterangan : 1. Kontak utama yang diam

2. Kontak utama yang bergerak 3. Kumparan magnet

4. Inti magnet 5. Jangkar

Adapun fungsi bagian-bagian utama dari kontaktor magnet adalah : 1. Kontak utama yang diam

Kontak utama yang diam atau normally open (NO) yaitu kontak yang akan menutup jika pada terminal kumparan magnet mendapat tegangan.

2. Kontak utama yang bergerak

Kontak utama yang bergerak atau normally close (NC) yaitu kontak yang bergerak membuka apabila pada kumparan magnetnya mendapat tegangan. 3. Kumparan magnet

Kumparan magnet merupakan kumparan yang terdapat pada inti besi yang diam, apabila diberi tegangan akan timbul gerak gaya magnet.

4. Inti magnet 5. Jangkar

Kontaktor magnet akan bekerja normal bila tegangannya mencapai 85% dari tegangan kerja, bila tegangan kerja turun maka kontaktor akan bergetar.

Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan tegangan arusnya. Biasanya pada kontaktor terdapat beberapa kontak kontrol normal membuka (NO) dan normal menutup (NC).

Fungsi kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu untuk rangkaian kontrol dapat dilihat pada gambar II. 6. dibawah ini.

Gambar : III.6. Simbol dari Kontak-kontak

A2

1 1

A1

11 1 3 5 13

Keterangan :

11,12, : Kontak-kontak Bantu NC 1 , 2 : Kontak-kontak Bantu NO 13,14 : Kabel Penghubung

3 , 4 : Kabel Penghubung 5 , 6 : Kabel Penghubung

A1 dan A2 : Konektor - konektor kumparan magnet.

Kontak bantu kontaktor adalah sama dengan kontak utamanya, baik cara kerja maupun prinsipnya. Namun pada pemakaiannya kontak Bantu digunakan pada rangkaian utama ( daya ) untuk menghubungkan motor ke jala-jala. Sedangkan kontak bantu digunakan pada rangkaian control.

Sebuah kontaktor harus tahan dan mampu dalam mengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal adalah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Dengan demikian, tegangan terlalu tinggi pada kumparan kontaktor mengakibatkan berkurangnya umur atau sering merusakkan kumparan,dan tegangan yang terlalu rendah menyebabkan tekanan antara kontak-kontak dari kontaktor menjadi berkurang sehingga dapat menimbulkan bunga api pada permulaannya yang dapat merusak kontak-kontak. Kumparan kontaktor memiliki teloransi tegangan normal dari 85% samai 100% sehingga kumparan magnetnya dapat direncanakan untuk arus searah atau arus bolak-balik.

Rangkaian dasar menggunakan kontaktor magnet dapat dilihat pada gambar II.7. dibawah ini.

Gambar III.7. Rangkaian Dasar Menggunakan Kontaktor Magnet Alat-Alat

1. Fuse : 1 buah

2. Push Button : 1 buah 3. Kontaktor Magnet : 1 buah 4. Thermal Over Load : 1 buah 5. Lampu Pijar : 2 buah

6. Kabel Penghubung

FUSE

OFF

ON

NO NO NC

III.1.5. Push Button (Saklar Tekan)

Push Button atau sering juga disebut dengan kontak tekan adalah merupakan saklar yang sering dipergunakan dalam pengontrolan motor-motor listrik dengan mempergunakan relay dan kontaktor magnetik. Push Button ON, NC dan kombinasi NO dan NC sering dijumpai dalam rangkaian kontrol suatu motor listrik yang mempergunakan relay dan kontaktor magnetik. Push Button ini dioperasikan dengan manual dengan menekan tombol operasinya. Dapat dilihat pada gambar III. 8. dibawah ini.

Gambar.III.8. Push Button

Adapun penggolongan jenis-jenis Push Button dibagi atas 4 bagian antara lain: a. Push Button ON

b. Push Button OFF c. Push Button ON-OFF d. Push Button ON-OFF-ON

Keempat jenis ini sering dipergunakan dalam kontrol motor listrik yang dikombinasikan dengan kontak bantu relay maupun kontaktor magnetik. Push Button type ON identik dengan kontak bantu NO dari kontaktor. Push Button type OFF identik dengan gabungan kontak NO dan NC dari pada kontaktor.

Push Button ini dioperasikan secara manual dengan menekan tombol operasinya. Selama tombol operasi tersebut tetap ditekan maka tombolnya akan tetap bekerja, tetapi bila tombol operasi dilepas maka tombolnya akan kembali pada posisi normalnya. Berikut ini diperlihatkan Push Button type ON dan type OFF pada gambar III. 9a dan 9b. dibawah ini :

Gambar .III.9.a. Push Button Type ON

G

B. Pengertian Motor Induksi Tiga Phasa

Motor induksi tiga phasa beroperasi berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, sesuai dengan konstruksinya maka motor ini terdiri dari dua bagian, yaitu Stator dan Rotor. Bagian yang diam (stator) dihubungkan dengan sumber daya 3 phasa, sedangkan bagian berputar (rotor) memperoleh tegangan berdasarkan induksi dari statornya.

Demikian halnya dengan motor induksi, kumparan statornya sama dengan mesin sinkron. Sedangkan kumparan rotornya dapat berupa rotor belitan dan rotor sangkar (Squirrel Cage Rotor) seperti yang di perlihatkan oleh gambar II. 10. dibawah ini.

Gambar .III.10. Bagian Utama Motor Induksi

Motor induksi rotor belitan mempunyai rotor yang terdiri dari belitan-belitan kumparan yang di hubungkan 3 phasa dengan jumlah kutub yang sama dengan jumlah kutub pada statornya. Pada motor ini penambahan tahanan luar pada kumparannya dapat dilakukan karena ujung-ujung kumparannya dalam keadaan terbuka, yang dihubungkan melalui suatu bagian yang tertutup.

III.2.1. Prinsip Medan Putar

Perputaran motor pada mesin-mesin arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini terjadi apabila kumparan stator dihubungkan dalam phasa banyak, umumnya phasa 3. hubungan dapat berupa hubungan Y atau hubungan delta. Disini akan dijelaskan bagaimana terjadinya medan putar itu. Perhatikan gambar-gambar dibawah ini :

Gambar : III.11. Medan Putar pada Kumparan Stator

Misalkan kumparan a-a; b-b; c-c dihubungkan 3 phasa, dengan masing-masing berbeda phasa 1200 (lihat Gbr. a) dan dilari arus sinusiodal. Distribusi arus-arus ia, ib, ic sebagai fungsi waktu adalah seperti Gbr. (b).

pada keadaan t1, t2, t3 dan t4 fluksi resultan yang timbul oleh

kumparan-kumparan tersebut adalah seperti Gbr. (c), (d), (e) dan (f) masing-masing, dimana pada t1 fluksi resultan mempunyai arah yang sama terhadap arah fluksi yang

dihasilkan oleh kumparan a-a, sedangkan pada t2, fluksi resultannya mempunyai

arah yang sama terhadap arah fluksi yang dihasilkan oleh kumparan c-c dan t3

sama dengan fluksi yang dihasilkan oleh kumparan b-b. untuk t4, fluksi

resultannya adalah berlawanan arahnya dengan fluksi resultan yang dihasilkan pada saat t1. dari gambar-gambar (c), (daerah), (e) dan (f) tersebut terlihat bahwa

fluksi resultan berjalan (berputar), sehingga untuk satu cycle dari pada arus, fluksi resultan ini akan berputar satu kali.

III.2.2. Prinsip Kerja

Prinsip kerja motor induksi tiga phasa berdasarkan induksi elektromagnetis, yakni bila belitan/ kumparan stator diberi sumber tegangan bolak- balik tiga phasa maka arus akan mengalir pada kumparan tersebut, menimbulkan medan putar (garis - garis gaya fluks)yang berputar dengan kecepatan sinkron dan akan mengikuti persamaan :

rpm p

f N_s120

dimana :

Ns : Kecepatan Medan Putar Stator f : frekuensi

p : Banyaknya kutub

garis – garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan memotong penghantar – penghantar rotor sehingga pada penghantar – penghantar tersebut timbul Elektro Motor Forces (EMF) atau tagangan induksi.

Berhubung kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup maka pada kumparan tersebut mengalir arus. Arus yang mengalir pada penghantar rotor yang berada dalam medan magnit berputar dari stator, maka pada penghantar rotor tersebut timbul gaya – gaya yang berpasangan dan berlawanan arah, gaya tersebut menimbulkan torsi yang cenderung memutar rotornya, rotor akan berputar dengan kecepatan putar (nr) mengikuti putaran medan putar stator (ns). bila torsi yang

dibangkitkan lebih besar dari torsi beban maka rotor akan berputar ( TSt > TL )

BAB IV

HASIL PERCOBAAN

IV.1. Hasil Percobaan

Dalam pelaksanaan Percobaan di laboratorium Teknik Tenaga Listrik PTKI Medan, khususnya dalam bidang sistem proteksi pada motor induksi tiga phasa. Penulis mendapat data-data yang berkaitan dengan judul karya akhir.

Adapun data-data teknis peralatan yang berkaitan dalam hal ini adalah : 1. Motor induksi tiga phasa

- Merek : Matshuhita Electric Industrial Co.Ltd

- Tegangan : 380 Volt

- Out Put : 7,46 KW

- Putaran : 1445 RPM

- Phasa : 3 Ø

- Pole : 4

- AMB Temp. : 400C - Temp. Rise : 700C 2. Over Load

- Type : TH - 20

- Ampere : 20

- Kode : 805

3. Kontaktor Magnet

- Merek : Mitshubhisi S – N12

- Regulasi Tegangan :  2,5% (tegangan rata-rata)

- Sirkuit Tenaga : Setengah gelombang terkontrol SCR - Batas : 173 – 250 Volt AC

- Frekwensi : 45 Hz – 65 Hz - Current Rating : 20 Amper

- Panjang : 180 mm

- Lebar : 200 mm

- Tinggi : 30 mm (komponen tertinggi)

- Berat : 300 gram

4. Sekring (Fuse) : 1 buah

IV.2. Keadaan Terpasang sistem proteksi pada motor induksi tiga

phasa

Suatu sistem pengaman pada motor terdiri dari beberapa komponen yang membentuk suatu konfigurasi, dimana masing-masing komponen sistem mempunyai hubungan timbal balik yang bekerja satu sama lainnya untuk mendapatkan hasil yang diharapkan.

Pada prinsipnya relay dirancang untuk memberikan perlindungan terhadap motor dari kerusakan akibat hal-hal yang tidak diinginkan. Relay juga dirancang mampu untuk menentukan pada titik mana yang terjadi gangguan dan dengan

cepat memutuskan beban mana yang harus bekerja dan yang tidak agar daerah yang terganggua dapat dilokalosir.

Untuk lebih jelasnya maka akan dijelaskan cara kerja dari masing-masing rangkaian pada skema rangkaian dari sistem proteksi (pengaman) pada motor induksi. Dapat dilihat pada gambar IV.1. dibawah ini.

2

1 3

5 4 7

8

9

10

Gambar : IV.1. Rangkaian sistem pengaman pada motor induksi 3 phasa M R S T FUSE OFF OVER LOAD O N

M NO

6

Keterangan Gambar : 1. Sekering (Fuse) 2. Tombol OFF 3. Tombol ON

4. Normally Open (NO) 5. Normally Close (NC) 6. Kontaktor Magnet 7. Koil

8. Kontak Over Load 9. Over Load

10. Motor Induksi

IV.3. Cara Kerja :

1. Tombol ON (3) ditekan, maka kontaktor magnet (6) akan mendapat daya dan kontak membuka NO (4) akan menutup seiring dengan kontak menutup NC (5) yang menjadi terbuka kontaknya akibat dari gaya kemagnetan yang terjadi. Lalu melewati koil (7) dan over load (9). Arus yang melewati kontak ovr load (8) akan menuju motor. Akibatnya motor (10) akan berputar karena adanya arus yang masuk.

2. Tombol OFF (2) ditekan maka sumber arus daya akan berhenti mengalir karena koil, megnet kontaktor (7) tidak mendapat sumber tegangan atau arus, akibatnya kontak membuka NO (4) yang sebelumnya menutup akan membuka kembali seiring dengan kontak menutup NC (5) yang sebelumnya terbuka menjadi menutup kembali. Akibatnya motor (10) akan berhenti berputar.

3. Apabila terjadi gangguan pada sistem rangkaian ataupun pada motor (10) maka dengan cepat over load (9) akan memutus hubugan arus yang menuju motor (10). Pemutusan ini terjadi karena bimetal yang ada didalam relay thermal (8) menjadi panas akibat arus yang berlebih, maka bimetal akan melengkung. Dengan melengkungnya bimetal tersebut akan mendorong pendorong kontak yang ada didalam relay thermal (8) tersebut, maka pendorong kontak akan dengan cepet memutuskan hubungan arus yang menuju motor (10), sehingga motor terhindar dari kerusakan yang fatal.

BAB V

KESIMPULAN

V.1. KESIMPULAN

1

.

Dari hasil percobaan yang dilakukan apabila terjadi gangguan pada rangkain ataupun pada motor induksi maka dengan cepat over load akan memutus arus yang menuju motor,ini terjdai karena bimetal yang ada dalam relay thermal menjadi panas akibat arus yang berlebih sehingga bimetal melengkung maka akan mendorong pendorong kontak yang ada didalam reley thermal sehingga dengan cepat memutuskan arus menuju motor.

2. Dari hasil percobaan yang dilakukan ternyata sistem proteksi pada motor induksi tiga phasa yang baik adalah dengan menggunakan over load relay sangat efektif dan efisien untuk pengaman motor induksi tiga phasa.

V.2. Saran

1.

Untuk menghindari kerusakan pada peralatan sebaiknya penngunaan pengaman lebih di tingkatkan.

2. Dalam hal perawatan motor dan peralatan lainnya hendaknya dilaksanakan secara kontiniu dan teratur.

DAFTAR PUSTAKA

1. William D. Stevenson, JR. Analisa Sistem Tenaga Listrik, Edisi Ke Empat, 1984

2. Sunil. S. Rao. Switchanger and Protection, Khanno Publiuser, 8 th Edition, New Delhi, 1986

3. Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit ITB, 1986

4. Dr,- Ing. K. T. Sirait dan Ir. Parouli Pakpahan, Proteksi Sistem tenaga, Bagian I

5. Ir. Mansyur, Msi, Diktat Teknik Tenaga Listrik, PTKI Medan

3. Kontaktor Magnet

- Merek : Mitshubhisi S – N12

- Regulasi Tegangan :  2,5% (tegangan rata-rata)

- Sirkuit Tenaga : Setengah gelombang terkontrol SCR - Batas : 173 – 250 Volt AC

- Frekwensi : 45 Hz – 65 Hz - Current Rating : 20 Amper

- Panjang : 180 mm

- Lebar : 200 mm

- Tinggi : 30 mm (komponen tertinggi)

- Berat : 300 gram

4. Sekring (Fuse) : 1 buah

IV.2. Keadaan Terpasang sistem proteksi pada motor induksi tiga

phasa

Suatu sistem pengaman pada motor terdiri dari beberapa komponen yang membentuk suatu konfigurasi, dimana masing-masing komponen sistem mempunyai hubungan timbal balik yang bekerja satu sama lainnya untuk mendapatkan hasil yang diharapkan.

cepat memutuskan beban mana yang harus bekerja dan yang tidak agar daerah yang terganggua dapat dilokalosir.

Untuk lebih jelasnya maka akan dijelaskan cara kerja dari masing-masing rangkaian pada skema rangkaian dari sistem proteksi (pengaman) pada motor induksi. Dapat dilihat pada gambar IV.1. dibawah ini.

2

1 3

5 4 7

8

9

10

Gambar : IV.1. Rangkaian sistem pengaman pada motor induksi 3 phasa M R S T FUSE OFF OVER LOAD O N

M NO

Keterangan Gambar : 1. Sekering (Fuse) 2. Tombol OFF 3. Tombol ON

4. Normally Open (NO) 5. Normally Close (NC) 6. Kontaktor Magnet 7. Koil

8. Kontak Over Load 9. Over Load

10. Motor Induksi

IV.3. Cara Kerja :

1. Tombol ON (3) ditekan, maka kontaktor magnet (6) akan mendapat daya dan kontak membuka NO (4) akan menutup seiring dengan kontak menutup NC (5) yang menjadi terbuka kontaknya akibat dari gaya kemagnetan yang terjadi. Lalu melewati koil (7) dan over load (9). Arus yang melewati kontak ovr load (8) akan menuju motor. Akibatnya motor (10) akan berputar karena adanya arus yang masuk.

2. Tombol OFF (2) ditekan maka sumber arus daya akan berhenti mengalir karena koil, megnet kontaktor (7) tidak mendapat sumber tegangan atau arus,

3. Apabila terjadi gangguan pada sistem rangkaian ataupun pada motor (10) maka dengan cepat over load (9) akan memutus hubugan arus yang menuju motor (10). Pemutusan ini terjadi karena bimetal yang ada didalam relay thermal (8) menjadi panas akibat arus yang berlebih, maka bimetal akan melengkung. Dengan melengkungnya bimetal tersebut akan mendorong pendorong kontak yang ada didalam relay thermal (8) tersebut, maka pendorong kontak akan dengan cepet memutuskan hubungan arus yang menuju motor (10), sehingga motor terhindar dari kerusakan yang fatal.

BAB V

KESIMPULAN

V.1. KESIMPULAN

1

.

Dari hasil percobaan yang dilakukan apabila terjadi gangguan pada rangkain ataupun pada motor induksi maka dengan cepat over load akan memutus arus yang menuju motor,ini terjdai karena bimetal yang ada dalam relay thermal menjadi panas akibat arus yang berlebih sehingga bimetal melengkung maka akan mendorong pendorong kontak yang ada didalam reley thermal sehingga dengan cepat memutuskan arus menuju motor.

2. Dari hasil percobaan yang dilakukan ternyata sistem proteksi pada motor induksi tiga phasa yang baik adalah dengan menggunakan over load relay sangat efektif dan efisien untuk pengaman motor induksi tiga phasa.

V.2. Saran

1. Untuk menghindari kerusakan pada peralatan sebaiknya penngunaan pengaman

lebih di tingkatkan.

2. Dalam hal perawatan motor dan peralatan lainnya hendaknya dilaksanakan secara kontiniu dan teratur.

DAFTAR PUSTAKA

1. William D. Stevenson, JR. Analisa Sistem Tenaga Listrik, Edisi Ke Empat, 1984

2. Sunil. S. Rao. Switchanger and Protection, Khanno Publiuser, 8 th Edition, New Delhi, 1986

3. Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit ITB, 1986

4. Dr,- Ing. K. T. Sirait dan Ir. Parouli Pakpahan, Proteksi Sistem tenaga, Bagian I

5. Ir. Mansyur, Msi, Diktat Teknik Tenaga Listrik, PTKI Medan