Studi Sistem Kelistrikan Pada Pabrik Kelapa Sawit (Aplikasi PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran)

STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT (Aplikasi PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran)

O L E H

015203029 Mansen Saragih

PROGRAM D-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

KATA PENGANTAR

Pertama sekali penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan Karya Akhir ini. Karya Akhir ini adalah tugas akhir yang harus diselesaikan oleh setiap mahasiswa sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Karya Akhir ini adalah “ STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT “ (Aplikasi PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran).

Dalam penulisan Karya Akhir ini penulis banyak menemui kendala, namun berkat adanya bimbingan, saran-saran, nasehat dan bantuan moril maupun materil dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini dengan baik.

Maka pada kesempatan ini perkenankanlah penulis terlebih dahulu mengucapkan banyak terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

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

2. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT, selaku Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Ir.Rahmat Fauzi, MT, selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.

4. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan, selaku Koordinator Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Bapak Ir. Arman Sani,MT, selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukan dan arahan dalam menulis karya akhir ini. 6. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai Program Diploma IV Teknologi

Instrumentasi Pabrik.

7. Orang tua tercinta yang senantiasa memberikan semangat dan dukungan serta doa yang tulus kepada penulis.

8. Buat kakak dan adik penulis yang selalu mendukung dan memberikan motivasi kepada penulis.

9. Kepada teman-teman seperjuangan khususnya TIP ’01 yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari Karya Akhir ini. Semoga Karya Akhir ini ada manfaatnya bagi kita semua terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Maret 2008 Penulis

ABSTRAK

Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah sebuah perusahaan yang bergerak dibidang agroindustri pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Crude Palm Oil)

Mengingat bahwa pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran merupakan suatu pabrik yang membutuhkan daya listrik yang cukup besar dalam proses produksinya maka diperlukan suatu sumber energi listrik yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Untuk sumber tenaga listrik, pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan memiliki pembangkit sendiri berupa turbin uap dan diesel generator set.

Dalam pendistribusian daya dalam jumlah yang besar dan pembagiannya diperlukan sebuah panel yang berfungsi sebagai pengontrol daya listrik itu sendiri. Panel itu juga berfungsi untuk memudahkan operator dalam melakukan pengontrolan daya listrik yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ... iii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan Pembahasan ... 1

1.3 Batasan Masalah... 2

1.4 Metode Pembahasan... 2

1.5 Sistematika Pembahasan ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pusat Listrik Tenaga Uap ... 4

2.1.1 Instalasi Tenaga Uap ... 4

2.1.2 Komponen-komponen Utama PLTU ... 6

2.2 Sumber Energi Listrik ... 8

2.2.1 Generator Listrik ... 8

2.2.2 Mesin Diesel….. ... . 12

2.2.2.1 Cara Kerja Mesin Diesel….. ... 12

2.2.3 Ketel Uap ... 15

2.2.3.1 Pengertian Umum Ketel Uap ... 15

2.2.3.2 Klasifikasi Ketel Uap ... 16

2.2.3.3 Fungsi Ruang Bakar ... 17

2.2.3.4 Kontrol Kualitas Air Ketel……. ... 18

2.2.4 Turbin Uap ... 19

BAB III SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK DAN DISTRIBUSI ENERGI LISTRIK 3.1 Sistem Distribusi ... 25

3.2 Keandalan Sistem Distribusi ... 27

3.3 Peralatan Pada Panel Listrik. ... 27

3.4 Pengaman. ... 37

3.5 Pembagian Daya... 38

3.6 Gangguan. ... 43

3.7 Elemen Faktor dan Karakteristik Beban. ... 44

BAB IV SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT PT.PN III KEBUN SEI SILAU 4.1 Kapasitas Pembangkit ... 48

4.2 Pembagian Daya... 49

4.3 Jarak Beban Pada Pabrik ... 49

4.4 Jenis Penghantar Yang Digunakan ... 50

4.5 Analisa Kawat Penghantar. ... 51

4.6 Analisa Pengaman Yang Digunakan. ... 57

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ... 66 5.2. Saran ... 67 DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Instalasi Tenaga Listrik ... 5

Gambar 2.2 Komponen-komponen Utama PLTU ... 6

Gambar 2.3 Skema Prinsip Konstruksi Generator Listrik ... 10

Gambar 2.4 Prinsip Kerja Mesin Diesel 4 Langkah ... 14

Gambar 2.5 Ketel Pipa Api ... 16

Gambar 2.6 Ketel Pipa Air ... 17

Gambar 3.1 Sistem Penyaluran Tenaga Listrik... 26

Gambar 3.2 Simbol Terminal Kontak-kontak menurut Standar IEC. ... 29

Gambar 3.3 Konstruksi Dan simbol Tekan ON ... 31

Gambar 3.4 Konstruksi Dan Simbol Tekan OFF ... 32

Gambar 3.5 Konstruksi Relay Beban Lebih ... 33

Gambar 3.6 Tanda Terminal TDR ... 34

Gambar 3.7 Hubungan Lampu Indikator ... 34

Gambar 3.8 Alat Ukur Amperemeter ... 35

Gambar 3.9 Alat Ukur Voltmeter... 36

Gambar 3.10 Alat Ukur Wattmeter ... 36

Gambar 3.11 Alat Ukur Cosphimeter ... 37

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Air Umpan Boiler... 18

Tabel 2.2 Air Condensator. ... 18

Tabel 2.3 Air Boiler. ... 19

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Gambar One Line Diagram Panel Distribusi

ABSTRAK

Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah sebuah perusahaan yang bergerak dibidang agroindustri pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Crude Palm Oil)

Mengingat bahwa pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran merupakan suatu pabrik yang membutuhkan daya listrik yang cukup besar dalam proses produksinya maka diperlukan suatu sumber energi listrik yang dapat memenuhi kebutuhan tersebut. Untuk sumber tenaga listrik, pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan memiliki pembangkit sendiri berupa turbin uap dan diesel generator set.

Dalam pendistribusian daya dalam jumlah yang besar dan pembagiannya diperlukan sebuah panel yang berfungsi sebagai pengontrol daya listrik itu sendiri. Panel itu juga berfungsi untuk memudahkan operator dalam melakukan pengontrolan daya listrik yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Dewasa ini perkembangan teknologi maju begitu pesat diikuti tuntutan hasil produksi yang diinginkan konsumen yang harus memenuhi standart. Oleh karena itu peralatan yang dimiliki oleh suatu perusahaan harus dapat mengimbangi permintaan dari konsumen.

Pabrik Kelapa Sawit pada PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau sebagai pemroduksi CPO (Crude Palm Oil) yang berkembang dengan pesat harus membutuhkan daya listrik yang cukup besar pula dalam proses produksinya. Untuk sumber tenaga listrik tersebut pabrik tidak menggunakan suplly dari PLN, melainkan mempunyai pembangkit sendiri berupa turbin uap dan generator diesel.

Dalam pendistribusian daya dengan jumlah yang besar dan pembagiannya ke sub-sub bagian yang ada pada pabrik, maka diperlukan sebuah panel yang berfungsi sebagai pengontrol daya listrik itu sendiri. Panel itu sendiri juga berfungsi untuk melakukan pengontrolan daya listrik yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.

Berdasarkan hal tersebut maka penulis membuat laporan Karya Akhir yang diberi judul : ” STUDI SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT” (Aplikasi PT.Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran).

1.2 Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan pembahasan Karya Akhir ini adalah :

a. Untuk mengetahui sistem kelistrikan pada suatu industri khususnya pada PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran.

b.Dapat menyelaraskan hubungan antara teori dengan aplikasi sesungguhnya di lapangan.

c. Dapat mengetahui analisa kawat penghatar dan faktor lainnya. 1.3 Batasan Masalah

Mengingat cukup luasnya sistem kelistrikan pada Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran serta terbatasnya kemampuan dan pengetahuan penulis dalam pembahasannya, maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut :

a. Membahas pembangkit tenaga listrik yang terdapat pada pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran.

b. Membahas diameter penghantar ke sub-sub bagian pengolahan yang terdapat pada Pabrik Kelapa Sawit PT.

c. Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran. 1.4 Metode Pembahasan

Adanya metode yang diperlukan dalam pembahasan Karya Akhir ini adalah :

a. Studi Literatur

Melakukan pengumpulan data dan mencari data spesifikasi, serta mempelajari buku-buku referensi yang sesuai dengan penyusunan Karya Akhir ini dan studi kepustakaan.

b. Studi Lapangan

Melakukan pengamatan langsung dilapangan dalam pengumpulan data-data yang diperoleh pada penulisan Karya Akhir ini.

1.5 Sistematika Pembahasan

Untuk mempermudah pemahaman dan pembahasan penyusun membuat sistematika pembahasan dengan urutan sebagai berikut:

BAB 1. Pendahuluan

Pada bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan pembahasan, batasan masalah, metode pembahasan dan sistematika pembahahasan.

BAB II. Dasar Teori

Pada bab ini menjelaskan tentang Pusat Listrik Tenaga Uap, Instalasi Tenaga Uap, Pembangkit Uap Modern, Generator Listrik, Cara kerja mesin Diesel, Ketel Uap maupun Turbin Uap.

BAB III. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik Dan Distribusi Energi Listrik Pada bab ini menjelaskan tentang keandalan sistem distribusi, panel listrik, pembagian daya, elemen faktor dan kerakteristik beban.

BAB IV. Sistem Kelistrikan Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran

Pada bab ini menjelaskan tentang kapasitas pembangkit dan penggunaan jenis penghantar yang digunakan serta menganalisa pengaman.

BAB V. Penutup

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pusat Listrik Tenaga Uap

Pusat Listrik Tenaga Uap adalah pusat penyediaan tenaga listrik yang cara kerjanya difungsikan oleh uap. Daya yang dibangkitan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Uap ini sama dengan daya yang dibangkitkan oleh pembangkit-pembangkit lainnya seperti diesel, air, nuklir, dan lain-lain.

2.1.1 Instalasi Tenaga Uap

Siklus Rankine atau tenaga uap, merupakan siklus teoritis paling sederhana yang mempergunakan uap sebagai medium kerja sebagaimana diperlukan pada sebuah pusat listrik tenaga uap. Gambar 2.1 memperlihatkan skema Instalasi Tenaga Uap.

Secara ideal tekanan kondensor yang terendah dapat dicapai adalah tekanan jenuh sesuai dengan suhu terendah dari air pendingin atau udara yang dipakai sebagai penerima. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan air pendingin pada kondensor yang mempunyai suhu yang lebih rendah. Tetapi hal ini sangat terbatas, karena air pendingin yang dapat dipakai hanyalah apa yang tersedia, yaitu air laut, air sungai, atau air danau yang ada.

Dalam apa yang dinamakan siklus regeneratif sebagian dari energi yang berada dalam rangkaian panas dipertahankan beredar dalam rangkaian itu. Hal demikian dilakukan dengan misalnya memanaskan air yang keluar dari kondensor dengan uap yang dipinjan dari turbin, sebelum dimasukkan ke boiler.

Keterangan :

1 = Tangki reservoir air 2 = Keran air

3 = Pompa Air Pengisian Ketel

4 = Air Pengisian ketel masuk kedalam ketel

5 = Ketel Uap terdiri atas : ekonomiser, evaporator, superheater dan reheater 6 = Uap yang dipanaskan lanjut keluar dari ketel menuju turbin uap

7 = keran uap utama (main throttle valve) 8 = Turbin tekanan tinggi (high pressure turbine) 9 = Uap lepas turbin tekanan tinggi menuju reheater 10 = Reheater atau pemanas ulang uap

11 = Uap yang dipanaskan lanjut menuju ke turbin tekanan rendah 12 = Turbin tekanan rendah (low pressure turbine)

13 = Generator Listrik

14 = Uap kenyang campur embun air menuju ke kondensor 15 = Kondensor

16 = Air pendingin kondensor 17 = Air kondensat

18 = Pompa kondensat 19 = Supply bahan bakar

Gambar 2.1 Skema Instalasi Tenaga Listrik 12

8 13

10

19 5

4 4

2 18

17 15

16 16 14

11 9

9 6

7

ik

4 3

11 5

6

7 9

8

P Q1

2 1

10

Q2 Q3

P

P

Air Pendingin

2.1.2 Komponen-komponen Utama PLTU

Struktur dasar dan komponen-komponen utama pada pusat listrik tenaga uap (PLTU) terlihat pada gambar 2.2. Sebuah boiler bekerja sebagai tungku, memindahkan panas berasal dari bahan yang membakar kepada barisan-barisan pipa air yang mengelilingi api. Air harus senantiasa berada dalam keadaan mengalir walaupun dilakukan dengan pompa.

Catatan

1. Boiler 9. Kipas Udara Masuk

:

2. Drum 10. Kipas Gas Buang

3. Turbin Tekanan Tinggi 11. Geenrator 4. turbin Tekanan Menengah

5. Turbin Tekanan Rendah P Pompa

6. Kondensor Q1 Pipa-pia boiler 7. Pemanas Awal Q2 Superhiter 8. Pembakaran Bahan Bakar Q3 Pemanas Ulang

`

Sebuah drum berisi air dan uap bertekanan dan bersuhu tinggi menghasilkan uap yang diperlukan turbin. Drum itu juga menerima air pengisi yang diterima dari kondensor. Uap mengalir ke turbin tekanan tinggi setelah melewati super heater guna meningkatkan suhu kira-kira 200 0C. Dengan demikian uap juga menjadi kering dan efisiensi seluruh PLTU meningkat.

Turbin tekanan tinggi mengubah energi termal menjadi energi mekanikal dengan mengembangnya uap yang melewati sudu-sudu turbin. Uap dengan demikian menurun baik tekanan maupun suhunya. Agar meningkatkan efisiensi termal dan menghindar terjadinya kondensasi terlampau dini, uap dilewatkan sebuah pemanas ulang, yang juga terdiri atas barisan-barisan pipa yang dipanaskan.

Uap yang meninggalkan pemanas ulang dialirkan ke turbin tekanan menengah. Turbin ini ukurannya lebih besar dari turbin tekanan tinggi, karena dengan menurunnya tekanan uap volume menjadi naik. Uap kemudian di alirkan ke turbin tekanan rendah, yang memiliki tekanan besar uap lalu dialirkan kedalam kondensor.

Uap yang terpakai memasuki kondensor didinginkan oleh air pendingin, sehingga terjadi kondensasi. Air pendingin biasa berasal dari laut, sungai atau danau terdekat. Proses kondensasi uap menyebabkan terjadinya pakem yang di perlukan guna meningkatkan efisiensi turbin. Air hangat yang meninggalkan kondensor dipompa ke sebuah pemanas awal sebelum dikembalikan ke drum boiler. Pemanas awal memperoleh panas dari uap yang diambil dari turbin tekanan tinggi. Menurut berbagai studi yang dilakukan, hal demikian meningkatkan efisiensi keseluruhan PLTU.

Bahan bakar yang dipakai biasanya terdiri atas batu bara, minyak bakar, atau gas bumi. Sebelum memasukkan ke pembakaran boiler, batu bara di giling terlebih dahulu. Demikian pula minyak bakar perlu dipanaskan, sebelum dapat dialirkan ke pembakar boiler. Dalam jumlah besar sebagaimana diperlukan guna pembakaran. Dan sebuah kipas lain mengatur agar semua gas di buang melewati berbagai alat pembersih sebelum dialirkan ke cerobong dan dilepas di udara bebas. Generator listrik terpasang pada poros sama dengan ketiga turbin.

Selain komponen-komponen utama yang disebut di atas, sebuah PLTU masih memiliki ratusan lagi komponen dan alat lain guna menjalankan seluruh sistem, seperti katup uap, pembersih air, pompa minyak pelumas dan lain sebagainya. Kemudian perlu pula disebut sistem air pendingin, yang terdiri atas tempat air masuk dan kembali ke laut, sungai atau danau. Kemungkinan adanya menara pendingin.

2.2 Sumber Energi Listrik

Energi listrik sangat dibutuhkan oleh semua lapisan masyarakat dalam kehidupan sehari-hari terutama pada Pabrik Kelapa Sawit PT. PN III Kebun Sei Silau. Adapun sumber energi listrik tersebut berupa generator listrik, mesin diesel generator set, maupun ketel uap.

2.2.1 Generator Listrik

Dalam bentuknya yang sederhana sebuah generator listrik terdiri atas magnet dan kumparan. Bilamana terdapat suatu gerakan relatif antara kedua komponen diatas, garis-garis gaya magnet memotong belitan-belitan kumparan dan suatu gaya gerak listrik (ggl) akan dibangkitkan. Sebuah generator listrik atau alternator modern terdiri atas suatu sistem elektromagnet dan armatur yang terdiri

atas sejumlah kumparan dari konduktor berisolasi yang diletakkan dalam alur (slot) inti besi berlaminasi.

Secara umum terdapat dua tipe konstruksi. Pada salah satu tipe, sistem magnet berada keadaan stasioner yaitu tidak bergerak sedangkan armatur kumparan yang berputar didalam medan magnet. Pada tipe kedua, armatur kumparan yang tidak bergerak, sedangkan magnet terpasang pada suatu roda yang bergerak mengelilingi kumparan. Kedua tipe mesin menghasilkan listrik arus bolak-balik, atau arus tukar. Arus tukar dapat dikonversi menjadi arus searah dengan mempergunakan kontak-kontak berputar dan sikat, berupa komulator yang terpasang pada poros generator listrik. Gambar 2.3 memperlihatkan skema prinsip sebuah generator listrik. Roda yang terpasang ditengah-tengah dengan elektromagnet pada tepinya dikenal sebagai rotor. Rotor yang diperlihatkan memiliki dua pasang elektromagnet yang menonjol. Karenanya dinamakan rotor kutub menonjol. Jenis rotor lain adalah rotor silinder, dan kutub-kutubnya tidak menonjol keluar. Elekrtromagnet yang terpasang pada rotor diisi dengan arus searah oleh sebuah generator kecil yang dinamakan dinamo penguat, yang biasanya terpasang pada poros generator. Tegangan arus searah diatur dengan mengendalikan sebuah rheostat.

Rotor terletak didalam sebuah rumah dilengkapi dengan kumparan. Karena rumah ini merupakan bagian generator yang tidak bergerak atau statis dinamakan stator. Bilamana poros rotor tersambung pada sebuah penggerak mula dan diputar, medan magnet yang berputar akan memotong kumparan-kumparan stator. Didalam kumparan stator akan diinduksikan gaya gerak listrik, dan dibangkitkan energi listrik

Stator

Pengisian Arus

searah Apitan Keluaran

Energi Listrik Rotor Kutub

Menonjol

Gambar 2.3 Skema Prinsip Konstruksi Generator Listrik

Frekuensi energi listrik itu tergantung dari jumlah pasangan kutub, dan kecepatan rotor berputar :

f = p . n/60...(2.1) dimana :

f = frekuensi (Hz)

p = jumlah pasangan kutub n = putaran per menit (rpm)

Daya sebuah generator dinyatakan dalam rumus berikut :

P = V . I . cosΦ . 3...(2.2) Dimana :

P = daya (W) V = tegangan (V) I = arus (A)

Φ

cos = faktor daya

Daya nominal sebuah generator biasanya dinyatakan dalam KW, atau MW, ataupun dalam KVA atau MVA. Daya nominal ditentukan oleh suhu kerja dari kumparan, sedangkan faktor daya biasanya adalah sekitar 0,8.

Efisinsi sebuah generator biasanya dinyatakan dalam rasio keluaran dibagi dengan masukan. Keluaran yang bermanfaat merupakan seluruh masukan dikurangi rugi-rugi, yaitu mekanikal dan elektrikal. Rugi-rugi mekanikal termasuk gesekan dan bantalam udara, sedangkan rugi-rugi elektrikal terdiri atas rugi-rugi besi dan tembaga. Semua rugi-rugi akan mengakibatkan terjadinya panas yang harus dihilangkan melalui pendinginan.

Pendinginan sebuah generator dapat dilakukan dengan sistem terbuka atau sistem tertutup. Pada sistem tertutup, kipas-kipas mengalirkan udara melalui generator, sedangkan udara panas didinginkan dengan air sebelum disirkulasikan kembali. Sistem demikian memberikan proteksi yang baik terhadap kemungkinan terjadinya api didalam generator karena terbatasnya pemasukan udara. Dapat juga di injeksikan karbondioksida.

Pada sistem terbuka, kipas memperoleh udara dari luar melalui suatu saluran. Udara itu dipaksa melewati alur-alur kecil diantara bagian-bagian inti kumparan. Udara yang terpakai dengan sendirinya menjadi panas. Sistem terbuka lebih murah dan sistem tertutup memberikan pandangan yang lebih rapi dan juga tidak banyak kebisingan. Secara kasar dapat dikemukakan bahwa untuk tiap KW rugi-rugi generator diperlukan udara pendingin sebanyak 2,7 m3/menit, sedangkan kecepatan udara mengalir didalam saluran adalah kira-kira 300 - 400 m/menit.

Generator yang dipakai pada pusat listrik tenaga uap biasanya berjenis medan putus dan merupakan sistem udara tertutup. Ciri utama adalah putaran yang tinggi dan tegangan yang dibangkitkan adalah tegangan tiga fasa. Rotor dari pusat listrik tenaga air biasanya berjenis kutub menonjol, dan putaran juga tidak begitu tinggi. Desain mekanikal harus mendapatkan perhatian bertalian dengan

getaran-geteran teori yang dihasilkan motor diesel. Kopling antara generator dan motor perlu yang kaku.

2.2.2 Mesin Diesel

Telah kita ketahui bahwa pada motor induksi tidak terdapat kumparan medan, sehingga sumber pembangkit fluks hanya diperoleh dari daya masuk stator. Daya masuk untuk pembangkit fluks merupakan daya induktif, oleh karenanya motor induksi bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapat dua sumber pembangkit yang arus bolak-balik (AC) pada stator dari arus searah (DC) pada rotor. Bila arus medan pada rotor cukup untuk membangkitkan fluks yang di perlukan motor, maka stator tidak perlu memberikan arus pemagnetan atau daya reaktif dan motor bekerja pada faktor kerja = 1.0. Kalau arus medan pada rotor kurang (penguat berkurang), stator akan menarik arus pemagnetan dari jala-jala, sehingga motor bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sebaliknya bila arus medan pada motor berlebih (penguat berlebih), kelebihan fluks ini harus diimbangi, dan stator akan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala-jala, dan karenanya motor bekerja pada motor kerja terdahulu. Dengan demikian jelas bahwa faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah harga arus medan (If).

2.2.2.1 Cara Kerja Mesin Diesel

Seperti pada motor 4 tak dengan bahan bakar bensin, motor diesel 4 tak juga bekerja dalam 4 langkah, 2 putaran atau 720 0. Berturut-turut dalam silinder terdapat langkah masuk (isap), langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah keluar (pembuangan), lihat Gambar 2.4.

- Langkah Masuk (isap)

Katup masuk membuka, torak bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah). Jadi poros engkol memutar 180 0. Tekanan di dalam silinder rendah.

- Langkah Kompresi

Selama langkah kompresi katup masuk dan katup keluar tertutup. Torak bergerak dari TMB ke TMA. Poros engkol berputar 180 0 lagi. Udara yang ada dalam silinder, dimampatkan kuat di atas torak dan menyebabkan temperatur naik.

- Langkah Usaha

Selama langkah usaha, katup masuk dan katup keluar dalam keadaan tertutup. Pada akhir langkah kompresi, pompa penyemprotan bertekanan tinggi itu menyemprotkan sejumlah bahan bakar dengan ketentuan sempurna ke dalam udara yang dimampatkan panas oleh sebuah pengabut. Bahan bakar itu tebagi dengan halus dan bercampur dengan udara panas. Karena temperatur tinggi dari udara yang dimampatkan, maka bahan bakar itu langsung terbakar.

Akibatnya, tekanan naik dan torak bergerak dari TMA ke TMB. Poros engkol terus berputar lagi 180 0. Untuk pembakaran bahan bakar 1 gram, secara teoritis diperlukan 15,84 gram udara secara praktik. Untuk pembakaran yang baik campuran bahan bakar udara yang sempurna memerlukan perbandingan 20-25 gram udara.

- Langkah Keluar

Pada akhir langkah keluar katup pembuangan terbuka, torak bergerak dari TMB ke TMA dan mendorong gas-gas pembakaran keluar melalui katup buang yang terbuka. Jadi dipasang secara teoritis pada motor diesel 4 tak, katup masuk

1 2 3 4 Silinder Torak

(isap) dan katup keluar (buang) bersama-sama menutup 360 0 dan hanya selama 180 0 memasukkan usaha. Berlawanan dengan motor diesel 4 tak, dimana setiap 2 putaran poros engkol terdapat sebuah penyemprotan bahan bakar, maka pada motor 2 tak setiap satu putaran mendapat sebuah penyemprotan.

Gambar 2.4 Prinsip kerja mesin diesel 4 langkah 2.2.2.2 Bahan Bakar dan Pembakaran

Bahan bakar diesel (minyak diesel) merupakan hasil penyulingan minyak bumi kasar dan memiliki sifat pelumas. Minyak bumi adalah hidrokarbon rantai panjang yang terdiri dari molekul-molekul hidro dan karbon, yang dibedakan dari titik didihnya.

- Sisa udara

Secara teoritis, pembakaran 1 gram minyak diesel memerlukan 15,84 gram udara (perbandingan ini sekaligus menujukkan komposisi yang baik). Jadi komposisi demikian akan menghasilkan pembakaran sempurna dan motor bekerja dengan mengurangi pengotoran pada gilirannya akan menjadi beban motor.

- Pembakaran

Yang dimaksud dengan nilai pembakaran adalah jumlah joule yang dibebaskan selama pembakaran sempurna sejumlah 1 m3 gas atau 1 kg bahan bakar. Nilai pembakaran minyak diesel sedikit lebih rendah dari pada bensin.

Bensin : 43.500 kj/kg Minyak diesel : 42.700 kj/kg

Satu liter minyak diesel beratnya rata-rata 0,85 dan satu liter bensin 0,7 kg, jadi nilai pembakaran minyak diesel sama dengan 0,85 x 42.700 = 36.295 kj. Satu liter minyak bensin mempunyai nilai pembakaran 0,7 x 43.500 = 30.450 kj. 2.2.3 Ketel Uap

Uap yang dihasilkan ketel uap mempunyai temperatur tekanan yang lebih tinggi dari luar sesuai dengan yang direncanakan, sehingga uap tersebut dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan antara lain :

1. Pembangkit Tenaga (Penggerak Turbin) 2. Proses Pemanasan/Perebusan

3. Kombinasi dari Pembangkit Tenaga dan Pemasaran. 2.2.3.1 Pengertian Umum Ketel Uap

Ketel uap berasal dari kata ”boil” yang artinya mendidih dan menguap. Dengan demikian boiler dapat diartikan sebagai suatu peralatan pembangkit/ pembentuk uap atau disebut juga sebagai suatu peralatan yang berfungsi untuk mengkonversikan energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas pembentukan uap.

2.2.3.2 Klasifikasi Ketel Uap 1. Ketel Pipa Api.

Pada jenis ketel ini nyala api dan gas asap mengalir di dalam bagian-bagian dalam pipa, sedangkan di luar pipa di kelilingi oleh air ketel. Panas diserap oleh air secara aliran konveksi dari bagian dalam pipa, tetapi karena permukaan bidang yang dipanaskan terbatas yaitu hanya permukaan saja yang dipanaskan sehingga uap yang dihasilkan sangat kecil (terbatas).

Ketel ini umumnya digunakan untuk memenuhi kebutuhan dan tekanan uap dengan kapasitas kecil, misalnya : pada Hotel, Rumah Sakit dan Industri pengolahan makanan dan minuman. Gambar 2.5 memperlihatkan konstruksi dari ketel pipa api.

Gambar 2.5 Ketel Pipa Api 2. Ketel Pipa Air

Ketel ini umumnya digunakan pada kebutuhan uap dan tekanan dengan kapasitas besar. Uap yang dihasilkan dari ketel ini terjadi akibat kalor yang terjadi

akibat pembakaran bahan bakar di ruang bakar di berikan kepada air yang mengalir pada pipa-pipa air. Panas atau kalor yang dipindahkan oleh nyala api ke pipa adalah searah pancaran (radiasi) kemudian air menyerap panas dari dinding pipa secara aliran (konveksi). Gambar 2.6 memperlihatkan konstruksi dari ketel pipa air.

Gambar 2.6 Ketel Pipa Air Fungsi Ruang Bakar

Ruang bakar berfungsi sebagai tempat reaksi pembakaran bahan bakar dan udara, di dalam ruang bakar. Adanya ruang bakar bertujuan agar uap yang diperoleh dari reaksi pembakaran antara bahan bakar dan udara dapat digunakan se-efektif mungkin.

Untuk pembkaran yang baik ada 5 syarat yaitu :

1. Pencampuran bahan bakar yang sebanding antara bahan bakar dengan volume bakar.

2. Suplai udara cukup.

4. Waktu yang cukup untuk kelangsungan pembakaran. 5. Kerapatan yang cukup untuk merambatkan api.

Bahan bakar ketel yang digunakan pada Pabrik Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III Kebun Sei Silau Kisaran adalah serabut atau cangkang kelapa sawit.

Kontrol Kualitas Air Ketel.

Agar kualitas air dalam ketel tetap terjaga harus ada pengontrolan terhadap kualitas air ketel tersebut. Adapun kontrol kualitas air ketel diperlihatkan pada tabel 2.1, 2.2 dan 2.3.

Tabel 2.1 Air Umpan Boiler

Parameter Limit Kontrol

T.Hardness TRACE Regenerasi Kation bila lewat limit Slika 5 ppm Max Regenerasi Anion bila lewat limit

Tabel 2.2. Air Condensator

Paramaeter Limit Kontrol

PH 10,5 – 11,5 Diatur dengan Amercan

Besi TRACE Diatur dengan Amercan

Tabel 2.3.Air Boiler

Parameter Limit Kontrol

PH 10,5 – 11,5 Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat

OH Alkalinity Min 2,5 x Silika Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat

T.Alkalinity 700 Max Diatur dengan adjunct, blow down jika lewat

T.Hardness TRACE Blown down jika lewat limit Silika 150 Max Blown down jika lewat limit Conduktivity 3000 Max Blown down jika lewat limit Sulfite 80 -50 Diatur dengan Cat Sulfite

Turbin Uap

Turbin adalah suatu peralatan yang mengubah energi mekanis yang disimpan didalam fluida menjadi energi mekanis rotasional. Ada beberapa turbin yang berbeda, misalnya turbin uap, turbin gas, dan turbin angin atau kincir angin. Ada beberapa cara untuk mengklasifikasikan turbin uap. Salah satu cara penggolongannya didasarkan atas tujuan turbin. Sistem ini terdiri dari unit stasiun sentral yang digunakan untuk menggerakan pembangkit listrik pada putaran sinkron.Turbin uap superposisi atau lapisan atas adalah turbin tekanan tinggi yang dipasang pada sistem uap tekanan rendah yang sudah tua untuk mempertinggi efensiensi pembangkit keseluruhan pembangkit daya. Dalam sistem ini uap bekas

dari turbin yang relatif masih bertekanan tinggi dimasukkan ke dalam turbin lama tekanan rendah atau ke proses pabrikasi.

Turbin penggerak mekanis digunakan untuk memberikan untuk memberikan daya ke fan isap yang basar, pompa-pompa, kompresor dan lain-lain. Sistem ini biasa beroperasi pada 900 – 10.000 rpm dengan daya 0,5 sampai 10 MW. Sistem ini mempunyai kelebihan dibanding penggerak dengan tenaga listrik, antara lain penggunaan energi panas yang lebih baik, pengontrolan putaran yang lebih mudah, menghidupkannya cepat, dan sebagai tambahan tidak ada loncatan bunga api listrik selama operasi, tidak terpengaruh oleh kondisi sekeliling yang panas, atau lingkungan yang jelek, juga uap bekas tekanan rendah bias digunakan untuk keperluan lain. Turbin uap juga bisa digolongkan menurut tekanan uap bekasnya. Pada penggolongan ini turbin dibagi menjadi turbin kondensasi dan turbin nonkondensasi. Pada turbin nonkondensasi, tekanan gas sama atau diatas tekanan atsmosfer dan sistem bisa beroperasi dengan atau tanpa kondenor. Sistem ini mungkin memerlukan penambahan air yang kontiniu. Turbin kondensasi biasanya membuang uap ke kondensor yang mempunyai vkum dengan tinggi dan ini mempertinggi efensiensi panas. Turbin uap bisa diklasifikasikan menurut cara pemasukan atau pengeluaran uap dari turbin. Turbin ekstraksi digunakan jika uap turbin sebagian dikeluarkan di tengah jalan untuk dipergunakan bagi proses lain atau untuk pemanasan ulang digunakan pada siklus tenaga uap pemanasan ulang.

-

Merk : TAKUMA

Spesifikasi Ketel Uap

Type : Water Tube mode N.600 Rated capacity : 20.000 kg/hr

Design Pressure : 22 kg/cm2 Working Pressure : 22 kg/cm2 Hydro Test Pressure : 24 kg/cm2 Heating Surface : 570 m2

Draft Sytem : Balance Draft Sytem Fuel : Fiber and Shell Temperatur Out Let : 260 0c.

-

1. Boiler

Keterangan Boiler dan Peralatannya

Boiler terdiri dari dua buah main drum, masing-masing dengan ukuran 100 x 1.900 cm dan 135 x 2.500 cm, tebal plat 2,5 cm. Bagian bawah disebut mud drum dan atasnya steam drum, keduanya dihubungkan pipa air tegak. Selain itu didepan main drum, kiri kanan combustion chamber terdapat dua buah header dan steam header. Masing-masing wall header saling berhubungan dengan mud drum dan steam header, melalui steam collector berhubungan dengan steam drum. Di kiri kanan, muka belakang dan bagian atas boiler dipasang batu dinding tahan api sebagai isolasi panas. Tebal, kekuatan maupun daya isolasinya berlainan disesuaikan dengan kegunaan masing-masing,. Disamping itu, dibagian belakang combustion chamber (dapur) dipasang dinding penyekat yang salah satu maksudnya untuk menyalurkan udara panas menuju sela-sela pipa air yang menghubungkan steam drum dan mud drum, selanjutnya melalui tarikan IDF fan keluar ke cerobong asap. Semua pipa-pipa yang berada diluar boiler dibalut dengan semen batu tahan api, sebagian isolasi panas. Dibagian luar batu tahan api, seluruhnya ditutup pakai plat baja setebal ± 5mm. Pada bagian samping kanan

diberi pintu kontrol untuk membersihakan abu dan membersihakan pipa-pipa. Dibagian depan boiler ada 6 buah pintu, masing-masing tiga buah di bagian atas untuk pemeriksaan pipa diruang combustion chamber dan tiga buah bagian atas untuk pemeriksaan pipa diruang combustion chamber dan tiga buah bagian bawahnya untuk mengambil abu yang disebut under grate. Pintunya bawah selain untuk mengambil abu juga untuk saluran udara hembusan dari IDF Fan dan udara luar. Pintu atas untuk menyalakan dapur disebut fire grate juga sebagai pintu kontrol dan memasukkan bahan bakar secara manual. Dilantai combustion chamber dimana bahan fiber terbakar terdapat rooster untuk membuang abu ke bawah. Alat ini disebut dumping grate yang dapat digerakkan dari luar melalui handle dengan memakai sistem pneumatic.

2. Peralatan Boiler

- Air drain cocok pada steam riser pipa untuk buang angin - Water/steam drain cocok pada steam drum

- Blow down melalui mud drum

- Blow drum wall header kiri kanan, dilakukan hanya pada waktu boiler tidak bekerja

- Soot blwer, untuk mencuci pipa-pipa air pada saat boiler beroperasi, bila efesiensi panas boiler kurang baik (turun)

- Steam outlet melalui non return valve dan main steam stop valve - Feed water inlet valve

- Water sampling valve

- Continuous blow down valve - Chwmical injection valve

3. Alat- alat Pengaman kontrol - Double spring safety valve - High/Low water alarm - Boiler water gauge - Pressure gauge

4. Perlengkapan Bantu Boiler

a. Induction Draff Fan (IDF)

Berfungsi untuk menarik udara dari ruang pembakaran ke cerobong asap.

Merk : Electrim Spesifikasi :

Type : S6. 280 S – 4 No. Serial : BF. 831143

Power : 100 Hp

Tegangan/Arus : 1485 rpm

Merk : CHICAGO

Spesifikasi Ventilator

Type : D 40 B – 4 g No. Serial : 600. 2102 Putaran : 1500 rpm

Power : 100 Hp

b. Forced Draft Fan (FDF)

Fan angin ini untuk menghembuskan dan meratakan serta membolak-balikkan bahan bakar (fiber) dari bawah under grate ducts. Disamping itu juga digunakan untuk keperluan shoot blower.

Merk : ME 2 FRENSAT Elektromotor Penggerak

Type : C.100 MK

Power : 1 Kw

Tegangan/Arus : 380 V/23 A Putaran : 2915 rpm

c. Boiler Fuel Distributing Compuser (BFDC)

Berfungsi sebagai alat untuk membagikan bahan bakar (fiber) kedalam ruang bakar.

Buatan : PT. NANPAT Spesifikasi

Ukuran : U 600 x 27.450 mm

Merk : ASEA

Elektromotor Penggerak

Type : MBL -160 M

Power : 7,5 Kw

Tegangan/Arus : 380 V/15,7 A Putaran : 1430 rpm

BAB III

SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK DAN DISTRIBUSI ENERGI LISTRIK

3.1 Sistem Distribusi

Sistem distribusi yang dipakai pada pabrik kelapa sawit ini adalah sitem jaringan distribusi bawah tanah (radial). Sebab, dari sistem pembangkit tenaga listrik, daya langsung disalurkan ke bus-bus daya dan tidak lagi melalui trafo-trafo. Tegangan yang dikeluarkan dari pembangkit langsung digunakan untuk beban. Sehingga permasalahan transmisi tidak ada, disebabkan beban-beban relatif dekat dengan pembangkit. Sistem jaringan pada sistem akan menyebabkan terputusnya keseluruhan beban yang dilayaninya.

Keuntungan dengan sistem radial : 1. Bentuknya sederhana.

2. Sistem pengamanannya tidak sulit. 3. Lebih ekonomis.

Kerugiannya :

1. Kontiunitas kurang memuaskan. 2. Keandalannya rendah.

Daya listrik ini dialirkan pada bus-bus daya, dari bus-bus daya langsung dibawa ke beban melalui panel-panel bus. Untuk menjaga kestabilan tegangan pada output generator maka diberikan suatu alat untuk pengaturan tegangan yaitu Alternating Voltage Regulation (AVR). Jika terjadi penurunan tegangan maka akan menggerakkan suatu peralatan di AVR yang selanjutnya akan menaikkan arus penguat pada generator tersebut sehingga tegangan naik kembali. Pada proses

kerja AVR ini terdapat suatu tekanan variabel dan nilainya ditentukan oleh dua tarikan yang berlawan arah. Tekanan variabel ini diberikan dengan penguat generator tersebut sehingga tegangan dari generator itu turun, maka gejala yang dirasakan oleh elektromotor itu dan gaya dari tahanan variabelnya akan turun juga. Turunnya tahanan ini akan menyebabkan arus penguat dari generator ini naik, tegangan pun akan naik kembali.

Ada bebarapa faktor yang dibuat sebagai dasar untuk menilai baik tidaknya suatu sistem distribusi, faktor tersebut adalah :

- Voltage regulation - Kontiunitas pelayanan - Efisiensi

- Harga sistem

Gambar 3.1 memperlihatkan sistem penyaluran tenaga listrik yang terdiri dari bagian panel induk dan panel motor kontrol.

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

CB

CB

CB

CB

Load

Load

Load

Load

Keterangan gambar :

a. Bagian dari panel listrik

b. Bagian dari panel motor kontrol center 3.2 Keandalan Sistem Distribusi

Keandalan sistem ini adalah terpenuhinya kebutuhan daya listrik yang diperlukan dalam ukuran atau standart yang ditetapkan, sehingga kondisi tersebut menguntungkan. Adapun standart yang ditetapkan antara lain :

1. Daya terpasang tidak terlalu berlebihan. 2. Bebannya tidak terlalu kecil.

3. Rugi daya relatif kecil.

4. Secara ekonomis tetap menguntungkan.

5. Rugi tegangan masih tetap dalam batas-batas normal. 6. Keandalan masih tetap diprioritaskan.

7. Penghantar dipilih dengan ukuran yang tepat.

Untuk menciptakan keandalan produksi dalam prakteknya bukan merupakan hal yang mudah, oleh karena itu usaha-usaha yang dilakukan untuk menjamin keandalan produk antara lain :

1. Menggunakan proses yang memiliki jaminan tinggi.

2. Komponen yang digunakan memiliki masa pakai yang panjang. 3.3 Peralatan Pada Panel Listrik

Adapun peralatan pada Panel Listrik adalah sebagai berikut : 1. MCB (Miniatur Circuit Breaker)

Merupakan pemutus arus yang terdiri dari 2 buah keping logam (bimetal) yang mempunyai koefisien muai yang berbeda.

2. MCCB (Moulded Current Circuit Breaker)

Pemutus arus listrik yang berkerja secara manual yakni bekerja dengan prinsip thermal (panas) dimana alat ini akan memutuskan rangkaian listrik apabila terjadi arus yang lebih melewati batas yang diizinkan namun juga dapat dikendalikan dengan menggabungkan motorizer untuk menaikkan dan menurunkan tuasnya.

3. ACB (Air Circuit Breaker)

Pemutus ini bekerja berdasarkan tekanan udara yang diberikan, dimana untuk menghubungkan (Connecting) rangkaian listrik diperlukan tenaga yang begitu besar untuk menguraikan bunga api yang terjadi. Tenaga/tekanan angin yang diberikan tidak hanya untuk menghubungkan namun juga diperlukan pada saat pemutusan arus listriknya. ACB bisa bekerja dengan cara manual dan juga elektronik dan biasanya alat ini digunakan pada panel pembangkit listrik yang memerlukan arus yang begitu besar dan pemutus yang handal dan aman dari bahaya kebakaran. Pemutus ini bisa juga dikontrol oleh alat ukur sistem proteksi.

4. Kontaktor Magnet

Kontaktor magnet atau saklar magnet adalah saklar yang bekerja berdasarkan kemagnetan. Artinya saklar ini bekerja jika ada gaya kemagnetan. Magnet-magnet berfungsi sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Sebuah kontaktor harus mampu mengalirkan dan memutuskan arus dalam keadaan kerja normal. Arus kerja normal ialah arus yang mengalir selama pemutusan tidak terjadi. Kontaktor akan bekerja normal apabila tegangan mencapai 86% dari tegangan kerja, bila tegangannya turun maka kontaktor akan bergetar.

Ukuran dari kontaktor ditentukan oleh batas kemampuan arusnya. Biasanya pada kontaktor terdapat kontak, yaitu kontak normal membuka (Normally Open = NO) dan kontak normal menutup (Normally Close = NC). Kontak NO berarti saat kontaktor magnet belum bekerja kedudukannya membuka dan bila kontaktor bekerja kontak itu menutup/menghubung. Sedangkan kontak NC berarti saat kontaktor belum bekerja kedudukannya akan membuka. Jadi fungsi kerja kontaktor NO dan NC berlawanan. Kontak NO dan NC bekerja membuka sesaat lebih cepat sebelum kontak NO menutup.

Fungsi dari kontak-kontak dibuat untuk kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama terdiri dari dari kontak NO dan kontak bantu terdiri dari kontak NO dan NC. Konstruksi dari kontak utama berbeda dengan kontak bantu, yang kontak utamanya mempunyai luas permukaan yang luas dan tebal. Kontak bantu luas permukaannya kecil dan tipis. Gambar 3.2 memperlihatkan simbol dari kontak-kontak menurut standar IEC.

1 2 3 A1 21 31 13 51

2 4 6 A2 22 32 14 52

Gambar 3.2 Simbol Terminal Kontak-kontak menurut standar IEC Kontak utama digunakan untuk mengalirkan arus utama, yaitu arus yang diperlukan untuk persawat pemakai listrik misalnya motor listrik, pesawat pemanas dan sebagainya. Sedangkan kontak bantu digunakan untuk mengalirkan

arus bantu yaitu arus yang diperlukan untuk kumparan magnet, alat bantu rangkaian, lampu-lampu indikator, dan lain-lain.

- Notasi dan Penomoran Kontak

Dewasa ini kontaktor magnet lebih bayak digunakan dibidang industri dan laboratorium. Hal ini karena mudah dikendalikan dari jarak jauh. Selain itu dengan perlengkapan elektronik dapat mengamankan rangkaian listrik.

Keuntungan menggunakan kontaktor ialah : a. Pelayanannya mudah

b. Momen kontak cepat Kerugiannya :

a. Mahal harganya

b. Perawatannya cukup sulit

c. Jika saklar putus sedangkan kontaktor dalam keadaan bekerja, maka kontaktor akan lepas dengan sendirinya. Kontaktor tidak akan bekerja lagi walaupun saklar induk telah disambung kembali sebelum tombol start ditekan lagi.

Tidak seperti saklar mekanis, dalam penggunaan kontaktor harus dipahami rangkaian pengendali (control) dan rangkaian utama. Rangkaian pengendali ialah rangkaian-rangkaian yang hanya menggambarkan bekerjanya kontaktor dengan kontak-kontak bantunya. Sedangkan rangkaian utama ialah rangkaian yang khusus memberikan hubungan pesawat listrik dengan sumber tegangan (jala-jala) 1 fasa atau 3 fasa.

5. Tombol Tekan (Push Button)

Tombol tekan (push button) adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam pengontrolan motor-motor listrik bila dijalankan dengan menggunakan kontaktor magnet. Tombol yang normal direncanakan untuk berbagai-bagai tipe yang mempunyai kontak normal tertutup (normally close) atau normal terbuka (normally open). Kontak-kontak NO akan menutup jika tombol ditekan dan kontak NC akan membuka jika tombol ditekan.

5.1 Tombol Tekan ON (NO)

Tombol tekan ON adalah suatu kontak yang pada saat normal dalam keadaan terbuka (NO), sedangkan apabila ditekan akan terhubung (tertutup). Gambar 3.3 memperlihatkan konstruksi dari simbol tombol tekan ON.

Sekrup

Tombol

Pelat Kontak NC Terminal

kontak

Kontruksi

Pegas Simbol

Gambar 3.3 Kontruksi dan Simbol Tekan ON 5.2 Tombol Tekan Off (NC)

Tombol tekan off adalah suatu kontak yang pada saat normal dalam keadaan tetutup (menghubung), sedangkan apabila ditekan akan membuka (memutus). Gambar 3.4 memperlihatkan konstruksi dan simbol tombol tekan Off.

Sekrup

Tombol

Pelat Kontak NC Terminal

kontak

Kontruksi

Pegas _Simbol

Gambar 3.4. Kontruksi dan Simbol Tekan Off 6.Rele (Relay)

Relay adalah suatu saklar listrik (kontak-kontak) yang berfungsi untuk melindungi, memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian listrik dengan prinsip elektro magnetik dengan kemampuan hantar arus yang kecil tidak seperti halnya kontaktor.Relay akan bekerja apabila ada besaran listrik yang mengalir melalui peralatan tersebut. Besaran-besaran yang bukan besaran listrik diubah dahulu menjadi besaran listrik. Relay mempunyai kontak-kontak normal membuka (normaly open) dan normal menutup (normaly close).

Ada dua macam relay yakni :

1. Relay beban lebih (Overload relay) 2. Relay tunda waktu (Time Delay Relay) 6.1 Relay Beban lebih

Relay beban lebih atau overload relay digunakan untuk mengamankan motor dari kerusakan pembebanan lebih. Saat motor mengalami kelebihan beban maka relay akan memutuskan rangkaian dari sumber arus listrik ke motor sehingga motor tidak bekerja lagi. Pemutusan arus atau rangkaian tersebut dari

pelat bimetal (dwi logam) yang berbeda mulai jenisnya berdasarkan perubahan panas yang diakibatkan oleh arus yang berlebihan. Pada relay beban lebih terdapat suatu pengatur (current setting) yang gunanya untuk pembatasan arus nominal beban.Bila arus mengalir pada relay yang melebihi batas arus yang telah ditetapkan pada pengatur arus, maka relay beban lebih akan bekerja memutuskan rangkaian. Pada relay beban lebih ini juga terdapat kontak NC maupun kontak NO yang berfungsi untuk memutuskan rangkaian dan menghubungkan lampu beban lebih jika terjadi kelebihan arus. Gambar 3.5 memperlihatkan konstruksi dari Relay beban lebih.

Pengambilan (Reset Button)

Lengan Kontak Kawat Hambatan

Bimetal

Kontak Reset

Gambar 3.5 Kontruksi Relay Beban Lebih 6.2 Relay Punda Waktu

Relay penunda waktu (Time Delay Relay) atau disingkat TDR berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan suatu rangkaian listrik setelah selang waktu tertentu. Yang dimaksud selang waktu disini adalah waktu yang dibutuhkan untuk memutuskan atau menghubungkan rangkaian mulai dari saat rangkaian dioperasikan. Berdasarkan prinsip kerjanya TDR terdiri dari beberapa jenis, seperti TDR motor kontrol dan TDR elektronika. Seperti halnya dengan relay-relay lain, pada TDR juga dilengkapi dengan tanda-tanda terminal baik kontak NO dan kontak NC maupun kontak-kontak penunda. Untuk kontak NO dan NC

biasanya ditandai dengan angka 1-3 dan 1- 4 sedangkan untuk kontak penunda menggunakan angka 8-5 dan 8-6 serta untuk terminal kumparan adalah angka 2-7. gambar 3.6 memperlihatkan tanda terminal TDR.

2

1

6 5 3 4

8 7

Gambar 3.6 Tanda Terminal TDR 7. Lampu Indikator

Lampu indikator merupakan lampu tanda (pilot light) On atau Off dari suatu rangkaian konrol. Lampu-lampu yang digunakan adalah lampu pijar dengan 2 watt sampai 5 watt dengan tegangan kerja 6 volt dan ada juga lampu tanda dengan tegangan kerja 110 volt atau 220 volt yang dapat dipasang langsung ke jala-jala. Lampu-lampu tanda ini dipasang secara paralel dengan peralatan kontrol sehingga peralatan tetap dapat beroperasi bila lampu-lampu tersebut putus atau terbakar. Cara menghubungakan lampu tanda ini dapat dilihat pada gambar 3.7

X

L1 L2

220 V

220 V Fuse

220 6 v

X

0 10

20 30

40 50

A

Standard lampu-lampu indikator diberi warna merah, hijau dan putih. Menurut IED (International Electrotecnical Commission) lampu warna merah menyatakan suatu peringatan yang berarti bahaya, dan tindakan cepat perlu dilakukan mengamankan mesin-mesin dari bahaya, maka mesin harus segera dimatikan. Warna hijau berarti bahwa mesin itu siap dijalankan, dan warna putih menyatakan bahwa mesin berjalan dalam keadaan normal.

8. Alat Ukur

Untuk mengetahui besaran listrik yang digunakan dalam suatu rangkaian listrik maka digunakan alat ukur listrik. Dalam panel listrik ada beberapa alat ukur listrik yang digunakan diantaranya :

8.1. Amperemeter

Alat ukur yang bekerja berdasarkan kumparan putar ini berfungsi untuk melihat besarnya arus listrik yang mengalir pada saluran/penghantar listrik, pada panel listrik biasanya dibantu oleh sebuah trafo arus (curent transformator). Kapasitas alat ukur ini biasanya tergantung besarnya arus yang digunakan oleh beban/pemakai seperti 0 – 50 A atau 0 – 100 A. Gambar 3.8 memperlihatkan alat ukur amperemeter.

0 100

200 300

400 500

V

0 100

200 300

400 500

V

8.2. Voltmeter

Alat ukur ini bekerja berdasarkan kumparan putar yang berfungsi untuk mengukur besarnya tegangan yang mengalir baik pada sumber tenaga maupun pada beban/pemakai. Gambar 3.9 memperlihatkan alat ukur voltmeter.

Gambar 3.9 Alat Ukur Voltmeter 8.3. Wattmeter

Untuk mengukur daya yang terpakai digunakanlah alat ukur wattmeter yang bekerja berdasarkan kumparan putar dan pemasangan alat ukur ini biasanya terletak pada panel daya listrik. Gambar 3.10 memperlihatkan alat ukur Wattmeter.

Gambar 3.10 Alat Ukur Wattmeter 8.4. Cosphimeter

Untuk mengetahui besarnya faktor kerja yang terjadi pada beban yang ditanggung oleh sumber tenaga maka digunakanlah alat ukur cosphimeter. Gambar 3.11 akan memperlihatkan alat ukur Cosphimeter.

0 0

0

Cos

ϕ

60 40 50

HZ

Gambar 3.11 Alat Ukur Cosphimeter 8.5. Frekwensimeter

Alat ukur ini biasanya digunakan pada panel pembangkit yang berfungsi mengetahui besarnya frekwensi dari pemangkit listrik yang dihasilkan. Gambar 3.12 akan memperlihatkan alat ukur Frekwensimeter.

Gambar 3.12 Alat Ukur Frekwensimeter 3.4 Pengaman

Pengaman yang digunakan biasanya sudah terdapat dalam panel listrik. Adapun pengaman yang terdapat dalam panel listrik adalah :

1. ACB (Air Circuit Breaker)

2. MCCB (Moulded Current Circuit Breaker) 3. Under Frekuensi Relay

4. Over Current Relay 5. Time Delay Relay

6. Automatic Voltage Regulation 7. Reverse Power Relay

3.5 Pembagian Daya

Pembagian daya yang terdapat pada pabrik kelapa sawit PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran sesuai dengan keadaan beban yang saat ini terpakai terdapat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Kebutuhan Daya (Power Requirement)

No Kode Description Qty KW Stand by Total

Daya 1 MCC-1 Fruits Reception and

Loading Ramp 2 11 1 22

H. Loading Ramp 1 4 4

Pompa rebusan 1 15 15

1 7.5 7.5

Housting Crane 3 30 2 90

Theresing stasiun 2 MCC-2 Theresing stasiun

Auto feeder 4 5.5 2 22

Fruit hopper 4 5.5 2 22

Strepper 4 11 2 44

Fruit conv 4 7.5 2 30

Thereser drum 4 11 44

H.E.B. conv 3 7.5 1 22.5

I.E.B. conv 2 4 8

E.B. Incenerator 1 11 11

3 MCC-3 Stasium kempa

No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya

Screw press 9 3 270

Conv. Digester 1 7.5

Conv. Over dig 2 1 8

4 Mcc-4 Klarifikasi

Vibrating screen 3 4 12

Tangki Pemisah minyak

Pump pemisah sludge 1 7.5 7.5 Pump minyak vibro

sweco

2 15 30

Brush stainer separator 1 0.75 0.75 Oil tank

Pump minyak 1 3.7 3.7

Pump minyak ke vacum

2 5.5 11

Oil purifer 2 18.5 1 3.7

Vacum drier 1 7.5 7.5

2 15 1 30

Pump vacum minyak 1 15 15

Oil storage tank

Pump bak pumpit 2 7.5 1 15

Pump ke vacum 2 5.5 1 11

Sludge tank

Separator westvalia 1 30 30

Separotor alfa 1 18.5 1 18.5

Brush stained 1 0.37 0.37

Descanding basin

Decanter 2 30 30 60

Pump minyak 1 7.5 7.5 7.5

No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya Conv sludge separator 1 02.2 2.2 2.2 Descanding cylone 2 22 22 44

5 MCC-5 Stasiun pemisah biji Stasiun kernel A

CBC 1 22 22

Fibre eyclone 1 37 37

Air lock 1 5.5 5.5

Nut polishing drum 1 11 1

Elevator nut 1 7.5 7.5

Conv nut drum 1 2.2 2.2

Nut granding drum 1 4 4

Air lock 3 2 1 4.5

Nut cracer 4 15 60

Shape mixer 1 4 4

Air lock sheel 7 2.2 3 15.4

Adukan claybat 1 4 4

Vibrating clybat 1 2.2 2.2

Elevator sheel 1 4 4

Conv sheel 1 2.2 2.2

Con inti top elevator 1 4 4

Pompa claybat 1 7.5 7.5

Adukan claybat 1 4 4

Fibere cutter 1 30 30

Stasiun kernel B

CBC 1 22 1 22

Fiber ecyclone 1 37 1 37

Air lock 1 5.5 1 5.5

Nut polishing drum 1 11 1 11

Elevator nut 1 7.5 1 7.5

No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya

Conv nut drum 1 2.2 1 2.2

Nut granding drum 1 4 1 4

Air lock 3 2 3 4.5

Nut cracer 4 15 4 60

Shape mixer 1 4 1 4

Air lock sheel 7 2.2 7 15.4

Adukan claybat 1 4 1 4

Vibrating claybat 1 2.2 1 2.2

Elevator sheel 1 4 1 4

Con sheel 1 2.2 1 2.2

Conv inti top elevator 1 4 1 4

Pompa claybat 1 7.5 1 7.5

Adukan claybat 1 4 1 4

Fibere cutter 1 30 1 30

6 MCC-6 Water treatment

Pompa and filter 3 15 45

Pompa cation 1 15 45

Pompa anion 1 15 15

Pompa daerator 1 30 30

2 17.3 2 34.6

1 11 1 11

Stasiun boiler Boiler kessel

Pompa air 2 34.5 69

Boiler kessel 1 30 30

Blower buner 1 7.5 7.5

Pompa minyak residu 1 0.56 0.56

Boiler fraser 1 37

Pompa ir 1 37 60

No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya

ID fan 1 60 5.5

FD fan 1 5.5 5.5

SA fan 1 5.5

Boiler fraser 2

Pompa ir 1 45 45

ID fan 1 75 75

FD fan 1 11 11

SA fan 1 11 11

Boiler takum 3

Pompa air 1 55 55

1 45 45

Dumper dust 2 0.37 0.74

FD fan 1 22 22

ID fan 1 100 100

SA fan 1 22 22

BB boiler 2 11 22

1 15 15

1 7.5 1 7.5

1 4 4

1 15 15

1 11 11

8 MCC-8 Stasiun limbah

Pump transfer limbah 1 5.5 5.5

Klincir limbah 1 11 22

Chopper pum 1 15 15

Sumur bor 1 30 30

No Kode Description Qty KW Stand by Total Daya

1 18.5 1 18.5

9 MCC-9 Kantor 20 25

Laboratorium 15 15

kantin 0.9 0.9

10 MCC-10 Perumahan 10 108

Penerangan jalan 18 20

Sumur bor 3 40 90

11 MCC-11 Gudang 10

Mess 18

12 MCC-12 Penerangan pabrik 40

Total Daya KeSELURUHAN = 2891.08 KW

3.6. Gangguan

Salah satu gangguan yang selalu di alami di dalam distribusi energi listrik yaitu terjadinya selisih antara tegangan pada pangkal pengirim (sending end). Gangguan seperti ini akibat jatuh tegangan pada ujung penerima (receiving end). Gangguan seperti ini akibat jatuh tegangan pada saluran trasmisi dan disebut jatuh tegangan relatif atau regulasi tegangan (voltage regulation), dan dinyatakan oleh persamaan :

% 100

x Vr

Vr Vs

VR= − ………... (3.1) dimana : Vs = Tegangan pada pangkal pengirim

Vr = Tegangan pada ujung pengiriman Tabel 3.1 Lanjutan

Untuk jarak dekat regulasi tegangan kecil, seperti pada pabrik PT. PN III Kebun Sei Silau Kisaran, dimana jarak antara pembangkit dan beban relatif dekat, jadi gangguan-gangguan yang sering terjadi pada sistem distribusi pada pabrik adalah :

1. Terjadinya arus hubung singkat pada motor

2. Tercapainya tekanan uap yang sesuai untuk melayani turbin sehingga menyebabkan trip pada turbin.

3. Terjadinya penumpatan bahan produksi pada sistem ular-ularan (elevator) sehingga beban menjadi tinggi.

4. Putusnya salah satu kawat penghantar pada motor.

3.7. Elemen Faktor dan Karakteristik Beban a. Faktor kebutuhan (Deman Factor)

Faktor kebutuhan adalah perhitungan besar pemakaian beban maksimum oleh konsumen dibanding besarnya persediaan beban yang terpasang. Dalam perhitungan faktor kebutuhan tersebut dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

Tegangan Beban

Maksimum Demand

Faktor

Deman = ………... (3.2)

Dalam prakteknya ada dua syarat yang harus diperhatikan untuk perhitungan faktor tersebut :

1. Beban yang terpasang harus lebih besar dari pada beban maksimum pemakaian (unover load).

2. Mengupayakan pemakaian beban tidak pada waktu bersamaan maksimum yang dapat melampaui besaran terpasang (over Load).

b. Faktor Beban Harian

Untuk menggambarkan keadaan operasi dari suatu pembangkit, dapat dilihat dari faktor beban harian. Faktor beban harian didefinisikan sebagai perbandingan antara beban rata-rata dengan beban maksimum pemakaian oleh konsumen. Persamaan dari faktor beban tersebut adalah sebagai berikut :

Maksimum Beban

rata Rata Beban Harian

Beban

Faktor = − ………...…. (3.3.) atau lebih lengkapnya ditulis:

jam x puncak Beban

total energi Konsumen harian

beban Faktor

24

= ………...…(3.4)

Dari persamaan di atas menunjukkan faktor beban harian lebih kecil dari satu (<1), karena pada dasarnya pemakaian energi listrik beban rata-rata tidak akan melampaui besarnya beban maksimum. Dengan faktor beban yang rendah berarti tidak seluruh energi yang dibangkitkan terpakai untuk periode tersebut.

c. Faktor Pembangkit (Plant Factor)

Tingkat pemakaian pusat pembangkit diukur dengan faktor pembangkit atau sering juga disebut dengan Capasity Factor. Jika selama periode tertentu suatu pembangkit terus menerus dibebani penuh, jelas pembangkit tersebut digunakan dalam tingkat maksimum pembangkit bekerja pada faktor pembangkit 100%. Sebaliknya jika tidak ada energi yang dbangkitkan berarti faktor pembangkit berada pada tingkat 0 %. Faktor pembangkit didefinisikan sebagai perbandingan antara energi sebenarnya yang dibangkitkan dengan energi maksimum yang mungkin dibangkitkan selama periode waktu yang sama.

Oleh karena itu faktor pembangkit tahunan sama dengan KWH tahunan yang dihasilkan dibagi dengan kapasitas pembangkit (KW) dalam tahunan tersebut.

Pembangkit Kapasitas

rata Rata Beban Pemangkit

Faktor = − ……….………(3.5)

Kapasitas menunjukkan sejauh mana suatu pembangkit bekerja menghasilkan daya sepenuhnya. Kapasistas daya pembangkit dipakai sebagai standart dalam membantu penilaian yang menentukan faktor pembangkit yang tinggi selalu diinginkan untuk operasi yang maksimal dan ekonomis.

Konsumen dari suatu pusat pembangkit listrik akan menggunakan daya listrik sesuai dengan kebutuhan yang diperlukan, baik dari segi besarnya daya listrik maupun dari segi waktu aktifitasnya. Beban yang ditanggung dari suatu pusat pembangkit listrik selalu berubah-ubah, perubahan ini ditentukan oleh besar kecilnya pemakaian daya pada konsumen. Suatu kurva yang memperlihatkan perubahan atau kebutuhan beban dari konsumen terhadap waktu disebut dengan “Kurva beban (Load Curve)”. Jika waktu dihitung dalam jam maka kurva beban disebut kurva harian, jika waktu dihitung dalam hari maka kurva beban disebut kurva bulanan dan jika waktu dalam bulanan maka kurva beban disebut kurva tahunan. Kurva beban ini digunakan untuk menunjukkan/membuktikan besarnya energi listrik dari suatu pembangkit yang diinginkan oleh suatu beban dalam periode tertentu.

d. Faktor Penggunaan (Utilization Factor)

Faktor penggunaan ini mengukur penggunaan total kapasitas terpasang dari suatu pembangkit. Faktor ini didefinisikan sebagai perbandingan antara energi yang bisa dibangkitkan selama jam operasi sebenarnya.

tahun satu selama an dioperasik Pembangkit

Juml x Pemb Kaps

an Dibangkitk yang

Tahunan Energi

Pembangkit Faktor

. .

= …..(3.9)

Bila faktor penggunaan mendekati satu, ini menunjukkan perlu mengadakan penambahan kapasitas pembangkit.

Kapasitas pembangkit selalu direncanakan lebih besar dari beban puncak agar dapat melayani beban-bean yang tidak bisa diramalkan atau beban pada kejadian-kejadian khusus. Harga faktor-faktor penggunaan yang tinggi, dalam hal ini suatu pembangkit berada dalam satu sistem kapasistas besar yang terdiri dari beberapa unit pembangkit menyatakan bahwa pembangkit tersebut telah digunakan dengan sangat efisien.

Harga faktor penggunaan yang rendah menunjukkan pembangkit dipakai hanya untuk berjaga-jaga (stand by) pada sistem yang terdiri dari bebarapa unit pembangkit yang telah dipasang dengan baik untuk kebutuhan yang akan datang.

BAB IV

SISTEM KELISTRIKAN PADA PABRIK KELAPA SAWIT PT.PN III KEBUN SEI SILAU KISARAN

Kapasitas Pembangkit

Pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran mempunyai pembangkit sendiri untuk mensupply semua pegoperasian (proses pengolahan) dengan kata lain pabrik ini tidak mensupply daya dari PLN dimana pabrik ini memiliki pembangkit sendiri berupa 4 buah turbin uap dan 10 buah diesel generator set.

Besar kapasitas pembangkit yang terpasang adalah :

1. Untuk turbin uap terdapat 4 buah dengan kapasitas masing-masing adalah 1125 kVA

2. Untuk diesel generator set terdapat 10 buah dengan kapasitas :

- 5 buah diesel generator dengan kapasitas masing-maing 500 kVA - 5 buah diesel generator dengan kapasitas masing-maing 530 kVA Untuk menghitung besar keseluruhan kapasitas pembangkit yang terpasang dengan faktor daya yang digunakan di pabrik 0,9 maka daya aktif adalah :

1. Turbin uap

Turbin uap = 4 x1125 kVA x cos Ψ = 4 x 1125 kVA x 0,9 PTU = 4500 X 0,9

2. Diesel generator

PGA1 = 5 X 500 kVA x cos Ψ

= 2500 Kva x 0,9 = 2250 kW

PGA2 = 5 X 530 Kva x cos Ψ

= 2650 kVA x 0,9 = 2385 kW

Pembangkit Daya

Pembagian daya yang terdapat pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran sesuai dengan keadaan beban yang saat ini terpakai. Pembagian beban pada pabrik kelapa sawit sebagai berikut :

1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = 138,8 kW

2. Stasiun Thresing = 203, 5 kW

3. Stasiun Kempa = 555,5 kW

4. Stasiun Klarifikasi = 343,02 kW 5. Stasiun Pengupas biji = 462 kW 6. Stasiun water treatment = 150,6 kW

7. Stasiun Boiler = 676,3 kW

8. Stasiun limbah = 91 kW

Jarak Beban Pada Pabrik

Jarak beban yang terdapat pada pabik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran diukur dari power house. Power house sendiri merupakan tempat

kontrol pembagian beban pada pabrik. Adapun jarak beban tersebut dari power house adalah :

1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = 100 m

2. Stasiun Thresing = 75 m

3. Stasiun Kempa = 50 m

4. Stasiun Klarifikasi = 75 m

5. Stasiun Pengupas biji = 100 m 6. Stasiun water treatment = 50 m

7. Stasiun Boiler = 50 m

8. Stasiun limbah = 800 m

Jenis Penghantar Yang Digunakan

Pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran digunakan berbagai jenis penghantar. Pemilihan jenis penghantar biasanya dilihat dari lokasi beban yang terpasang. Untuk pembagian beban ke sub-sub bagian biasanya digunakan jenis penghantar bawah tanah. Jenis ini digunakan untuk menjamin tekanan yang besar yang akan menimpa penghantar kontrol, digunakan tipe NYFGbY dan tipe NYY.

Untuk penghantar kontrol, digunakan tipe NYAF, NYM, dan YMHY, penghantar ini digunakan untuk kontrol pada motor-motor listrik.

Adapun jenis penghantar yang digunakan pada pabrik kelapa sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran ke sub-sub bagian beban adalah :

1. Stasiun penimbunan buah dan sterilizer = NYY IC x 70 mm2

2. Stasiun Thresing = NYY IC 70 mm2

4. Stasiun Klarifikasi = NYFGby IC x 300 mm2 5. Stasiun Pengupas biji = NYFGBY IC x 500 mm2 6. Stasiun water treatment = NYY 2C x 70 mm2

7. Stasiun Boiler = NYFGby IC x 500 mm2

8. Stasiun Limbah = NYY 2 C x 35 mm2

Analsia Kawat Penghantar

Untuk menghitung luas penampang kawat penghantar, dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Vdrop I l

A=2.. .ρ ………...……….... (5.1) dimana : A = Luas penampang kawat penghantar (mm2)

l = panjang kawat penghantar (m)

I = Arus yang mengalir pada kawat penghantar (A)

ρ = Tahanan jenis kawat penghantar (Ωmm /2 m) Vdroop = drop tegangan (volt)

Dengan drop tegangan yang diperbolehkan PLN sebesar 5% maka dapat dihitung sebagai berikut:

1. Stasiun Penimbunan Buah dan Sterilizer. Arus yang mengalir

P = 3.V.I.cosϕ

I =

φ

cos 400 . 3

P

=

9 , 0 . 400 . 3

10 . 5 ,

= 222,12 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 12 , 22 . 100 . 2

= 38,87 mm2 2. Stasiun Therising

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ

I =

ϕ cos . 400 . 3 P

= 326,36 Amp

maka =

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 9 . 36 , 326 . 75 . 2

= 42,8 mm2 3. Stasiun Kempa

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ

I =

ϕ cos . 400 . 3 P

= 890,89 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 89 , 890 . 50 . 2

= 77,95 mm2 4. Stasiun Klarifikasi

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P

I =

9 , 0 . 400 . 3 10 . 02 , 343 3

= 520,12 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 12 , 550 . 75 . 2

= 72,20 mm2 5. Stasiun Pengupas Biji

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 462 3

= 790,94 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 94 , 740 . 100 . 2

= 129,66 mm2 6. Stasiun Water Treatment

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 6 , 16 3

= 241,52 Amp

maka :

Vdroop q= 2.1.1.ρ

= % 5 . 400 0175 , 0 . 52 , 241 . 50 . 2

= 21,13 mm2 7. Stasiun Boiler

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ

I = ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 3 , 676 3

= 1084,63 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 63 , 1084 . 50 . 2

= 94,90 mm2 8. Stasiun Limbah

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 91 3

= 145,94 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 94 , 145 . 800 . 2

= 204,31 mm2 9. Kantor,dll

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 462 41 3

= 65,75 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 75 , 65 . 600 . 2

= 69,03 mm2 10.Perumahan, dll

Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 218 3

= 349,62 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 62 , 349 .. 800 . 2

= 489,46 mm2

11.Gudang + Mess Karyawan Arus yang mengalir P = 3.V.I.cosϕ I =

ϕ cos . 400 . 3 P = 9 , 0 . 400 . 3 10 . 28 3

= 44,90 Amp maka :

Vdrop I l A=2.. .ρ = % 5 . 400 0175 , 0 . 90 , 44 . 400 . 2

= 31,43 mm2

4.6Analisa Pengaman Yang Digunakan

Berdasarkan PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik) 2000 pasal 3.24.3.2 yang berbunyi “ Karakteristik operasi suatu gawai yang memproteksi kabel terhadap beban lebih harus memenuhi dua kondisi sebagai berikut :

a. I_B ≥I_n ≤I_Z b. I_Z ≥1,45_n ≤I_Z

dengan : IB = arus yang mendasari desain sirkuit

IZ = kemampuan hantar arus (KHA) kontinu dari tabel

I2 = arus yang menjamin operasi efektif gawai proteksi

Maka pengaman yang memproteksi kabel terhadap beban lebih dapat dihitung (berdasarkan KHA kontinu Tabel lihat lampiran 1) :

1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.365

Amp I₂ ≤529,25

2. Stasiun Theresing

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.365

Amp I₂ ≤529,25 3. Stasiun Kempa

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.843

Amp I₂ ≤1222,35 4. Stasiun Klarifikasi

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.843

Amp I₂ ≤1222,35

5. Stasiun Pengupas Biji

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.1125

Amp I₂ ≤1631,25

6. Stasiun Water Treatmen

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.272

Amp I₂ ≤394,4 7. Stasiun Boiler

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.157

Amp I₂ ≤1631,25 8. Stasiun Limbah

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.157

Amp I₂ ≤5227,65 9. Kantor, dll

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.206

Amp I₂ ≤298,7 10.Perumahan, dll

Z I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.1125

Amp I₂ ≤1631,25

11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan

Z I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.272

Amp I₂ ≤394,4

Pengaman juga dapat dihitung berdasarkan arus nominal (In) dari gawai proteksi

yang digunakan :

1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer

n I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.300

Amp I2 ≤435

2. Stasiun Theresing

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.400

Amp I₂ ≤580

3. Stasiun Kempa

n I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.800

Amp I2 ≤1160

4. Stasiun Klarifikasi

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.800

Amp I₂ ≤1160

5. Stasiun Pengupas Biji

n I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.1125

Amp I₂ ≤435

6. Stasiun Water Treatmen

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.272

Amp I₂ ≤394,4 7. Stasiun Boiler

Z I I₂ ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.300

Amp I₂ ≤435

8. Stasiun Limbah

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.200

Amp I₂ ≤290 9. Kantor, dll

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.75

Amp I2 ≤108,75 10.Perumahan, dll

n I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.1000

Amp I₂ ≤1450

11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan

n I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.200

Amp I₂ ≤290

Pengaman juga dapat dihitung berdasarkan arus yang mendasari desain sirkuit )

(Iβ .

1. Stasiun Penimbunan buah dan Sterilizer

β

I I2 ≤1,45≤

mp A I2 ≤1,45.222,12

Amp I₂ ≤322,07

2. Stasiun Theresing

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.326,36

Amp I₂ ≤473,22 3. Stasiun Kempa

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.890,89

Amp I2 ≤1291,79

4. Stasiun Klarifikasi

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.550,12

Amp I₂ ≤1797,67

5. Stasiun Pengupas Biji

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.790,94

Amp I₂ ≤1074,36

6. Stasiun Water Treatmen

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.241,52

Amp I₂ ≤350,20 7. Stasiun Boiler

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.1084,63

Amp I₂ ≤1572,71 8. Stasiun Limbah

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.145,94

Amp I₂ ≤3211,6122,07 9. Kantor, dll

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.65,75

Amp I₂ ≤95,33 10.Perumahan, dll

β

I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.1349,62

Amp I₂ ≤506,95

11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan

β

I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.44,90

Amp I₂ ≤65,10

Analsia Daya Dengan Beban

Untuk mengetahui seberapa besar faktor-faktor beban menpengaruhi terhadap operasional pabrik dapat dihitung :

1. Faktor Kebutuhan (Demand Factor)

Diketahui : Beban maksimum pada pabrik kelapa sawit 2947,42 kW Daya terpasang

Deman Faktor =

Terpasang Beban Maksimum Deman = kW kW 8685 42 , 2947 = 0,34

2. Faktor Beban harian (Load Factor)

Diketahui : konsumen energi dalam 24 jam = 34186,12 kW Beban puncak = 1867,28 kW

Faktor Beban :

jam x puncak Beban jam dalam total energi konsumen 24 24 = jam x kW kW 28 , 1867 12 , 34186

= 0,76 jam

3. Faktor pembangkit (Plant Factor) Diketahui : Faktor daya 0,9

Kapasitas pembangkit = 9650 kVA = 9650 kVA.0,9 = 8685 kW

Faktor pembangkit =

pembangkit kapasitas

beban faktor x puncak beban

=

kW

jam x

kW 8685

/ 76 , 0 28

, 1867

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Setelah menguraikan isi karya Akhir dari bab I sampai bab IV, maka penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pembangkit listrik utama digunakan pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran adalah turbin uap, sedangkan pembangkit cadangan adalah diesel generator set.

2. Pembangkit listrik pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran terdiri dari 4 buah turbin uap dengan kapasitas 1125 KVA dan 10 buah diesel generator set berkapasitas 530 KVA sebanyak 5 buah dan 500 KVA sebanyak 5 buah.

3. Digunakannya turbin uap sebagai pembangkit listrik utama dikarenakan bahan bakar untuk boiler selalu tersedia didalam pabrik berupa serabut dan cangkang kelapa sawit.

4. Selain Crude Palm Oil (CPO) yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit, pabrik ini juga menghasilkan kernel.

5. Sistem distribusi yang digunakan pada pabrik merupakan sistem distribusi radial, dimana sistem distribusi radial ini sangat sederhana dan murah

6. Distribusi tenaga listrik pada pabrik tidak menggunakan trafo distribusi untuk menyalurkan tenaga listrik kebeban melainkan menggunakan busbar

7. Untuk pasokan daya listrik, pabrik tidak mengalami permasalahan yang cukup serius, hal ini karena sumber pembangkit tenaga listrik pada pabrik melebihi beban yang dilayani, baik itu pembangkit utama maupun pembangkit cadangan.

8. Hasil perhitungan penghantar tidak sesuai dengan penghantar yang digunakan pada pabrik. Hal ini disebabkan pada perhitungan penghantar jarak sangat berpengaruh sedangkan pada pabrik diambil penghantar yang sesuai dengan besarnya beban tanpa memperhitungkan jarak.

9. Hasil perhitungan pengamanan dengan menggunakan IZ lebih besar

daripada menggunakan IB, disebabkan IZ diambil berdasarkan KHA

kontiniu penghantar sedangkan IB berdasarkan hasil perhitungan.

5.2 Saran

1. Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin maju dan canggih sudah selayaknya setiap pegawai khususnya teknisi dan operator untuk lebih meningkatkan kemampuan dan pengetahuan baik dari segi teori maupun aplikasinya guna meningkatkan kinerja peralatan yang menjadi wewenang dan tanggung jawabnya.

DAFTAR PUSTAKA

Argha.G, 1985, “ Kumpulan bahan kuliah ketel uap “, Lembaga Perkebunan Yogyakarta.

Anonim, 1999, “ Pedoman Pengoperasian, Pengolahan Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III “, Kebun Sei Silau

M.M.El-Wakil, Alih Bahasa Ir.E.Jasjfi,Msc, 1992, “Instalasi Pembangkit

Daya “, Penerbit Erlangga.

Ir.Djiteng Marsudi, 2005, “ Pembangkitan Energi Listrik “, Penerbit Erlangga. Zuhal, 1998, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya “,

PT.Gramedia Pustaka Umum.

As. Pabla, Alih Bahasa Ir.Abdul Hadi, 1994, “ Sistem Distribusi Daya Listrik “, Penerbit Erlangga.

5. Stasiun Pengupas Biji β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.790,94

Amp I₂ ≤1074,36

6. Stasiun Water Treatmen β

I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.241,52

Amp I₂ ≤350,20 7. Stasiun Boiler

β I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.1084,63

Amp I₂ ≤1572,71 8. Stasiun Limbah

β I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.145,94

Amp I₂ ≤3211,6122,07 9. Kantor, dll

β I I2 ≤1,45≤

Amp I2 ≤1,45.65,75

Amp I₂ ≤95,33 10.Perumahan, dll

β I I2 ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.1349,62

Amp I₂ ≤506,95

11.Stasiun Gudang + Mess Karyawan β

I I₂ ≤1,45≤

Amp I₂ ≤1,45.44,90

Amp I₂ ≤65,10

Analsia Daya Dengan Beban

Untuk mengetahui seberapa besar faktor-faktor beban menpengaruhi terhadap operasional pabrik dapat dihitung :

1. Faktor Kebutuhan (Demand Factor)

Diketahui : Beban maksimum pada pabrik kelapa sawit 2947,42 kW Daya terpasang

Deman Faktor =

Terpasang Beban Maksimum Deman = kW kW 8685 42 , 2947 = 0,34

2. Faktor Beban harian (Load Factor)

Diketahui : konsumen energi dalam 24 jam = 34186,12 kW Beban puncak = 1867,28 kW

Faktor Beban :

jam x puncak Beban jam dalam total energi konsumen 24 24 = jam x kW kW 28 , 1867 12 , 34186

= 0,76 jam

3. Faktor pembangkit (Plant Factor) Diketahui : Faktor daya 0,9

Kapasitas pembangkit = 9650 kVA = 9650 kVA.0,9 = 8685 kW Faktor pembangkit =

pembangkit kapasitas

beban faktor x puncak beban

=

kW

jam x

kW 8685

/ 76 , 0 28

, 1867

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Setelah menguraikan isi karya Akhir dari bab I sampai bab IV, maka penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pembangkit listrik utama digunakan pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran adalah turbin uap, sedangkan pembangkit cadangan adalah diesel generator set.

2. Pembangkit listrik pada Pabrik Kelapa Sawit PT.PN III Kebun Sei Silau Kisaran terdiri dari 4 buah turbin uap dengan kapasitas 1125 KVA dan 10 buah diesel generator set berkapasitas 530 KVA sebanyak 5 buah dan 500 KVA sebanyak 5 buah.

3. Digunakannya turbin uap sebagai pembangkit listrik utama dikarenakan bahan bakar untuk boiler selalu tersedia didalam pabrik berupa serabut dan cangkang kelapa sawit.

4. Selain Crude Palm Oil (CPO) yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit, pabrik ini juga menghasilkan kernel.

5. Sistem distribusi yang digunakan pada pabrik merupakan sistem distribusi radial, dimana sistem distribusi radial ini sangat sederhana dan murah

6. Distribusi tenaga listrik pada pabrik tidak menggunakan trafo distribusi untuk menyalurkan tenaga listrik kebeban melainkan menggunakan busbar

7. Untuk pasokan daya listrik, pabrik tidak mengalami permasalahan yang cukup serius, hal ini karena sumber pembangkit tenaga listrik pada pabrik melebihi beban yang dilayani, baik itu pembangkit utama maupun pembangkit cadangan.

8. Hasil perhitungan penghantar tidak sesuai dengan penghantar yang digunakan pada pabrik. Hal ini disebabkan pada perhitungan penghantar jarak sangat berpengaruh sedangkan pada pabrik diambil penghantar yang sesuai dengan besarnya beban tanpa memperhitungkan jarak.

9. Hasil perhitungan pengamanan dengan menggunakan IZ lebih besar

daripada menggunakan IB, disebabkan IZ diambil berdasarkan KHA

kontiniu penghantar sedangkan IB berdasarkan hasil perhitungan.

5.2 Saran

1. Sejalan dengan perkembangan teknologi yang semakin maju dan canggih sudah selayaknya setiap pegawai khususnya teknisi dan operator untuk lebih meningkatkan kemampuan dan pengetahuan baik dari segi teori maupun aplikasinya guna meningkatkan kinerja peralatan yang menjadi wewenang dan tanggung jawabnya.

DAFTAR PUSTAKA

Argha.G, 1985, “ Kumpulan bahan kuliah ketel uap “, Lembaga Perkebunan Yogyakarta.

Anonim, 1999, “ Pedoman Pengoperasian, Pengolahan Kelapa Sawit PT.Perkebunan Nusantara III “, Kebun Sei Silau

M.M.El-Wakil, Alih Bahasa Ir.E.Jasjfi,Msc, 1992, “Instalasi Pembangkit

Daya “, Penerbit Erlangga.

Ir.Djiteng Marsudi, 2005, “ Pembangkitan Energi Listrik “, Penerbit Erlangga. Zuhal, 1998, “ Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya “,

PT.Gramedia Pustaka Umum.

As. Pabla, Alih Bahasa Ir.Abdul Hadi, 1994, “ Sistem Distribusi Daya Listrik “, Penerbit Erlangga.