Studi Perancangan Kapasitas Genset Sebagai Cadangan Pada PT. Inti Kimiatama Perkasa

TUGAS AKHIR

STUDI PERANCANGAN KAPASITAS GENSET SEBAGAI
CADANGAN PADA PT. INTI KIMIATAMA PERKASA
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh
AZWAR SOFWAN MARPAUNG
050402030

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
PT. Inti Kimiatama Perkasa merupakan sebuah perusahaan industri yang
berada di kawasan Komplek Industri Medan (KIM) Tanjung Morawa yang
menghasilkan produk house needing untuk wilayah pasokan seluruh Sumatera.
Proses kegiatan produksi dilakukan setiap hari baik siang maupun malam. Untuk
memenuhi kebutuhan listriknya, PT. Inti Kimiatama Perkasa memiliki 2 (dua) jenis
sumber pasokan listrik antara lain: Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai sumber
energi listrik utama dengan kapasitas 2500 kVA dan diesel generating set sebagai
sumber energi listrik cadangan sebanyak 2 (dua) buah dengan total kapasitas 1620
KVA.
Total beban terpasang di PT. Inti Kimiatama Perkasa sebesar 1280706,508
W. Beban terpakai di PT. Inti Kimiatama Perkasa saat beban puncak adalah sebesar
930 KVA. Dengan melihat kapasitas beban terpasang dan beban terpakai di PT. Inti
Kimiatama Perkasa, maka besar demand factor adalah sebesar 0,732, sedangkan
besar load factor adalah sebesar 66,2 % dari total beban puncak.
Dengan mengasumsikan fluktuasi beban harian maka diperoleh base load
sebesar 437,68 kVA, sehingga dalam perencanaan diesel generating set di PT. Inti
Kimiatama Perkasa dapat dikatakan benar dengan menggunakan 2 (dua) buah diesel
generating set dengan kapasitas tiap unit sebesar 810 kVA. Pemilihan diesel
generating set tersebut dapat dikatakan benar sebagai stand-by unit, sebab faktor
kecepatan dari diesel generating set M 900 F adalah sebesar 1,875 yang merupakan
faktor kecepatan rendah.

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah
memberikan kemampuan dan ketabahan dalam menghadapi segala cobaan, halangan
dan rintangan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat beriring salam
penulis hadiahkan kepada junjungan Rasulullah Muhammad S.A.W.
Tugas akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu
Ayahanda Hasiholan Marpaung dan Ibunda Ratna Juita, serta Kakak tercinta Renni
Sartika dan adik-adik yang tersayang Hasrul Efendi dan Emil Gunawan yang
merupakan bagian dari hidup penulis yang senantiasa mendukung dan mendoakan
dari sejak penulis lahir hingga sekarang.
Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan
untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di
Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun
judul Tugas Akhir ini adalah:

STUDI PERANCANGAN KAPASITAS GENSET SEBAGAI
CADANGAN PADA PT. INTI KIMIATAMA PERKASA
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya
Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan serta dukungan dari
berbagai pihak. Untuk itu penulis dalam kesempatan ini ingin mengucapkan terima
kasih kepada:

Universitas Sumatera Utara

1.

Bapak Ir. Sumantri Zulkarnain, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

2.

Bapak Ir. Rachman Hasibuan, selaku Penasehat Akademis penulis, atas
bimbingan dan arahannya dalam menyelesaikan perkuliahan selama ini.

3.

Bapak Prof.Dr.Ir.Usman Ba’afai selaku Ketua Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4.

Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5.

Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan
seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara atas segala bantuannya.

6.

Untuk yang spesial, kepada Adek_Q Siska Ayu Wulandari, terima kasih atas
dukungan dan semangatnya serta Mbak Tita dan Bang Andi yang menjadi
sosok bagi penulis sebagai contoh panutan.

7.

Kepada Babak dan Mamak yang telah mendoakan keberhasilan penulis. Ini
hadiah yang penulis bisa berikan.

8.

Sahabat-sahabat terbaik di elektro: Diana, Amy, Dewi, Gifari, Dedi.M, Rudi,
Reza, Ardi, Arie, Putra, Riza, Harpen, Khairil, Apriany P.S.U.S, Chici, Once,
Nisa, Taci, Muti, Icha, Christina, Riki, Kira, Prindi, Yona, Rifky, Dedi.A,
Megi, Irpan, Andry, Alex, dan seluruh Gemboeng 2005 , semoga silaturahmi
kita terus terjaga. And “I will after you to success”

Universitas Sumatera Utara

9.

Kepada Om Def dan Tek Inong yang telah mengusahakan penulis melakukan
penelitian di pabrik. Tak lupa terima kasih kepada Om Iiit yang sudah capek
mengurusi surat supaya penulis bisa melakukan penelitian di pabrik.

10.

Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik

dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan
tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat
penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini
bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Februari 2010
Penulis

Azwar Sofwan Marpaung
NIM. 050402030

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK ............................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................v
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. ix
BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................................1
1.1 Latar Belakang ..........................................................................................................1
1.2 Rumusan masalah .....................................................................................................2
1.3 Tujuan Penulisan .......................................................................................................2
1.4 Batasan Masalah .......................................................................................................2
1.5 Metodologi Penulisan................................................................................................2
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................................3

BAB II. TEORI DASAR...........................................................................................5
2.1. Penjelasan Umum Diesel Generating Set ...................................................................5
2.2. Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik .............................................................6
2.3. Mesin Diesel .............................................................................................................7
2.3.1. Faktor Kecepatan ........................................................................................................... 9
2.3.2. Jumlah Silinder ............................................................................................................ 10

2.4. Generator ................................................................................................................10
2.4.1. Konstruksi Generator Sinkron ...................................................................................... 11
2.4.2. Tegangan Induksi Pada Belitan Tiga Fasa ..................................................................... 12

2.5. Pengaturan Tegangan ..............................................................................................16

Universitas Sumatera Utara

2.6. Governor .................................................................................................................17
2.7. Karakteristik Governor ............................................................................................18
2.7.1. Speed Droop ................................................................................................................ 18
2.7.2. Isochronous.................................................................................................................. 19

2.8 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch) .................... 20
2.8.1 Pengertian AMF dan ATS ............................................................................................. 20
2.8.2 Cara Kerja AMF dan ATS ............................................................................................. 21

2.9. Sistem Start .............................................................................................................22
2.10. Pengaman Diesel Generating Set ...........................................................................23
2.10.1. Pengaman Mesin Diesel ............................................................................................. 23
2.10.2. Pengaman Generator .................................................................................................. 24

2.11. Power House .........................................................................................................25
2.11.1. Bangunan ................................................................................................................... 25
2.11.2. Pentanahan ................................................................................................................. 26

2.12. Kabel ....................................................................................................................26

BAB III. BEBAN TERPASANG ............................................................................30
3.1. Sistem Distribusi .....................................................................................................30
3.2. Beban Terpasang .....................................................................................................32
3.3. Data Beban Harian ..................................................................................................33

BAB IV. PERANCANGAN KAPASITAS GENSET SEBAGAI CADANGAN
PADA PT. INTI KIMIATAMA PERKASA ........................................................... 36
4.1 Analisa Beban ..........................................................................................................37
4.2. Pemilihan Diesel Generating Set .............................................................................39
4.3. Analisa Faktor Kecepatan........................................................................................42
4.4. Analisa Sistem Starting ...........................................................................................42
4.5. Analisa Kerja AMF – ATS ......................................................................................44

Universitas Sumatera Utara

4.6. Power House ...........................................................................................................47
4.7. Pentanahan ..............................................................................................................48
4.8. Analisa Pemilihan Kabel .........................................................................................49

KESIMPULAN ...................................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................52

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Penampang tengah ruang bakar mesin diesel ........................................8
Gambar 2.2. Diagram Siklus Otto .............................................................................8
Gambar 2.3. Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron ............................ 11
Gambar 2.4.a Gambaran bentuk rotor Non-salient (rotor silinder) ...........................11
Gambar 2.4.b Penampang rotor pada generator sinkron...........................................11
Gambar 2.5 Karakteristik Tegangan ........................................................................16
Gambar 2.6. Karakteristik Speed Droop ..................................................................18
Gambar 2.7. Karakteristik Isochronous ...................................................................19
Gambar 2.8. Hubungan AMF dengan alat pengontrol..............................................20
Gambar 2.9. Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS .........................................21
Gambar 2.10. Sistem Interlock ATS ........................................................................22
Gambar 4.1. Skema Perencanaan Pembangkit Listrik ..............................................36
Gambar 4.2. Sistem Starting Diesel Generating Set .................................................43
Gambar 4.3. Block Diagram Pengoperasian Generator Secara Otomatis .................. 46
Gambar 4.4. Power House Diesel Generating Set M 900 F.....................................47

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Perbandingan Tegangan dan Daya .....................................................................16
Tabel 2.2. Korutnrksi dan KHA maksimum Kabel NYFGbY 0,6/l kV berinti tunggal ......... 29
Tabel 3.1. Main Distribution Panel di PT. Inti Kimiatama Perkasa ......................................31
Tabel 3.2. Beban Harian Rata-rata ......................................................................................34

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
PT. Inti Kimiatama Perkasa merupakan sebuah perusahaan industri yang
berada di kawasan Komplek Industri Medan (KIM) Tanjung Morawa yang
menghasilkan produk house needing untuk wilayah pasokan seluruh Sumatera.
Proses kegiatan produksi dilakukan setiap hari baik siang maupun malam. Untuk
memenuhi kebutuhan listriknya, PT. Inti Kimiatama Perkasa memiliki 2 (dua) jenis
sumber pasokan listrik antara lain: Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebagai sumber
energi listrik utama dengan kapasitas 2500 kVA dan diesel generating set sebagai
sumber energi listrik cadangan sebanyak 2 (dua) buah dengan total kapasitas 1620
KVA.
Total beban terpasang di PT. Inti Kimiatama Perkasa sebesar 1280706,508
W. Beban terpakai di PT. Inti Kimiatama Perkasa saat beban puncak adalah sebesar
930 KVA. Dengan melihat kapasitas beban terpasang dan beban terpakai di PT. Inti
Kimiatama Perkasa, maka besar demand factor adalah sebesar 0,732, sedangkan
besar load factor adalah sebesar 66,2 % dari total beban puncak.
Dengan mengasumsikan fluktuasi beban harian maka diperoleh base load
sebesar 437,68 kVA, sehingga dalam perencanaan diesel generating set di PT. Inti
Kimiatama Perkasa dapat dikatakan benar dengan menggunakan 2 (dua) buah diesel
generating set dengan kapasitas tiap unit sebesar 810 kVA. Pemilihan diesel
generating set tersebut dapat dikatakan benar sebagai stand-by unit, sebab faktor
kecepatan dari diesel generating set M 900 F adalah sebesar 1,875 yang merupakan
faktor kecepatan rendah.

Universitas Sumatera Utara

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Catu daya utama yaitu PLN sangat berpengaruh terhadap penyediaan energi

listrik bagi masyarakat. Energi listrik dari PLN, tidak selalu continue dalam
penyalurannya. Suatu saat pasti terjadi pemadaman dari PLN.
Suplai energi listrik sangat diperlukan oleh industri dalam menjalankan
produksinya. PT. Inti Kimiatama Perkasa merupakan perusahaan yang bergerak di
bidang homesneed yang memproduksi kebutuhan rumah tangga yaitu anti serangga.
PT. Inti Kimiatama Perkasa menggunakan suplai energi listrik utama dari PLN.
Sehingga jika PLN padam, maka suplai energi listrik dari PLN pun mati.
PT. Inti Kimiatama Perkasa memerlukan energi listrik yang utama untuk
penerangan ruangan-ruangan tertentu, seperti: ruang office, ruang kontrol, serta
bagian-bagian yang tergabung dalam sistem keamanan, seperti exit door, fire door.
Karena ruangan-ruangan ini penting untuk kegiatan yang terus berlangsung. Agar
kapasitas daya genset yang diperlukan lebih kecil dan tidak terlalu tinggi biayanya,
pemakaian energi listrik pada kawasan-kawasan tertentu dapat dikurangi.
Berdasarkan hal diatas agar ruangan-ruangan tersebut tetap mendapat suplai
energi listrik cadangan dan beberapa mesin beroperasi dibutuhkan genset. Suplai
cadangan listrik sebagai back-up suplai cadangan utama yaitu generator set (genset).

Universitas Sumatera Utara

1.2

Rumusan masalah
Yang menjadi rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah :
1. Bagaimana prinsip kerja genset
2. Bagaimana kinerja peralihan sumber energi
3. Apa saja pengaman yang digunakan pada sistem genset
4. Bagaimana analisis pembagian beban genset

1.3

Tujuan Penulisan
1. Menghitung daya yang diperlukan genset pada PT. Inti Kimiatama Perkasa
2. Penentuan dasar pemilihan mesin diesel yang akan dipergunakan, meliputi
faktor kecepatan dan jumlah silinder.
3. Menentukan luas penampang penghantar yang digunakan terhadap bebanbeban yang disuplai genset.

1.4

Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka penulis akan

membatasi pembahasan tugas akhir ini dengan hal-hal sebagai berikut :
1. Tidak membahas parameter generator secara jelas.
2. Tidak membahas prinsip thermodinamika mesin diesel
3. Tidak merincikan catalog peralatan yang digunakan
1.5

Metodologi Penulisan
Metode Penulisan yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah:

Universitas Sumatera Utara

1. Studi Literatur : Berupa tinjauan pustaka dari buku-buku, jurnal ilmiah yang
berkaitan dengan unit instalasi genset.
2. Diskusi : Berupa konsultasi dengan dosen pembimbing, dosen-dosen yang
lain dan rekan-rekan mahasiswa mengenai masalah yang timbul dalam
penulisan.
3. Studi Observasi
• Pengamatan langsung ke lokasi

• Wawancara langsung dengan teknisi PT. Inti Kimiatama Perkasa yang
berkaitan dengan pengumpulan data sehingga dapat lebih jelas.
1.6

Sistematika Penulisan
Untuk memberikan gambaran mengenai tulisan ini, secara singkat dapat

diuraikan sistimatika penulisan sebagai berikut:
BAB I
Bab

: PENDAHULUAN
ini

penulisan,

mengatur
batasan

tentang
masalah,

latar

belakang

metodologi

masalah,

tujuan

penulisan,

serta

sistematika penulisan.
BAB II

: TEORI DASAR

Bab ini membahas mengenai unit rangkaian instalasi genset dengan
komponen-komponen pendukungnya, AMF dan ATS, battery charger,
pengaman peralatan, perlengkapan instalasi
BAB III

: BEBAN TERPASANG

Universitas Sumatera Utara

Bab ini berisi analisis data-data yang diperlukan untuk melakukan
perancangan.
BAB IV : PERANCANGAN KAPASITAS GENSET SEBAGAI
CADANGAN PADA PT. INTI KIMIATAMA PERKASA
Berisi tentang analisa data serta perhitungan-perhitungan agar sistem dapat
berjalan lancar
BAB V

: KESIMPULAN

Berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil pembahasan sebelumnya.

Universitas Sumatera Utara

BAB II
TEORI DASAR
2.1. Penjelasan Umum Diesel Generating Set
Diesel generating set adalah salah satu pembangkit listrik yang sering
digunakan dengan menggunakan bahan bakar, dan cocok untuk lokasi persediaan air
yang terbatas.
Diesel generating set memiliki keuntungan antara lain adalah:


Proses start mudah dilakukan, hanya membutuhkan sedikit waktu untuk
pemanasan, kemudian mesin dapat dibebani.



Mudah dimatikan, dengan kata lain mesin diesel dijalankan tanpa beban terlebih
dahulu hingga dingin kemudian mesin dapat dimatikan.
Fungsi utama dari diesel generating set adalah penyedia listrik yang dapat

berfungsi untuk :


Sebagai unit cadangan (emergency) yang dijalankan pada saat keadaan darurat
atau saat terjadi pemadaman pada unit pembangkit utama (PLN).



Sebagai unit pembangkit bantuan yang dapat membantu suplai listrik dari PLN
atau sebagai pemikul beban tetap.



Sebagai unit pembangkit listrik pada beban puncak atau peak load
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan pilihan yang sesuai untuk diesel

generating set antara lain adalah sebagai berikut:

Universitas Sumatera Utara



Jarak dari beban dekat, hal ini bertujuan agar dapat menekan rugi-rugi yang
dapat ditimbulkan oleh konduktor menuju beban.



Persedian areal tanah dan air, hal ini disebabkan karena diesel generating set
tidak membutuhkan lahan yang besar jika dibandingkan dengan PLTU yang
membutuhkan lahan yang besar dengan kapasitas air yang banyak.



Pengangkutan bahan bakar, pertimbangan tersebut penting dilakukan. Hal ini
disebabkan untuk mengurangi jumlah dana yang tidak perlu, seperti ongkos
transportasi yang jauh.



Kebisingan dan kesulitan lingkungan.

2.2. Karakteristik Beban dan Faktor Pusat Listrik
Mengingat bahwa tenaga listrik tidak dapat disimpan, maka perlu jaminan
agar daya yang dibangkitkan oleh generator sama dengan kebutuhan (beban). Pada
umumnya beban selalu berubah sehingga daya yang dihasilkan oleh generator selalu
disesuaikan dengan beban yang berubah-ubah tersebut.
Demand factor adalah perbandingan antara beban puncak dengan beban
terpasang pada suatu beban listrik. Besar demand factor dapat diketahui dari
persamaan dibawah ini:

Demand factor =

Beban Puncak Yang Terpakai (MW)
Total Beban YangTerpasang (MW)

(2.1)

Load factor adalah perbandingan antara daya rata-rata dalam jangka waktu
tertentu dan jumlah kapasitas terpasang pada suatu pusat listrik. Besar load factor
dapat diketahui dari persamaan dibawah ini:

Universitas Sumatera Utara

Load factor =

Beban rata − rata (MW)
Beban Puncak (MW)

(2.2)

Faktor pusat listrik menunjukkan bagaimana peralatan listrik telah
dimanfaatkan, factor ini dipakai sebagai standar dalam membuat penilaian ekonomis
dari pusat listrik. Faktor ini dapat juga dipakai untuk menunjukkan dan menentukan
ketepatan kapasitas dari peralatan.
Beban pada suatu sistem tenaga terjadi karena adanya permintaan tenaga
yang sifatnya berbeda-beda. Dalam suatu sistem tenaga kebutuhan listrik untuk
penerangan besar, variasi beban dalam satu hari juga besar, dengan puncaknya pada
waktu siang – malam hari.
2.3. Mesin Diesel
Mesin diesel atau motor diesel adalah sejenis motor bakar pembakaran dalam
(internal combustion engine), yang dimana pembakaran dalam yang dimaksud
adalah bahan bakar dan udara, terbakar di dalam ruang bakar, di dalam silinder, yaitu
ruangan yang dibatasi oleh dinding silinder, kepala torak dan kepala silinder.
Pada motor diesel dipakai bahan bakar minyak solar atau minyak diesel.
Bahan bakar dan udara dimasukkan berturut-turut ke dalam silinder. Mula-mula
udara bersih, terlebih dulu dimasukkan ke dalam katub isap, kemudian udara tersebut
di komplimer (dipapatkan) oleh torak ke atas, hingga tekanan udara naik (35-40
kg/cm2) akibatnya suhu menjadi tinggi, lebih tinggi dari pada suhu nyala bahan
bakar. Kemudian bahan bakar dimasukkan ke dalam silinder dan bahan bakar
mengalami proses pengkabutan dan berbentuk gas, gas tersebut bersentuhan dan

Universitas Sumatera Utara

bercampur dengan udara panas yang ada dalam silinder dan terjadilah pembakaran
dengan suhu sekitar 1200 – 16000 C.

Gambar 2.1. Penampang tengah ruang bakar mesin diesel

Pada prinsipnya siklus diesel secara ideal mirip siklus otto akan tetapi proses
pemasukan kalornya dilakukan dengan tekanan konstan. Diagram dibawah ini
merupakan diagram siklus otto.

Gambar 2.2. Diagram Siklus Otto

Universitas Sumatera Utara

Langkah-langkah proses siklus otto adalah sebagai berikut:


1-2

: Proses kompresi adiabatic.



2-3

: Proses pemasukan kalor masuk, volume konstan.



3-4

: Proses ekspansi adiabatic.



4-1

: Proses pengeluaran kalor, volume konstan.



Q1

: Panas masuk.



Q2

: Panas keluar.

2.3.1. Faktor Kecepatan
Dalam pemilihan mesin diesel, faktor kecepatan menentukan apakah mesin
yang akan digunakan adalah mesin dengan kecepatan tinggi atau rendah. Untuk
menghitung besarnya faktor kecepatan dapat dilihat pada persamaan dibawah ini.

Cs =

n2 . l
600000

(2.3)

Keterangan:
Cs

: Faktor kecepatan

n

: Putaran mesin diesel (rpm)

l

: panjang langkah (ft).

Dari persamaan (2.3) maka kecepatan untuk mesin diesel dapat dibagi menjadi 4
(empat) kelas, yaitu:
1. Mesin kecepatan rendah dengan faktor kecepatan < 3.
2. Mesin kecepatan sedang dengan faktor kecepatan 3 sampai 9.
3. Mesin kecepatan tinggi dengan faktor kecepatan 9 sampai 27.
4. Mesin dengan kecepatan sangat tinggi dengan faktor kecepatan 27 sampai 81.

Universitas Sumatera Utara

2.3.2. Jumlah Silinder
Pada umumnya jumlah silinder tergantung kecepatan putar mesin (rpm).
Makin besar jumlah silinder makin banyak jumlah dorongan yang terjadi. Oleh
karena itu untuk menghindari terjadinya light flicker (naik turunnya tegangan) maka
jumlah silinder yang digunakan minimal 4 (empat) buah. Suatu ketetapan agar light
flicker tidak terasa, maka jumlah dorongan silinder tiap detiknya harus lebih dari 16
(enam belas) dorongan, dimana banyaknya jumlah dorongan tersebut dapat dilihat
dari rumus dibawah ini.
Jumlah dorongan =

n.i
120

(2.4)

Keterangan:
n

: Kecepatan putaran mesin (rpm)

i

: Jumlah pembakaran (jumlah silinder)

2.4. Generator
Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang
digunakan untuk mengkonvesikan daya mekanis menjadi daya listrik arus bolakbalik. Arus DC yang disupplai ke rotor, akan menghasilkan medan magnet pada
rotor. Kemudian rotor diputar dengan kecepatan tertentu oleh penggerak mula (prime
mover), sehingga medan magnet akan berputar di dalam mesin tersebut, dan
menginduksikan tegangan pada belitan stator. Dalam hal ini belitan medan berada di
rotornya, sedangkan belitan jangkar berada pada statornya.

Universitas Sumatera Utara

2.4.1. Konstruksi Generator Sinkron
Rotor generator sinkron merupakan merupakan sebuah magnet besar, dimana
konstruksinya dapat berupa salient atau non salient. Bentuk salient adalah bentuk yang
menonjol atau menempel di bagian luar, dimana kutub-kutubnya menonjol dari
permukaan rotor dan bentuknya seperti tapak sepatu sehingga sering disebut dengan
rotor kutub sepatu. Bentuk rotor non salient konstruksi kutub-kutubnya rata dengan
permukaan rotor yang berbentuk silinder, sehingga sering disebgut rotor silinder.

Gambar 2.3. Rotor salient (kutub sepatu) pada generator sinkron

(a)

(b)

Gambar 2.4.a Gambaran bentuk rotor Non-salient (rotor silinder)
Gambar 2.4.b Penampang rotor pada generator sinkron

Universitas Sumatera Utara

2.4.2. Tegangan Induksi Pada Belitan Tiga Fasa
Belitan pada ststor adalah tempat memperoleh energi listrik dan disebut
dengan belitan jangkar, sedangkan belitan pada rotor dialiri arus medan untuk
menimbulkan medan magnet. Satu siklus kutub S-U pada rotor memiliki kisar sudut
(sudut magnetis atau sudut elektrik) 3600.
Pada mesin empat kutub (dua pasang kutub), satu periode siklus mekanis
(perputaran rotor) sama dengan dua periode siklus magnetik. Jadi hubungan antara
sudut kisaran mekanik dengan sudut kisaran magnetik adalah

θ magnetik ( derajat ) = 2 x θ mekanis ( derajat )

(2.5)

atau secara umum

θ magnetik ( derajat ) =

P
x θ mekanis ( derajat )
2

(2.6)

dengan P adalah jumlah kutub
kecepatan sudut mekanik adalah :
ωmekanik =

dθ mekanik
t

= 2π f

mekanis

(2.7)

Frekuensi mekanik (fmekanik) adalah jumlah siklus mekanik per detik yang
tidak lain adalah kecepatan perputaran rotor per detik. Biasanya kecepatan rotor
dinyatakan dengan jumlah rotasi per menit (rpm). Jadi, jika kecepatan rotor adalah n
rpm, maka jumlah siklus per detik adalah

n
n
atau fmekanik =
siklus per detik.
60
60

Kecepatan sudut magnetis adalah

ωmagnetik =

dθ magnetik
t

= 2π f

magnetik

(2.8)

Universitas Sumatera Utara

dari persamaan (2.6) dan persamaan (2.8) didapat persamaan
ω magnetik =

P
P
P
n
Pn
ω mekanik = 2πf mekanis = 2π
= 2π
2
2
2
60
60

(2.9)

sehingga
f magnetik =

Pn
siklus per detik
120

(2.10)

Perubahan fluksi magnetik akan membangkitkan tegangan induksi di setiap
belitan. Karena fluksi magnet mempunyai frekuensi

f magnetik =

Pn
Hz. Maka
120

tegangan pada belitan akan mempunyai frekuensi
f tegangan =

Pn
Hz
120

(2.11)

Dari persamaan (2.10) ini jelas bahwa untuk memperoleh frekuensi tertentu,
kecepatan perputaran rotor harus sesuai dengan jumlah kutub. Jika diinginkan f = 50
Hz misalnya, untuk p = 2 maka n = 3000 rpm, jika p = 4 maka n = 1500 rpm, jika p =
6 maka n = 100 rpm, dan seterusnya.
Konstruksi mesin kutub menonjol seperti Gambar 2.3 sesuai dengan putaran
rendah tetapi tidak sesuai untuk mesin putaran tinggi karena kendala-kendala
mekanis. Untuk mesin putaran tinggi digunakan konstruksi silindris.
Tegangan yang terbangkit dibelitan pada umumnya diinginkan berbentuk

gelombang-gelombang sinus V = A cos ωt , dengan pergeseran 1200 untuk belitan
fasa-fasa yang lain. Tegangan sebagai fungsi waktu ini pada transformator dapat
langsung diperoleh di belitan sekunder karena fluksinya merupakan fungsi waktu.

Universitas Sumatera Utara

Pada mesin sinkron, fluksi dibangkitkan oleh belitan eksitasi di rotor yang
dialiri arus searah sehingga fluksi tidak merupakan fungsi waktu. Akan tetapi, fluksi
yang ditangkap oleh belitan stator harus merupakan fungsi waktu agar hukum
Faraday dapat diterapkan untuk memperoleh tegangan. Fluksi sebagai fungsi waktu

diperoleh melalui putaran rotor. Jika φ adalah fluksi yang dibangkitkan di rotor dan
memasuki celah udara antara rotor dan stator dengan nilai konstan maka,
pertambahan fluksi yang ditangkap oleh belitan stator adalah
dθ magnetik
dθ s

dt = φω magnetik
dt
Karena ω magnetik = 2πf magnetik = 2π
dφ s
Pn
= φπ
dt
60

(2.12)

Pn
, maka
120

(2.13)

Dari persamaan (2.10) kita peroleh tegangan pada belitan adalah
V = −N

dφ s
Pn
= − Nφπ
60
dt

(2.14)

Jika φ bernilai konstan, tidak berarti bahwa tegangan yang dihasilkan adalah

konstan, karena φ konstan positif untuk setengah periode dan bernilai konstan
negatif untuk setengah periode berikutnya. Maka persamaan (2.14) memberikan
tegangan bolak-balik yang tidak sinus. Untuk memperoleh tegangan berbentuk sinus,

φ harus berbentuk sinus juga. Akan tetapi ia tidak dibuat sebagai fungsi sinus

terhadap waktu, akan tetapi fungsi sinus posisi, yaitu terhadap θ magnetik . Jadi jika

φ = φ m cos θ magnetik

(2.15)

Universitas Sumatera Utara

maka laju pertambahan fluks yang dilingkupi belitan adalah

dθ magnetik
dφ s dφ d
=
= (φ m cos θ magnetik ) = −φ m sin θ magnetik
dt
dt dt
dt

Pn 

= −φ m ω magnetik sin θ magnetik = −φ m  2π
 sin θ magnetik
 120 

(2.16)

Sehingga tegangan belitan
e = −N

dφ s
Pn
= Nπφ m
sin θ magnetik
60
dt

= 2π f N φ m sin θ magnetik = ω Nφ m sin ωt

(2.17)

Pesamaan (2.17) memberikan nilai tegangan sesaat yang dibangkitkan pada
belitan stator, nilai tegangan maksimumnya adalah
Em = ω N φm

(2.18)

(Volt )

Dari nilai efektif tegangannya adalah

E rms =

Em
2

=

ωN φ m
2

=

2πf
2

= 4,44 f N φ m

Nφ m
(Volt )

(2.19)

Tegangan fektif pada terminal mesin tergantung pada hubungan stator
generator apakah Y atau ∆ . Bila stator mesin terhubung Y, maka tegangan
terminalnya akan

3 kali Erms sedangkan bila stator terhubung ∆ , maka tegangan

terminalnya sama dengan tegangan Erms.
Dalam penentuan tegangan dan keluaran generator perlu mempertimbangkan
nilai tegangan dan keluaran kVA-nya. Dibawah ini adalah tabel nilai daya keluaran
minimum dari generator sesuai dengan standar BS 4999 (part 101;I.E.C.341) :

Universitas Sumatera Utara

“recommends the following minimum output related to rated voltage” dan table yang
biasa digunakan sebagai patokan oleh pabrikan.
Tabel 2.1. Perbandingan Tegangan dan Daya
Voltage

MVA

415
3300
6600
11000

Up to 1.5
0.5 to 6
0.8 to 10
1 to 20

2.5. Pengaturan Tegangan
Pengaturan tegangan dari generator didefenisikan sebagai perubahan
tegangan dari beban nol ke beban penuh dengan menjaga eksitasi tetap dan putaran
tetap. Pengaturan tegangan dinyatakan dalam persen (%) dari tegangan nominal,
dirumuskan sebagai berikut :
% regulasi =

Eo − V
x 100%
V

(2.20)

Dimana : Eo = tegangan beban nol
V = tegangan beban penuh
Karakteristik tegangan dari generator sinkron dapat dilihat pada gambar

Gambar 2.5 Karakteristik Tegangan

Universitas Sumatera Utara

Untuk beban dengan faktor daya leading (kapasitif), maka tegangan saat
dibebani akan naik, sehingga diperoleh regulasi negatif. Untuk beban dengan faktor
daya lagging, tegangan saat dibebani akan turun, sehingga diperoleh regulasi positif.
Untuk menentukan regulasi generator dapat dilakukan dengan beberapa cara :


Metoda impedansi sinkron



Metoda MMF



Metoda Potier atau faktor daya nol

2.6. Governor
Governor merupakan suatu alat yang befungsi mengatur kecepatan generator
dengan mengatur penggerak utama atau prime mover dari generator. Kecepatan
generator diatur sedemikian rupa sehingga tetap konstan pada saat generator
dibebani. Dalam mengatur kecepatan generator, generator mengatur konsumsi bahan
bakar yang masuk ke dalam mesin sehingga pada saat beban naik, yang berarti
kecepatan generator turun, governor akan menambah konsumsi bahan bakar yang
masuk. Sedangkan pada saat beban turun, yang berarti kecepatan generator
bertambah, governor akan mengurangi konsumsi bahan bakar yang masuk.
Pembagian governor ada tiga macam, yaitu :


Governor mekanik



Governor mekanik – hidrolik



Governor elektronik

Universitas Sumatera Utara

2.7. Karakteristik Governor
Governor mempunyai 2 karakteristik untuk mengatur putaran generator.
Karakteristik tersebut antara lain :


Speed Droop



Isochronous

2.7.1. Speed Droop
Speed droop adalah satu karakteristik dimana kecepatan generator akan
berkurang ketika generator diberi beban. Umumnya toleransi speed droop yang
diizinkan dalam suatu generator adalah 4%
Persamaan perhitungan speed droop adalah sebagai berikut :

SD =

fo − fl
x 100%
fl

(2.21)

Dimana : fo = frekuensi no load
fl = frekuensi full load
Karakteristik speed droop dapat dilihat pada gambar (2.6)

Gambar 2.6. Karakteristik Speed Droop

Universitas Sumatera Utara

Sp =

P
x 100%
fo − fl

(2.22)

Px = Sp ( fo − fl )
Dimana

Sp

= slope

P

= daya beban penuh

Px

= daya beban tertentu

fx

= frekuensi beban tertentu

(2.23)

2.7.2. Isochronous
Isochronous adalah karakteristik dimana kecepatan generator akan tetap
konstan ketika generator diberi tambahan beban. Hal ini dapat dijelaskan sebagai
berikut : jika beban dari suatu generator bertambah maka putaran generator akan
turun, tetapi jika pertambahan beban itu diikuti dengan pertambahan bahan bakar
yang masuk ke prime mover generator maka putaran generator akan kembali ke
putaran semula, sehingga putarannya tetap konstan. Karakteristik isochronous dapat
dilihat pada gambar (2.7).

Gambar 2.7. Karakteristik Isochronous

Universitas Sumatera Utara

2.8 AMF (Automatic Main Failure) dan ATS (Automatic Transfer Switch)
2.8.1 Pengertian AMF dan ATS

Gambar 2.8. Hubungan AMF dengan alat pengontrol
ATS

adalah

singkatan

dari AutomaticTransfer Switch,

yaitu

proses

pemindahan penyulang dari penyulang/sumber listrik yang satu ke sumber listrik
yang

lain

secara

bergantian

sesuai perintah pemrograman,

ATS

adalah

pengembangan dari COS atau yang biasa disebut secara jelas sebagai Change Over
Switch, beda keduanya adalah terletak pada sistim kerjanya, untuk ATS kendali kerja
dilakukan secara otomatis, sedangkan COS dikendalikan atau dioperasikan secara
manual.
AMF adalah singkatan dalam istilah kelistrikan dari Automatic Main Failure
yang maksudnya menjelaskan cara kerja otomatisasi terhadap sistem terhadap sistem
kelistrikan cadangan apabila terjadi gangguan pada sumber/penyulang listrik utama

Universitas Sumatera Utara

(Main), istilah ini secara umum sering dijabarkan sebagai sistim kendali start dan
stop genset, baik itu diesel generator, genset gas maupun turbin.
2.8.2 Cara Kerja AMF dan ATS

Catu daya
utama

AMF
Pemrosesan
Starter

Catu daya
cadangan

Timer

Interlock

Beban

Penggerak

Gambar 2.9. Blok Diagram proses kerja AMF dan ATS

Catu daya utama (PLN) tidak selalu menyalurkan energi listriknya, kadang
mengalami gangguan. Automatic Main Failure (AMF) dapat mengendalikan transfer
suatu alat dari suplai utama ke suplai cadangan atau dari suplai cadangan ke suplai
utama. AMF akan beroperasi saat catu daya utama (PLN) padam dengan mengatur
catu daya cadangan (genset). Sumber listrik dari PLN saat beroperasi tegangannya
naik turun. Kira-kira 10% dari tegangan nominalnya atau hilang. Sehingga sinyal
gangguan akan masuk ke AMF pada pemrosesan, sinyal diolah menghasilkan
perintah ke penggerak dapat berupa pemutusan kedua catu daya yang sedang
beroperasi dengan system saling mengunci (interlock). AMF dapat mengatur genset
beroperasi jika PLN mati dan memutuskan jika PLN hidup lagi.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.10. Sistem Interlock ATS
2.9. Sistem Start
Sistem start mesin diesel ada dua macam, yaitu :
1.

Sistem start secara manual

2.

Sistem start dengan kompresor udara (air compressor), dan

3.

Sistem start electris dengan electromotor dan accu sebagai baterai.
Untuk diesel dengan daya rendah < 500 kW digunakan electric Sistem ini

menggunakan motor DC dengan suplai listrik dari baterai/accu 12 atau 24 volt untuk
menstart diesel.
Untuk diesel dengan daya > 500 kW, diesel di start dengan udara ditekan dan
disimpan dalam botol. Tekanan udara dalam botol udara 30 kg/cm2 dengan volume
botol harus cukup untuk 6 kali cold start (botol udara tidak diisi). Tekanan botol
tidak boleh turun mencapai 18 kg/cm2 agar cukup untuk start. Harus disediakan
kompressor dengan electromotor 5.5 HP. Untuk setiap diesel motor disediakan dua
botol udara, dan untuk semua diesel motor disediakan satu electromotor drive
compression.

Universitas Sumatera Utara

2.10. Pengaman Diesel Generating Set
Pada waktu pengoperasian diesel generating set kemungkinan terjadinya
kesalahan pada pengoperasian, ataupun kesalahan pada diesel generating set itu
sendiri. Untuk mencegah terjadinya kesalahan yang lebih parah, maka diesel
generating set dilengkapi oleh pengaman. Pengaman pada diesel generating set
dilengkapi oleh sensor yang dapat memberikan peringatan (alarm) dan mematikan
mesin jika terdeteksi kesalahan pada diesel generating set itu sendiri.
2.10.1. Pengaman Mesin Diesel


Pengaman tekanan pelumas.
Pengaman tekanan pelumas ini bekerja jika tekanan oli mesin diesel (kurang
dari 2 bar). Apabila tekanan oli mesin diesel kurang dari 2 (dua) bar maka mesin
diesel ini akan mati.



Pengaman temperature.
Pengaman temperature ini bekerja pada saat temperature mesin diesel lebih dari
900C. Apabila suhu atau temperature mesin diesel lebih dari 900C maka mesin
diesel ini akan mati.



Pengaman kecepatan lebih (overspeed).
Pengaman kecepatan lebih ini bekerja jika frekuensi generator 15% lebih besar
dari frekuensi kerja. Apabila frekuensi generator telah mencapai batas kenaikan
tersebut maka mesin diesel akan mati.

Universitas Sumatera Utara

2.10.2. Pengaman Generator


Voltage restrained phase overcurrent.
Berfungsi sebagai proteksi tiga fasa terhadap beban lebih dan hubung singkat
antar fasa.



Negative sequence overcurrent.
Berfungsi sebagai proteksi terhadap arus fasa yang tidak seimbang, yang
disebabkan oleh kesalahan rotor generator.



Phase differential.
Berfungsi sebagai proteksi terhadap perbedaan arus pada fasa dan netral.



Reverse power relay.
Berfungsi mengamankan kemungkinan adanya aliran daya yang terbalik. Aliran
daya yang terbalik disebabkan oleh suatu gangguan pada generator, sehingga
menyebabkan aliran daya tidak keluar dari generator melainkan masuk ke dalam
generator, akibatnya generator bekerja sebagai motor. Pada dasarnya reverse
power relay ini bekerja bila tidak adanya sinkronisasi yang dapat menyebabkan
generator berubah menjadi motor.



Overcurrent relay.
Mengamankan kumparan stator dari arus lebih. Relay bekerja saat terjadi arus
lebih dan mesin akan mati berdasarkan waktu delay yang telah di set.



Over Voltage relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya kenaikan
tegangan pada saat beban hilang atau AVR tidak bekerja.



Under Voltage relay.

Universitas Sumatera Utara

Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya penurunan
tegangan pada saat beban penuh atau AVR tidak bekerja.


Over Frequency relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya over frequency
yang mengakibatkan putaran mesin menjadi cepat.



Under Frequency relay.
Berfungsi untuk mengamankan terhadap kemungkinan adanya under frequency
yang mengakibatkan putaran mesin menjadi lambat.

2.11. Power House
2.11.1. Bangunan
Bentuk bangunan power house biasanya di desain secara sederhana akan
tetapi konstruksinya kokoh. Adapun beberapa ruangan pada bangunan power house
seperti ruang control yang berisi panel control untuk mengontrol seluruh sistem yang
bekerja, dan ruang diesel. Besarnya ukuran dari power house biasanya bergantung
dari banyaknya diesel generating set yang akan digunakan sebagai pembangkit.
Selain itu juga perlu memperhatikan jarak antar diesel generating set itu sendiri,
untuk perawatan seperti pembersihan, pengecekan rutin dan perbaikan. Idealnya
jarak antar tiap diesel generating set sekitar 3 (tiga) meter, biasanya jarak antar diesel
generating set bisa bergeser sampai jarak 2 (dua) meter, akan tetapi hal tersebut dapat
mengorbankan kenyamanan dalam perawatan.

Universitas Sumatera Utara

Untuk ukuran dari sebuah power house dengan sebuah diesel generating set
idealnya (p x l x t) adalah 8m x 6m x 4m, dan dikali kelipatannya untuk penambahan
unit. Ukuran tersebut sudah termasuk dengan ventilasi aliran udara.
2.11.2. Pentanahan
Pentanahan/pembumian pada diesel generating set perlu dilakukan dengan
alasan sebagai berikut :
1.

Menstabilkan tegangan ke tanah.

2.

Memastikan tegangan antar fasa dan tanah tidak melebihi tegangan fasa pada
sistem.

3.

Menetralkan, dimana mencegah terjadinya fluktuasi tegangan.

4.

Proteksi, sehingga tidak ada kesalahan antara fasa dan tanah.

5.

Mengurangi resiko kecelakan terhadap manusia.
Pentanahan yang baik sebaiknya memenuhi syarat :

1.

Nilai resistansi yang rendah.

2.

Perlindungan terhadap korosi.

3.

Kemampuan untuk menghantar arus yang tinggi dengan baik dan cepat.

4.

Kemampuan untuk meningkatkan perlindungan pada pembangkit dan bangunan

2.12. Kabel
Dalam instalasi listrik keberadaan kabel sangatlah penting karena dengan
kabel inilah arus listrik dapat dialirkan. Secara umum kegunaan kabel adalah untuk
mengalirkan arus listrik dan sebagai isolasi yang baik. Kabel-kabel yang digunakan

Universitas Sumatera Utara

dalam instalasi listrik banyak sekali ragamnya, oleh karena itu jenis kabel dinyatakan
dengan bantuan singkatan huruf maupun kadang-kadang juga dengan angka.
Bahan untuk penghantar ada dua jenis yaitu :
a. Tembaga, dengan karakteristik sebagai berikut :
- Kemurnian = 99,9 %
- Tahanan jenis = 0,017241 Ω mm2/m pada 20 0Celcius
- Daya hantar dipengaruhi oleh ketidakmurnian bahan dan kekerasan tembaga.
b. Aluminium
-

Kemurnian = 99,5 %

-

Tahanan jenis = 0,028264 mm2/m pada 20 0Celcius

-

Daya hantar dipengaruhi oleh kekerasan dan ketidakmurnian bahan.

-

Beratnya setengah dari berat tembaga.

-

Diameternya 1,28 kali dari diameter tembaga karena memakai isolasi yang
lebih banyak.

Kabel menggunakan 2 jenis bahan isolasi yaitu :
1. PVC, dengan cirri-ciri ;






Keras dan rapuh (perlu dicampur dengan bahan pelunak kira-kira 20 – 40%
Dapat dibakar tapi akan padam sendiri setelah sumber apinya disingkirkan
Lebih mudah menyerap air

2. PE, dengan cirri-ciri :


Mudah terbakar dan nyala api tetap menjalar.



Tidak mudah menyerap air



Baik untuk frekuensi tinggi sehingga banyak dipakai untuk telekomunikasi.

Universitas Sumatera Utara

Penentuan kabel juga memiliki arti penting di dalam penginstalan listrik. Untuk
memilih kabel harus memperhatikan besarnya arus yang mengalir pada hantaran itu,
yang dapat dihitung dengan rumus dibawah ini :
-

Untuk beban tiga fasa
I No min al =

-

3.V L − L .Cosϕ

(2.23)

Untuk beban satu fasa

I No min al =
-

P

P
V L − L .Cosϕ

(2.24)

Arus kabel

I k = I No min al x Safety faktor

(2.25)

Keterangan :
INominal = Arus nominal (A)
Ik

= Arus kabel (A)

P

= Daya (W)

V

= Tegangan antar fasa (V)

Cos φ = Faktor daya (0,8 – 0,9)
Safety factor = 1,3 (ditentukan oleh pabrik pembuat kabel)
Untuk membatasi dimensi ruang yang digunakan serta kemudahan dalam
pemasangan kabel, maka luas penampang kabel yang diizinkan dapat ditentukan
dengan persamaan :
A=

3.I .l. cos ϕ .106
γ .µ

(2.26)

Keterangan :

Universitas Sumatera Utara

A

= luas penampang yang diperlukan (mm2)

l

= panjang penghantar (m)

I

= arus maksimum beban (A)

μ

= rugi tegangan yang diizinkan pada penghantar
untuk instalasi dalam ruangan, nilai ini dapat diabaikan

γ

= daya hantar jenis bahan penghantar
untuk tembaga : 56,2 x 106 S/m
untuk aluminium : 33 x 106 S/m

Ukuran kabel penghantar tipe NYY dapat dilihat pada tabel 2.8
Tabel 2.2. Korutnrksi dan KHA maksimum Kabel NYFGbY 0,6/l kV berinti tunggal

Universitas Sumatera Utara

BAB III
BEBAN TERPASANG
3.1. Sistem Distribusi
Sistem kelistrikan pada PT. Inti Kimiatama Perkasa disupplai dari PLN
sebesar 2500 kVA, dan dari diesel generating set sebanyak 2 buah sebesar 2 x 810
kVA. PLN sebagai sumber listrik utama dan diesel generating set sebagai cadangan
apabila terjadi kegagalan dari supplai PLN. Dengan melihat Main Single Line
Diagram pada lampiran, dapat dilihat bahwa sub station 1 menerima dua masukan
dari PLN dan dari diesel generating set. Dimana sub station 1 (S/S1) dibagi dalam
dua kelompok yaitu Non Essential (NE) dan Essential (E) yang dipisahkan oleh ACB
Coupler yang berfungsi untuk menghubungkan busbar NE dan busbar E. Sumber
PLN masuk melalui busbar NE pada S/S1 sedangkan sumber diesel generating set
masuk melalui busbar E.
Pembagian busbar ke dalam dua kelompok dilakukan ketika PT. Inti
Kimiatama Perkasa menggunakan satu unit diesel generating set dengan kapasitas
250 kVA yang akan mensupplai tenaga listrik untuk beban-beban vital. Kini keadaan
tersebut tidak lagi dilakukan, karena keseluruhan beban terpasang akan disupplai
oleh diesel generating set.
Panel S/S1 mendapat supplai listrik dari PLN atau diesel generating set. Sub
station 2 (S/S2) dan S/S3 mendapat masukan dari keluaran S/S1. Untuk panel-panel
yang mendistribusikan listrik ke mesin-mesin besar seperti, wrapping, stampling, dan

Universitas Sumatera Utara

dryer mendapat masukan dari sub station 2 (S/S2). Kecuali untuk Mixing Sub Station
mendapat pasokan listrik langsung dari S/S1.
Secara garis besar, Main Distribution Panel (MDP) untuk beban terpasang
pada PT. Inti Kimiatama Perkasa sesuai dengan Main Single Line Diagram adalah
sebagai berikut :
Tabel 3.1. Main Distribution Panel di PT. Inti Kimiatama Perkasa
No

Main Distribution Panel

Symbol

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Panel Office Area
Panel Production
Panel AC Office
Panel Dryer
Panel Wrapping
Panel Stamping
Panel Warehouse
Panel Mixing Building
Panel Mixing ST
Panel Storage Area
Panel Social Building Essential
Panel Social Building Non Essential
Panel Washing / Drying
Panel Canteen Non Essential
Panel Canteen Essential
Panel Workshop Non Essential
Panel Workshop Essential
Panel Boiler Building
Panel Power House
Panel Pump Room
Panel Security & Street Lighting
Panel WWTP

P.OA
P.PD
P.AC
P.DY
P.WR
P.ST
P.WH
P.MB
P.MS
P.SR
P.SB.E
P.SB.NE
P.WD
P.CT.NE
P.CT.E
P.WS.NE
P.WS.E
P.BB
P.PH
P.PP
P.SG
P.WWTP

Universitas Sumatera Utara

3.2. Beban Terpasang
Berikut ini adalah beban terpasang pada PT. Inti Kimiatama Perkasa :
1. Beban terpasang pada S/S1
No
1
2
3
4
5
6
7

Sub Distribution Panel

Watt

to Sub Station 2 (S/S2)
to Sub Station 3 (S/S3)
to Mixing Substation
Boiler Building
Pump Room
Power House
WWTP

148670
19290
9390
7698

2. Beban terpasang pada S/S2
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Sub Distribution Panel
Production Building
Warehouse
Mixing Building
Stamping Panel
Wrapping Panel
Dryer Panel
Office Area Panel
AC Office Panel
Storage Area

Watt
49453
9020
22333
183320,25
32590,268
501890,12
15737
19873
12191

3. Beban terpasang pada S/S3
No

Sub Distribution Panel

1
2
3
4
5

Washing / Drying Panel
Social Building
Workshop Building
Canteen Building
Security Building & Street Lighting

Watt
48000
14734
22773
9368
10247

Universitas Sumatera Utara

4. Beban terpasang pada ST Mixing
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Sub Distribution Panel
WM 01 – 04
OP 23 & 91
OP 04 & 13
Dryer Compressor
VE – 01 Compressor
Mixer
FA – 01
Socket Outlet
Lightning Steel Platform

Watt

144148,87

Jadi, total daya terpasang adalah :
Daya total = S/S1 + S/S2 + S/S3 + ST Mixing
= 145048 + 836742,638 + 105122 + 144148,87
= 1280726.508 Watt
3.3. Data Beban Harian
Kegiatan produksi di PT. Inti Kimiatama Perkasa dibagi dalam 3 shift, yaitu
08.00 – 16.00 ; 16.00 – 24.00 ; 24.00 – 08.00. Sehingga proses kegiatan produksi
dilakukan sepanjang hari. Pengoperasian diesel generating set dilakukan pada pukul
18.00 – 23.00 saat beban puncak PLN terjadi, dan sumber listrik dialihkan ke diesel
generating set. Selama supplai dari PLN, pihak pabrik tidak melakukan pencatatan
beban tiap jam-nya. Tetapi untuk pembebanan dari diesel generating set, pencatatan
arus tiap genset dilakukan tiap jam. Maka dapat diasumsikan bahwa beban pada hari
kerja penuh dari Senin hingga Jumat adalah sama, maka dapat diperkirakan beban
harian rata-rata selama satu minggu. Tabel 3.2 menunjukkan beban rata-rata :

Universitas Sumatera Utara

Tabel 3.2. Beban Harian Rata-rata

Waktu

Cos phi

Tegangan

Arus G1

Arus G2

Arus total

0:00

0.98

380

850

548.2633626

1:00

0.98

380

726

468.2814133

2:00

0.98

380

680

438.6106901

3:00

0.98

380

665

428.9354543

4:0