Analisis Perancangan Unit Instalasi Generator Set (Genset) Di PT. Kunango Jantan Chapter III V
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Lokasi Penelitian
Lokasi : PT. Kunago Jantan Jl. By Pass Km. 25 Korong Sei. Pinang,
Kanagarian Kasang, Padang Pariaman (Sumatera Barat).
3.2
Waktu Penelitian
Penelitian akan dilakukan pada bulan Juli 2016. Tanggal 08 – 19 Juli 2016,
Pukul 10.00 WIB s/d 21.00 WIB atau sesuai jam kerja yang berlaku di lokasi
penelitian (PT Kunango Jantan).
3.3
Jenis Penelitian
Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah-langkah yang benar
sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian
ini adalah metode observasi.
3.4
Sumber Data
Data-data yang akan diperlukan nantinya dalam proses pembuatan laporan
Tugas Akhir diperoleh dari:
1. Observasi
Penulis mengamati secara langsung ditempat operator dan mencatat
data-data dilapangan yang diperlukan untuk dianalisa.
Universitas Sumatera Utara
2. Wawancara
Metode wawancara ini dilakukan dengan cara menanyakan hal-hal yang
sekiraya belum penulis ketahui kepada pembimbing dilapangan.
3. Studi Pustaka
Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku pendukung dan
mencari data yang diperlukan mengenai hal-hal atau materi yang
dianalisa.
4. Bimbingan
Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang
berkaitan dengan analisa dari penelitian dari pembimbing, baik dosen
maupun orang yang mengerti akan topik penelitian.
3.5
Data dan Peralatan yang Digunakan
3.5.1
Data
Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah:
a. Data Total Load Actual dari :
1. LVMDP 1
2. LVMDP 2
b. Data spesifikasi dari motor dan mesin pada Pabrik Pipa di PT.
Kunango Jantan.
3.5.2
Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. 1 (satu) unit alat ukur Tang Ampere
b. 1 (satu) unit Laptop
c. Dan sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
3.6
Teknik Penelitian
MULAI
PENGAMBILAN
DATA DARI PANEL
LVMDP
MASUKKAN DATA DRI
TIAP PENGAMBILAN DATA
PANEL LVMDP
PERHITUNGAN UNTUK
MENENTUKAN KAPASITAS
GENSET YANG AKAN DI
GUNAKAN
HASIL PERHITUNGAN
KONVERGEN
TIDAK
YA
CETAK HASIL
SELESAI
Gambar 3.1 Flowchart Perhitungan Menentukan Kapasitas Genset yang digunakan
Universitas Sumatera Utara
3.7 Pelaksanaan Penelitian
Secara garis besar yang akan dilakukan selama pelaksananan penelitian
adalah :
a. Membuat yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah instalasi generator
set di PT Kunango Jantan
b. Data setiap panel LVMDP dapat dimasukan kedalam rumus setelah
dilakukan pengukuran.
c. Masukan data studi kasus yang ditinjau.
d. Melakukan perhitungan menggunakan rumus yang berhubungan dengan
instalasi generator set.
e. Penentuan kapasitas generator set dapat diketahui setelah melalui
pengukuran, perhitungan dan melalui analisis.
f.
3.8
Populasi
Populasi adalah seluruh objek yang dimaksudkan untuk diselidiki, dimana
objek tersebut setidak-tidaknya memiliki satu kesamaan sifat.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1
Data
4.1.1 Data Total Load Actual Pengukuran Panel Distribusi yang akan
Disuplai Genset
Data total load actual merupakan data pengukuran puncak beban yang
terjadi setiap harinya. Data ini didapat dari pengukuran pada jam 18.00 WIB.
Karena pada jam ini beban puncak terjadi. Di sini data diambil berdasar load
actual. Load actual adalah pengukuran besar beban yang terjadi. Besar beban
diukur pada masing-masing panel distribusi.
Table 4.1 Total Load Actual dari LVMDP 1
No
Name of Panel
Load
V
Setting
3P
(A)
(V)
Cos
Load
P
S
Pengukuran
3P
3P
(A)
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Tiang Besi
800
380
0,85
275,2
153,9
181,1
2
Pabrik Pipa
800
380
0,85
340,5
190,4
224,1
3
Gudang Repairing
400
380
0,85
20,3
11,3
13,2
4
Workshop 1
800
380
0,85
91,6
51,2
60,2
5
Workshop 2
800
380
0,85
33,7
18,8
22,1
Total Load Pengukuran
Total kW
Total kVA
761,3
425,6
500,7
Universitas Sumatera Utara
Table 4.2 Total Load Actual dari LVMDP 2
No
Name of Panel
Load
V
Setting
3P
(A)
(V)
Cos
Load
P
S
Pengukuran
3P
3P
(A)
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Crusher
400
380
0,85
202,5
113,2
133,2
2
Pabrik Elbow
600
380
0,85
55,8
31,2
36,7
3
Office
150
380
0,85
14,2
7,9
9,3
Total Load Pengukuran
272,5
Total kW
152,3
Total kVA
179,2
4.1.2 Data Total Load Terpasang Panel Distribusi yang akan Disuplai Genset
Table 4.3 Total Load terpasang dari LVMDP 1
V
No
Name of Panel
3P
Cos
(V)
P
S
3P
3P
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Tiang Besi
380
0,85
162,5
191,1
2
Pabrik Pipa
380
0,85
210,4
247,5
3
Gudang Repairing
380
0,85
14,6
17,1
4
Workshop 1
380
0,85
60,3
70,9
5
Workshop 2
380
0,85
22,6
26,5
Total P
Total S
470,4
531,1
Universitas Sumatera Utara
Table 4.4 Total Load terpasang dari LVMDP 2
V
No
Name of Panel
3P
Cos
(V)
P
S
3P
3P
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Crusher
380
0,85
143,2
168,4
2
Pabrik Elbow
380
0,85
38,5
45,2
3
Office
380
0,85
8,2
9,6
Total P
Total S
189,9
223,2
4.2 Perancangan
4.2.1 Deskripsi Perancangan
Dalam perancangan ini, penulis akan merancang genset dengan penentuan
daya genset berdasar beban maksimum yang terukur pada jam 18.00 WIB di PT
Kunango Jantan. Karena permintaan dari perusahaan tersebut, besarnya daya
genset yang digunakan berdasar beban maksimum terukur dari setiap panel
distribusi. Dan catu daya cadangan atau genset hanya digunakan untuk mensuplai
beberapa panel distribusi.
LVMDP 1, terdiri dari panel distribusi.
1. Pabrik Tiang Besi
2. Pabrik Pipa
3. Gudang Repairing
4. Workshop 1
5. Workshop 2
LVMDP 2, terdiri dari panel distribusi.
1. Pabrik Crusher
2. Pabrik Elbow
3. Ofiice
Universitas Sumatera Utara
Perancangannya menggunakan dua genset untuk dua LVMDP. Pada
LVMDP 1 tegangan yang digunakan adalah 380 V, maka perancangan tegangan
genset yang digunakan sebesar 380/220 V. Dan untuk LVMDP 2 tegangan yang
digunakan sama dengan LVMDP 1 yaitu 380 V, maka perancangan tegangan
genset yang digunakan juga sebesar 380/220 V.
4.2.2 Menentukan Daya yang Digunakan Genset
Penaksiran beban maksimum yang biasanya terjadi pada jam 18.00-21.00
WIB. Karena PT Kunango Jantan siang dan malam aktivitas produksi terus
berjalan. Mesin-mesin beroperasi yang membutuhkan energi listrik yang besar
pula. Data yang diperoleh dengan perkiraan beban maksimum sebesar 761,3 A
untuk LVMDP 1 dan 272,5 A untuk LVMDP 2.
Sehingga daya genset yang terukur untuk LVMDP 1 sebesar 425,6 kW
dan LVMDP 2 sebesar 152,3 kW. Daya tersebut merupakan daya genset sebesar
80% dari daya genset sebesar 100%. Daya genset yang terpasang untuk LVMDP
1 sebesar 470,4 kW dan LVMDP 2 sebesar 189,9 kW. Agar daya genset yang
digunakan mencapai 100%, untuk itu dilakukan perhitungan.
Terlebih dahulu mencari Demand Factor (DF) selanjutnya menentukan
kapasitas daya yang harus digunakan genset, dengan rumus sebagai berikut.
(Hasan Basri, 1997;12)
DF =
Universitas Sumatera Utara
Kapasitas daya = DF x Beban total terpasang x Faktor keamanan trafo
= DF x Beban total terpasang x 125%
a) LVMDP 1
P = 467,6 kW
Cos
= 0,85
Perhitungan:
DF =
= 0,904
Kapasitas daya = 0,904 x 470,4 kW x 125% = 531,52 kW
b) LVMDP 2
P = 152,3 kW
Cos
= 0,85
Perhitungan:
DF =
= 0,802
Kapasitas daya = 0,802 x 189,9 kW x 125% = 190,37 kW
Kebutuhan daya genset yang digunakan setelah dilakukan perhitungan
adalah 531,52 kW untuk LVMDP 1 dan 190,37 kW untuk LVMDP 2.
4.2.3 Menentukan Rating Kinerja Daya Genset
Dalam menentukan rating kinerja daya Genset di PT. Kunango Jantan
direncanakan penggunaannya digunakan pada saat beban puncak yaitu jam 6 sore
sampai jam 9 malam.. Untuk menghindari kerja Generator Set yang berat, maka
diambil asumsi daya total yang akan disuplai adalah 0,85 dari daya total
Universitas Sumatera Utara
Generator Set. Besar kapasitas Generator Set yang akan digunakan adalah sebagai
berikut : (P.Van Harten, 1992;144)
a) LVMDP 1 = Genset 1 =
=
= 625,35 kVA
Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog mitsubishi adalah
630 kVA.
b) LVMDP 2 = Genset 2 =
=
= 223,96 kVA
Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog caterpillar adalah
250 kVA.
Besar daya mesin Generator Set sebaiknya di pilih lebih besar dari 625,35
kVA dan 223,96 kVA. Dari besar daya unit tersebut pertimbangan dan
penambahan kebutuhan beban maka dipilih Generator Set Mitsubishi MGS0500B
yang memiliki rating kinerja daya genset yaitu 630 kVA dan Generator Set
Olympian GEH250-2 yaitu 250 kVA yang juga memiliki konsumsi bahan bakar
yang rendah.
(a)
(b)
Gambar 4.1 Mitsubishi MGS0500B (a) dan Olympian GEH250-2 (b)
Universitas Sumatera Utara
4.2.4 Analisa Faktor Kecepatan
Dari data spesifikasi mesin diesel menunjukkan kecepatan diesel
generating set Mitsubishi MGS0500B dengan putaran mesin sebesar 1600 rpm
dan Olympian GEH250-2 dengan putaran mesin sebesar 1500 rpm. Mitsubishi
MGS0500B memiliki panjang langkah piston sebesar 180 mm dan untuk
Olympian GEH250-2 memiliki panjang langkah piston sebesar 135,9 mm, maka
besar faktor kecepatannya dapat diketahui pada persamaan 2.2 adalah sebagai
berikut : (Andi Sumanto, 1996;25)
Cs =
;
1 meter = 3,2808 ft
Cs =
;
1=
Cs = 2,56
;
1 = 0,6 ft
Cs =
;
1 meter = 3,2808 ft
Cs =
;
1=
Cs = 1,687
;
1 = 0,45 ft
Besar faktor kecepatan mesin diesel Mitsubishi MGS0500B adalah sebesar
2,56 dan untuk Olympian GEH250-2 adalah sebesar 1,687. Besar nilai faktor
kecepatan bila dilihat pada bab 2.2.2. Faktor kecepatan, menunjukkan bahwa
mesin diesel yang digunakan memiliki faktor kecepatan rendah, karena faktor
kecepatannya < 3. Pemilihan mesin ini dianggap sesuai dengan fungsi diesel
generating set sebagai stand-by unit.
Universitas Sumatera Utara
4.2.5 Menentukan Rating Pengaman Keluaran Genset
Dalam menentukan rating pengaman keluaran genset menurut PUIL 2000
pasal 5.6.1.2.3 yang berisi “generator yang bekerja pada 65 V atau kurang dan
dijalankan oleh motor tersendiri, dapat dianggap telah diproteksi oleh gawai
proteksi arus lebih yang mengamankan motor, bila gawai proteksi ini bekerja
kalau generator membangkitkan tidak lebih dari 150 persen dari arus pengenal
pada beban penuhnya.”
Pada perancangan berikut arus lebih dari genset yang digunakan 150%
sebagai faktor pengali dari In genset. Pengaman yang digunakan adalah MCCB.
Karena MCCB memiliki rating arus yang besar dan dapat disetting sesuai dengan
kebutuhan. MCCB sebagai pengaman dari arus hubung singkat dan arus beban
lebih. MCCB yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset. Maka MCCB
yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset yaitu sebagai berikut.
(Andi Sumanto, 1996;47)
Ln Genset =
√
I MCCB = 150% x ln Genset
Perhitungan:
a) Ln Genset 1 =
√
= 0,957 kA = 957 A
I MCCB = 150% x 957 = 1435,5 A
b) Ln Genset 2 =
√
= 0,379 kA = 379 A
I MCCB = 150% x 379 = 568,5 A
Universitas Sumatera Utara
Dengan melihat catalog Mitsubishi diperoleh MCCB yang digunakan
memiliki jenis AE1600-SW dengan rating arus 800 ~ 880 ~ 960 ~ 1040 ~ 1120 ~
1200 ~ 1280 ~ 1360 ~ 1440 ~ 1520 ~ 1600 A dengan tegangan 380 V untuk
Genset 1 dan NF630-HEW dengan rating arus 300 ~ 350 ~ 400 ~ 500 ~ 600 ~ 630
A dengan tegangan 380 V untuk Genset 2.
4.2.6 Menghitung Arus Hubung Singkat Generator Set
Untuk menentukan arus hubung singkat keluaran genset 1 dan genset 2
dengan megetahui reaktasi generator, dalam spesifikasi bahwa batasan sub
transient rektansi 13% atau lebih kecil untuk membatasi distorsi tegangan yang di
sebabkan oleh beban non linier seperti yang terjadi pada saat starting motor besar.
Reaktansi sub-transien ini dijabarkan sebagai tegangan dibagi oleh reaktasi sub
transien atau dalam satuan per unit dapat menggunakan persamaan yang didapat
sebagai berikut : (Andi Sumanto, 1996;32)
Iu =
= 7,69 pu
Selanjutnya untuk mengetui arus dasar genset 1 menggunakan persamaan :
Ln Genset 1 =
√
= 0,957 kA = 957 A
Dan untuk genset 2 tetap menggunakan persamaan berikut :
Ln Genset 2 =
√
= 0,379 kA = 379 A
Setelah didapat arus sub transien dalam satuan per unit dan arus dasar
genset, sehingga dapat dihitung arus hunung singkat pada genset 1 dan genset 2
dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
a) I” = 7,69 x 957 A = 7,35 kA (Genset 1)
b) I” = 7,69 x 379 A = 2,91 kA (Genset 2)
Jadi Pengaman keluaran genset 1 dan genset 2 yang digunakan dengan
kapasitas pengaman yang digunakan masing-masing 1435,5 A untuk genset 1 dan
kapasitas pengaman genset 2 yaitu 568,5 A mempunyai kemampuan pemutus
minimum 7,35 kA untuk genset 1 dan 2,91 kA untuk genset 2. Untuk kilovolt
ampere (kA) pengaman keluaran beban keseluruhan genset total arus ganguan sub
transien adalah :
Genset 1 dan Genset 2 = 7,35 kA + 2,91 kA = 10,26 kA
4.2.7 Perhitungan Kabel Penyulang Genset
Perhitungan kabel penyulang genset dapat kita lihat pada PUIL 2000 pasal
5.6.1.3 yang berisi: “penghantar dari terminal generator ke proteksi pertama harus
mempunyai kemampuan arus tidak kurang dari 115% dari arus pengenal yang
tertera pada pelat nama generator.” Dengan rumus:
KHA = 115% x ln Genset
Perhitungan:
a) KHA Genset 1 = 115% x 957 A
= 1100,5 A
Maka luas penampang kabel adalah NYY 1 X 500
dengan KHA
sebesar 1125 A.
b) KHA Genset 2 = 115% x 379 A
= 435,8 A
Maka luas penampang kabel adalah NYY 4 X 240
dengan KHA
sebesar 464 A.
Universitas Sumatera Utara
4.2.8 Penentuan Rating Kontaktor
Untuk genset 1 karena ln = 957 A, maka kontaktor yang dipakai adalah
I=
=
= 1196,2 A
Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 1500 A
dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG.
Untuk genset 2 karena ln = 379 A, maka kontaktor yang dipakai adalah
I=
=
= 473,7 A
Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 500 A
dengan jenis LC1F500 untuk KT dan KG.
4.2.9 Metoda Starting Genset
Genset di sini yang digunakan adalah dengan cara metoda quick starting,
yaitu pada saat PLN mati genset langsung beroperasi tidak mengalami proses
pemanasan terlebih dahulu. Diesel ini dihubungkan satu poros dengan genset.
Pada diesel dan generator tersebut terdapat pemanas kira-kira pada suhu (2550)℃ yaitu oli pada heater tersebut. Dan kelembaban generator ini tidak tinggi.
Gambar 4.2 Metoda starting genset
Universitas Sumatera Utara
Cara kerja rangkaian di atas adalah:
Dalam keadaan normal yaitu beban disuplai oleh PLN, arus akan mengalir
sebagai berikut. Dari meter PLN-Titik A-Switch KT (on)-Titik B-Load.
Dalam keadaan darurat yaitu PLN off (KT off), secara otomatis AMF
memerintahkan diesel untuk start dan dalam waktu ± 8 sec. Generator
mengeluarkan tegangan (voltage), secara otomatis pula switch KG on.
Sekarang beban disuplai dari genset.
Apabila PLN on kembali, ± 30 sec. AMF memerintahkan KG off
dan setelah itu meng-on-kan KT, tetapi genset masih running.
Apabila PLN dalam waktu ± 5 menit tidak off lagi, maka genset
stop.
Semuanya akan bekerja secara otomatis.
4.2.10 Battery Charger
Battery charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu. Pada
saat normal yaitu suplai dari PLN dan load disuplai dari PLN. Maka battery
charger akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLN pula.
Lalu dari battery charger ini akan mengisi accu sebesar 12 VDC untuk
Genset 1 dan 24 VDC untuk Genset 2. Dari accu ini, suplainya telah siap untuk
menstart genset, jika PLN mati atau mengalami gangguan.
Jika PLN mati, battery charger tetap mendapat suplai energi listrik, tetapi
dari genset yang akan disalurkan ke accu. Sehingga dengan cara ini battery
charger tetap mendapat suplai litrik begitu juga dengan accu.
Universitas Sumatera Utara
Catu daya DC yaitu baterai atau accu digunakan untuk mengoperasikan
genset. Karena accu ini akan menyalakan genset dan pengontrolan kerja ATS.
Nah, accu ini mendapat pengisian ulang dari battery charger. Accu yang akan
menggerakkan generator harus selalu dalam keadaan bertegangan.
Gambar 4.3 Rangkaian battery charger
Pengisian ulang baterai atau accu digunakan alat bantu berupa battery
charger dan pengaman tegangan. Pada saat PLN normal (diesel dan generator
tidak beroperasi), maka battery charger mendapat suplai listrik dari PLN.
Sedangkan pada saat PLN mati atau mengalami gangguan (diesel dan generator
beroperasi), maka suplai dari battery charger didapat dari generator.
Pengaman tegangan berfungsi untuk memonitor tegangan baterai atau
accu. Jika tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai 12/24 volt, yang
merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery charger dengan
baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.
Universitas Sumatera Utara
4.2.11 Analisa Hubungan Generator dengan Penggerak Mula
Generator dihubungkan satu poros dengan diesel. Pada saat akan start accu
yang berisi tegangan 12/24 V siap mensuplai motor DC. Motor DC ini akan
menstarting diesel dan generator mengikuti putaran diesel. Pada diesel terjadi
gerakan mekanik yang akan memutar generator, sehingga generator mengeluarkan
tegangan.
Karena sistem ini menggunakan sistem start elektrik maka diesel yang
dipakai memiliki daya sedang yaitu < 500 PK, digunakan sebagai prime over yang
akan menggerakkan generator. Generator akan menghasilkan energi listrik dari
energy mekanik. Motor DC mendapat suplai listrik dari baterai/accu 12/24 volt.
Saat start, motor DC mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan
menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan diesel sampai mencapai
putaran tertentu.
Terlihat pula, bahwa AMF mengontrol keadaan diesel. Kita dapat melihat
keadaan genset ini pada panel kontrol yang tersedia. Dan keadaan gangguan
seperti: low oil pressure, high water temperature dan overspeed dapat dilihat pada
AMF.
Gambar 4.4 Hubungan generator dengan penggerak mula
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Dalam perancangan unit instalasi genset yang didasarkan pada masingmasing bagian kemampuannya terhadap beban yang disuplai genset adalah:
1. Unit diesel generator set Mitsubishi MGS0500B dan Olympian
GEH250-2 yang digunakan untuk kondisi operasi di PT. Kunango
Jantan kapasitas tiap unit sebesar 630 kVA dan 250 kVA.
2. Rating pengaman untuk Generator Set Mitsubishi diperoleh MCCB
dengan rating arus 1435,5 A yang digunakan memiliki jenis AE1600SW dan untuk Generator Set Olympian MCCB dengan rating arus
568,5 A yang digunakan memiliki jenis NF630-HEW.
3. Untuk Generator Set Mitsubishi rating kontaktor yang dipakai 1500 A
dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG dan untuk Generator Set
Olympian kontaktor yang dipakai 500 A dengan jenis LC1F500 untuk
KT dan KG.
5.2
Saran
Adapun saaran yang dapat penulis berikan dari analisis perancangan unit
Generator Set di PT Kunango Jantan adalah sebagai berikut :
1. Dalam merencanakan instalasi genset yang khususnya terhadap
kemampuan daya genset, penghantar, pengaman dan kontaktornya.
Sebaiknya perlu direncanakan, diperhitungkan dan dianalisa dengan
cermat, agar hasil yang diinginkan lebih maksimal.
2. Untuk memasang genset sebagai back-up cadangan utama sebaiknya
berdasarkan keseluruhan total beban yang digunakan dari trafo.
3. Untuk dimensi ruangan genset sebaiknya menggunakan spesifikasi
dimensi ruangan yang telah ditentukan. Ruangan yang dibuat
menggunakan sirkulasi dan peredam suara, agar ada pergantian udara
dan tidak terlalu bising.
Universitas Sumatera Utara
METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Lokasi Penelitian
Lokasi : PT. Kunago Jantan Jl. By Pass Km. 25 Korong Sei. Pinang,
Kanagarian Kasang, Padang Pariaman (Sumatera Barat).
3.2
Waktu Penelitian
Penelitian akan dilakukan pada bulan Juli 2016. Tanggal 08 – 19 Juli 2016,
Pukul 10.00 WIB s/d 21.00 WIB atau sesuai jam kerja yang berlaku di lokasi
penelitian (PT Kunango Jantan).
3.3
Jenis Penelitian
Dalam menyusun suatu penelitian diperlukan langkah-langkah yang benar
sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian
ini adalah metode observasi.
3.4
Sumber Data
Data-data yang akan diperlukan nantinya dalam proses pembuatan laporan
Tugas Akhir diperoleh dari:
1. Observasi
Penulis mengamati secara langsung ditempat operator dan mencatat
data-data dilapangan yang diperlukan untuk dianalisa.
Universitas Sumatera Utara
2. Wawancara
Metode wawancara ini dilakukan dengan cara menanyakan hal-hal yang
sekiraya belum penulis ketahui kepada pembimbing dilapangan.
3. Studi Pustaka
Metode ini dilakukan dengan membaca buku-buku pendukung dan
mencari data yang diperlukan mengenai hal-hal atau materi yang
dianalisa.
4. Bimbingan
Metode ini dilakukan dengan cara meminta bimbingan untuk hal yang
berkaitan dengan analisa dari penelitian dari pembimbing, baik dosen
maupun orang yang mengerti akan topik penelitian.
3.5
Data dan Peralatan yang Digunakan
3.5.1
Data
Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah:
a. Data Total Load Actual dari :
1. LVMDP 1
2. LVMDP 2
b. Data spesifikasi dari motor dan mesin pada Pabrik Pipa di PT.
Kunango Jantan.
3.5.2
Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
a. 1 (satu) unit alat ukur Tang Ampere
b. 1 (satu) unit Laptop
c. Dan sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
3.6
Teknik Penelitian
MULAI
PENGAMBILAN
DATA DARI PANEL
LVMDP
MASUKKAN DATA DRI
TIAP PENGAMBILAN DATA
PANEL LVMDP
PERHITUNGAN UNTUK
MENENTUKAN KAPASITAS
GENSET YANG AKAN DI
GUNAKAN
HASIL PERHITUNGAN
KONVERGEN
TIDAK
YA
CETAK HASIL
SELESAI
Gambar 3.1 Flowchart Perhitungan Menentukan Kapasitas Genset yang digunakan
Universitas Sumatera Utara
3.7 Pelaksanaan Penelitian
Secara garis besar yang akan dilakukan selama pelaksananan penelitian
adalah :
a. Membuat yang akan dibahas, dalam tulisan ini adalah instalasi generator
set di PT Kunango Jantan
b. Data setiap panel LVMDP dapat dimasukan kedalam rumus setelah
dilakukan pengukuran.
c. Masukan data studi kasus yang ditinjau.
d. Melakukan perhitungan menggunakan rumus yang berhubungan dengan
instalasi generator set.
e. Penentuan kapasitas generator set dapat diketahui setelah melalui
pengukuran, perhitungan dan melalui analisis.
f.
3.8
Populasi
Populasi adalah seluruh objek yang dimaksudkan untuk diselidiki, dimana
objek tersebut setidak-tidaknya memiliki satu kesamaan sifat.
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN ANALISIS
4.1
Data
4.1.1 Data Total Load Actual Pengukuran Panel Distribusi yang akan
Disuplai Genset
Data total load actual merupakan data pengukuran puncak beban yang
terjadi setiap harinya. Data ini didapat dari pengukuran pada jam 18.00 WIB.
Karena pada jam ini beban puncak terjadi. Di sini data diambil berdasar load
actual. Load actual adalah pengukuran besar beban yang terjadi. Besar beban
diukur pada masing-masing panel distribusi.
Table 4.1 Total Load Actual dari LVMDP 1
No
Name of Panel
Load
V
Setting
3P
(A)
(V)
Cos
Load
P
S
Pengukuran
3P
3P
(A)
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Tiang Besi
800
380
0,85
275,2
153,9
181,1
2
Pabrik Pipa
800
380
0,85
340,5
190,4
224,1
3
Gudang Repairing
400
380
0,85
20,3
11,3
13,2
4
Workshop 1
800
380
0,85
91,6
51,2
60,2
5
Workshop 2
800
380
0,85
33,7
18,8
22,1
Total Load Pengukuran
Total kW
Total kVA
761,3
425,6
500,7
Universitas Sumatera Utara
Table 4.2 Total Load Actual dari LVMDP 2
No
Name of Panel
Load
V
Setting
3P
(A)
(V)
Cos
Load
P
S
Pengukuran
3P
3P
(A)
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Crusher
400
380
0,85
202,5
113,2
133,2
2
Pabrik Elbow
600
380
0,85
55,8
31,2
36,7
3
Office
150
380
0,85
14,2
7,9
9,3
Total Load Pengukuran
272,5
Total kW
152,3
Total kVA
179,2
4.1.2 Data Total Load Terpasang Panel Distribusi yang akan Disuplai Genset
Table 4.3 Total Load terpasang dari LVMDP 1
V
No
Name of Panel
3P
Cos
(V)
P
S
3P
3P
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Tiang Besi
380
0,85
162,5
191,1
2
Pabrik Pipa
380
0,85
210,4
247,5
3
Gudang Repairing
380
0,85
14,6
17,1
4
Workshop 1
380
0,85
60,3
70,9
5
Workshop 2
380
0,85
22,6
26,5
Total P
Total S
470,4
531,1
Universitas Sumatera Utara
Table 4.4 Total Load terpasang dari LVMDP 2
V
No
Name of Panel
3P
Cos
(V)
P
S
3P
3P
(kW)
(kVA)
1
Pabrik Crusher
380
0,85
143,2
168,4
2
Pabrik Elbow
380
0,85
38,5
45,2
3
Office
380
0,85
8,2
9,6
Total P
Total S
189,9
223,2
4.2 Perancangan
4.2.1 Deskripsi Perancangan
Dalam perancangan ini, penulis akan merancang genset dengan penentuan
daya genset berdasar beban maksimum yang terukur pada jam 18.00 WIB di PT
Kunango Jantan. Karena permintaan dari perusahaan tersebut, besarnya daya
genset yang digunakan berdasar beban maksimum terukur dari setiap panel
distribusi. Dan catu daya cadangan atau genset hanya digunakan untuk mensuplai
beberapa panel distribusi.
LVMDP 1, terdiri dari panel distribusi.
1. Pabrik Tiang Besi
2. Pabrik Pipa
3. Gudang Repairing
4. Workshop 1
5. Workshop 2
LVMDP 2, terdiri dari panel distribusi.
1. Pabrik Crusher
2. Pabrik Elbow
3. Ofiice
Universitas Sumatera Utara
Perancangannya menggunakan dua genset untuk dua LVMDP. Pada
LVMDP 1 tegangan yang digunakan adalah 380 V, maka perancangan tegangan
genset yang digunakan sebesar 380/220 V. Dan untuk LVMDP 2 tegangan yang
digunakan sama dengan LVMDP 1 yaitu 380 V, maka perancangan tegangan
genset yang digunakan juga sebesar 380/220 V.
4.2.2 Menentukan Daya yang Digunakan Genset
Penaksiran beban maksimum yang biasanya terjadi pada jam 18.00-21.00
WIB. Karena PT Kunango Jantan siang dan malam aktivitas produksi terus
berjalan. Mesin-mesin beroperasi yang membutuhkan energi listrik yang besar
pula. Data yang diperoleh dengan perkiraan beban maksimum sebesar 761,3 A
untuk LVMDP 1 dan 272,5 A untuk LVMDP 2.
Sehingga daya genset yang terukur untuk LVMDP 1 sebesar 425,6 kW
dan LVMDP 2 sebesar 152,3 kW. Daya tersebut merupakan daya genset sebesar
80% dari daya genset sebesar 100%. Daya genset yang terpasang untuk LVMDP
1 sebesar 470,4 kW dan LVMDP 2 sebesar 189,9 kW. Agar daya genset yang
digunakan mencapai 100%, untuk itu dilakukan perhitungan.
Terlebih dahulu mencari Demand Factor (DF) selanjutnya menentukan
kapasitas daya yang harus digunakan genset, dengan rumus sebagai berikut.
(Hasan Basri, 1997;12)
DF =
Universitas Sumatera Utara
Kapasitas daya = DF x Beban total terpasang x Faktor keamanan trafo
= DF x Beban total terpasang x 125%
a) LVMDP 1
P = 467,6 kW
Cos
= 0,85
Perhitungan:
DF =
= 0,904
Kapasitas daya = 0,904 x 470,4 kW x 125% = 531,52 kW
b) LVMDP 2
P = 152,3 kW
Cos
= 0,85
Perhitungan:
DF =
= 0,802
Kapasitas daya = 0,802 x 189,9 kW x 125% = 190,37 kW
Kebutuhan daya genset yang digunakan setelah dilakukan perhitungan
adalah 531,52 kW untuk LVMDP 1 dan 190,37 kW untuk LVMDP 2.
4.2.3 Menentukan Rating Kinerja Daya Genset
Dalam menentukan rating kinerja daya Genset di PT. Kunango Jantan
direncanakan penggunaannya digunakan pada saat beban puncak yaitu jam 6 sore
sampai jam 9 malam.. Untuk menghindari kerja Generator Set yang berat, maka
diambil asumsi daya total yang akan disuplai adalah 0,85 dari daya total
Universitas Sumatera Utara
Generator Set. Besar kapasitas Generator Set yang akan digunakan adalah sebagai
berikut : (P.Van Harten, 1992;144)
a) LVMDP 1 = Genset 1 =
=
= 625,35 kVA
Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog mitsubishi adalah
630 kVA.
b) LVMDP 2 = Genset 2 =
=
= 223,96 kVA
Rating kinerja daya genset yang diambil sesuai catalog caterpillar adalah
250 kVA.
Besar daya mesin Generator Set sebaiknya di pilih lebih besar dari 625,35
kVA dan 223,96 kVA. Dari besar daya unit tersebut pertimbangan dan
penambahan kebutuhan beban maka dipilih Generator Set Mitsubishi MGS0500B
yang memiliki rating kinerja daya genset yaitu 630 kVA dan Generator Set
Olympian GEH250-2 yaitu 250 kVA yang juga memiliki konsumsi bahan bakar
yang rendah.
(a)
(b)
Gambar 4.1 Mitsubishi MGS0500B (a) dan Olympian GEH250-2 (b)
Universitas Sumatera Utara
4.2.4 Analisa Faktor Kecepatan
Dari data spesifikasi mesin diesel menunjukkan kecepatan diesel
generating set Mitsubishi MGS0500B dengan putaran mesin sebesar 1600 rpm
dan Olympian GEH250-2 dengan putaran mesin sebesar 1500 rpm. Mitsubishi
MGS0500B memiliki panjang langkah piston sebesar 180 mm dan untuk
Olympian GEH250-2 memiliki panjang langkah piston sebesar 135,9 mm, maka
besar faktor kecepatannya dapat diketahui pada persamaan 2.2 adalah sebagai
berikut : (Andi Sumanto, 1996;25)
Cs =
;
1 meter = 3,2808 ft
Cs =
;
1=
Cs = 2,56
;
1 = 0,6 ft
Cs =
;
1 meter = 3,2808 ft
Cs =
;
1=
Cs = 1,687
;
1 = 0,45 ft
Besar faktor kecepatan mesin diesel Mitsubishi MGS0500B adalah sebesar
2,56 dan untuk Olympian GEH250-2 adalah sebesar 1,687. Besar nilai faktor
kecepatan bila dilihat pada bab 2.2.2. Faktor kecepatan, menunjukkan bahwa
mesin diesel yang digunakan memiliki faktor kecepatan rendah, karena faktor
kecepatannya < 3. Pemilihan mesin ini dianggap sesuai dengan fungsi diesel
generating set sebagai stand-by unit.
Universitas Sumatera Utara
4.2.5 Menentukan Rating Pengaman Keluaran Genset
Dalam menentukan rating pengaman keluaran genset menurut PUIL 2000
pasal 5.6.1.2.3 yang berisi “generator yang bekerja pada 65 V atau kurang dan
dijalankan oleh motor tersendiri, dapat dianggap telah diproteksi oleh gawai
proteksi arus lebih yang mengamankan motor, bila gawai proteksi ini bekerja
kalau generator membangkitkan tidak lebih dari 150 persen dari arus pengenal
pada beban penuhnya.”
Pada perancangan berikut arus lebih dari genset yang digunakan 150%
sebagai faktor pengali dari In genset. Pengaman yang digunakan adalah MCCB.
Karena MCCB memiliki rating arus yang besar dan dapat disetting sesuai dengan
kebutuhan. MCCB sebagai pengaman dari arus hubung singkat dan arus beban
lebih. MCCB yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset. Maka MCCB
yang digunakan sesuai untuk rating tegangan genset yaitu sebagai berikut.
(Andi Sumanto, 1996;47)
Ln Genset =
√
I MCCB = 150% x ln Genset
Perhitungan:
a) Ln Genset 1 =
√
= 0,957 kA = 957 A
I MCCB = 150% x 957 = 1435,5 A
b) Ln Genset 2 =
√
= 0,379 kA = 379 A
I MCCB = 150% x 379 = 568,5 A
Universitas Sumatera Utara
Dengan melihat catalog Mitsubishi diperoleh MCCB yang digunakan
memiliki jenis AE1600-SW dengan rating arus 800 ~ 880 ~ 960 ~ 1040 ~ 1120 ~
1200 ~ 1280 ~ 1360 ~ 1440 ~ 1520 ~ 1600 A dengan tegangan 380 V untuk
Genset 1 dan NF630-HEW dengan rating arus 300 ~ 350 ~ 400 ~ 500 ~ 600 ~ 630
A dengan tegangan 380 V untuk Genset 2.
4.2.6 Menghitung Arus Hubung Singkat Generator Set
Untuk menentukan arus hubung singkat keluaran genset 1 dan genset 2
dengan megetahui reaktasi generator, dalam spesifikasi bahwa batasan sub
transient rektansi 13% atau lebih kecil untuk membatasi distorsi tegangan yang di
sebabkan oleh beban non linier seperti yang terjadi pada saat starting motor besar.
Reaktansi sub-transien ini dijabarkan sebagai tegangan dibagi oleh reaktasi sub
transien atau dalam satuan per unit dapat menggunakan persamaan yang didapat
sebagai berikut : (Andi Sumanto, 1996;32)
Iu =
= 7,69 pu
Selanjutnya untuk mengetui arus dasar genset 1 menggunakan persamaan :
Ln Genset 1 =
√
= 0,957 kA = 957 A
Dan untuk genset 2 tetap menggunakan persamaan berikut :
Ln Genset 2 =
√
= 0,379 kA = 379 A
Setelah didapat arus sub transien dalam satuan per unit dan arus dasar
genset, sehingga dapat dihitung arus hunung singkat pada genset 1 dan genset 2
dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
a) I” = 7,69 x 957 A = 7,35 kA (Genset 1)
b) I” = 7,69 x 379 A = 2,91 kA (Genset 2)
Jadi Pengaman keluaran genset 1 dan genset 2 yang digunakan dengan
kapasitas pengaman yang digunakan masing-masing 1435,5 A untuk genset 1 dan
kapasitas pengaman genset 2 yaitu 568,5 A mempunyai kemampuan pemutus
minimum 7,35 kA untuk genset 1 dan 2,91 kA untuk genset 2. Untuk kilovolt
ampere (kA) pengaman keluaran beban keseluruhan genset total arus ganguan sub
transien adalah :
Genset 1 dan Genset 2 = 7,35 kA + 2,91 kA = 10,26 kA
4.2.7 Perhitungan Kabel Penyulang Genset
Perhitungan kabel penyulang genset dapat kita lihat pada PUIL 2000 pasal
5.6.1.3 yang berisi: “penghantar dari terminal generator ke proteksi pertama harus
mempunyai kemampuan arus tidak kurang dari 115% dari arus pengenal yang
tertera pada pelat nama generator.” Dengan rumus:
KHA = 115% x ln Genset
Perhitungan:
a) KHA Genset 1 = 115% x 957 A
= 1100,5 A
Maka luas penampang kabel adalah NYY 1 X 500
dengan KHA
sebesar 1125 A.
b) KHA Genset 2 = 115% x 379 A
= 435,8 A
Maka luas penampang kabel adalah NYY 4 X 240
dengan KHA
sebesar 464 A.
Universitas Sumatera Utara
4.2.8 Penentuan Rating Kontaktor
Untuk genset 1 karena ln = 957 A, maka kontaktor yang dipakai adalah
I=
=
= 1196,2 A
Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 1500 A
dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG.
Untuk genset 2 karena ln = 379 A, maka kontaktor yang dipakai adalah
I=
=
= 473,7 A
Sesuai dengan rating kontaktor maka kontaktor yang dipakai 500 A
dengan jenis LC1F500 untuk KT dan KG.
4.2.9 Metoda Starting Genset
Genset di sini yang digunakan adalah dengan cara metoda quick starting,
yaitu pada saat PLN mati genset langsung beroperasi tidak mengalami proses
pemanasan terlebih dahulu. Diesel ini dihubungkan satu poros dengan genset.
Pada diesel dan generator tersebut terdapat pemanas kira-kira pada suhu (2550)℃ yaitu oli pada heater tersebut. Dan kelembaban generator ini tidak tinggi.
Gambar 4.2 Metoda starting genset
Universitas Sumatera Utara
Cara kerja rangkaian di atas adalah:
Dalam keadaan normal yaitu beban disuplai oleh PLN, arus akan mengalir
sebagai berikut. Dari meter PLN-Titik A-Switch KT (on)-Titik B-Load.
Dalam keadaan darurat yaitu PLN off (KT off), secara otomatis AMF
memerintahkan diesel untuk start dan dalam waktu ± 8 sec. Generator
mengeluarkan tegangan (voltage), secara otomatis pula switch KG on.
Sekarang beban disuplai dari genset.
Apabila PLN on kembali, ± 30 sec. AMF memerintahkan KG off
dan setelah itu meng-on-kan KT, tetapi genset masih running.
Apabila PLN dalam waktu ± 5 menit tidak off lagi, maka genset
stop.
Semuanya akan bekerja secara otomatis.
4.2.10 Battery Charger
Battery charger digunakan untuk menyuplai energi listrik ke accu. Pada
saat normal yaitu suplai dari PLN dan load disuplai dari PLN. Maka battery
charger akan mendapatkan suplai energi listrik dari PLN pula.
Lalu dari battery charger ini akan mengisi accu sebesar 12 VDC untuk
Genset 1 dan 24 VDC untuk Genset 2. Dari accu ini, suplainya telah siap untuk
menstart genset, jika PLN mati atau mengalami gangguan.
Jika PLN mati, battery charger tetap mendapat suplai energi listrik, tetapi
dari genset yang akan disalurkan ke accu. Sehingga dengan cara ini battery
charger tetap mendapat suplai litrik begitu juga dengan accu.
Universitas Sumatera Utara
Catu daya DC yaitu baterai atau accu digunakan untuk mengoperasikan
genset. Karena accu ini akan menyalakan genset dan pengontrolan kerja ATS.
Nah, accu ini mendapat pengisian ulang dari battery charger. Accu yang akan
menggerakkan generator harus selalu dalam keadaan bertegangan.
Gambar 4.3 Rangkaian battery charger
Pengisian ulang baterai atau accu digunakan alat bantu berupa battery
charger dan pengaman tegangan. Pada saat PLN normal (diesel dan generator
tidak beroperasi), maka battery charger mendapat suplai listrik dari PLN.
Sedangkan pada saat PLN mati atau mengalami gangguan (diesel dan generator
beroperasi), maka suplai dari battery charger didapat dari generator.
Pengaman tegangan berfungsi untuk memonitor tegangan baterai atau
accu. Jika tegangan dari baterai atau accu sudah mencapai 12/24 volt, yang
merupakan tegangan standarnya, maka hubungan antara battery charger dengan
baterai atau accu akan diputus oleh pengaman tegangan.
Universitas Sumatera Utara
4.2.11 Analisa Hubungan Generator dengan Penggerak Mula
Generator dihubungkan satu poros dengan diesel. Pada saat akan start accu
yang berisi tegangan 12/24 V siap mensuplai motor DC. Motor DC ini akan
menstarting diesel dan generator mengikuti putaran diesel. Pada diesel terjadi
gerakan mekanik yang akan memutar generator, sehingga generator mengeluarkan
tegangan.
Karena sistem ini menggunakan sistem start elektrik maka diesel yang
dipakai memiliki daya sedang yaitu < 500 PK, digunakan sebagai prime over yang
akan menggerakkan generator. Generator akan menghasilkan energi listrik dari
energy mekanik. Motor DC mendapat suplai listrik dari baterai/accu 12/24 volt.
Saat start, motor DC mendapat suplai listrik dari baterai atau accu dan
menghasilkan torsi yang dipakai untuk menggerakkan diesel sampai mencapai
putaran tertentu.
Terlihat pula, bahwa AMF mengontrol keadaan diesel. Kita dapat melihat
keadaan genset ini pada panel kontrol yang tersedia. Dan keadaan gangguan
seperti: low oil pressure, high water temperature dan overspeed dapat dilihat pada
AMF.
Gambar 4.4 Hubungan generator dengan penggerak mula
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Dalam perancangan unit instalasi genset yang didasarkan pada masingmasing bagian kemampuannya terhadap beban yang disuplai genset adalah:
1. Unit diesel generator set Mitsubishi MGS0500B dan Olympian
GEH250-2 yang digunakan untuk kondisi operasi di PT. Kunango
Jantan kapasitas tiap unit sebesar 630 kVA dan 250 kVA.
2. Rating pengaman untuk Generator Set Mitsubishi diperoleh MCCB
dengan rating arus 1435,5 A yang digunakan memiliki jenis AE1600SW dan untuk Generator Set Olympian MCCB dengan rating arus
568,5 A yang digunakan memiliki jenis NF630-HEW.
3. Untuk Generator Set Mitsubishi rating kontaktor yang dipakai 1500 A
dengan jenis LC1BP33 untuk KT dan KG dan untuk Generator Set
Olympian kontaktor yang dipakai 500 A dengan jenis LC1F500 untuk
KT dan KG.
5.2
Saran
Adapun saaran yang dapat penulis berikan dari analisis perancangan unit
Generator Set di PT Kunango Jantan adalah sebagai berikut :
1. Dalam merencanakan instalasi genset yang khususnya terhadap
kemampuan daya genset, penghantar, pengaman dan kontaktornya.
Sebaiknya perlu direncanakan, diperhitungkan dan dianalisa dengan
cermat, agar hasil yang diinginkan lebih maksimal.
2. Untuk memasang genset sebagai back-up cadangan utama sebaiknya
berdasarkan keseluruhan total beban yang digunakan dari trafo.
3. Untuk dimensi ruangan genset sebaiknya menggunakan spesifikasi
dimensi ruangan yang telah ditentukan. Ruangan yang dibuat
menggunakan sirkulasi dan peredam suara, agar ada pergantian udara
dan tidak terlalu bising.
Universitas Sumatera Utara