TEKNIK TRANSMISI TENAGA LISTRIK

TEKNIK TRANSMISI TENAGA LISTRIK

JILID 1

SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

TEKNIK TRANSMISI TENAGA LISTRIK

JILID 1

Untuk SMK

Penulis

: Aslimeri

Ganefri Zaedel Hamdi

Perancang Kulit

: TIM

Ukuran Buku

: 17,6 x 25 cm

ASL ASLIMERI t

Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 1 untuk SMK /oleh Aslimeri, Ganefri, Zaenal Hamdi ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

ix, 170 hlm Daftar Pustaka : Lampiran. A ISBN : 978-979-060-159-8 ISBN : 978-979-060-160-4

Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008 Direktur Pembinaan SMK

Akhir-akhir ini sudah banyak usaha penulisan dan pengadaan buku- buku teknik dalam Bahasa Indonesia. Namun untuk Teknik Elektro, hal ini masih saja dirasakan keterbatasan-keterbatasan terutama dalam mengungkapkan topik atau materi yang betul-betul sesuai dengan kompetensi dalam bidang Transmisi Tenaga Listrik untuk Sekolah Menengah Kejuruan. Hal inilah yang mendorong penulis untuk menyusun buku ini agar dapat membantu siapa saja yang berminat untuk memperdalam ilmu tentang Transmisi Tenaga Listrik.

Dalam buku ini dibahas tentang : pemeliharaan sistim DC, pengukuran listrik, tranformator, gandu induk ,saluran udara tegangan tinggi, kontruksi kabel tenaga dan pemeliharaan kabel tenaga .

Penulis menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan baik dalam materi maupun sistematika penulisan, untuk itu saran-saran dan kritik yang membangun guna memperbaiki buku ini akan diterima dengan senang hati.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak-banyak terima kasih kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Depertemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menulis buku ini dan Drs.Sudaryono, MT yang telah bersedia menjadi editor buku ini. Juga penulis megucapkan terima kasih kepada Maneger PLN (persero) Udiklat Bogor yang telah banyak membatu penulis dalam menyediakan bahan untuk penulisan buku ini .

Harapan penulis semoga buku ini ada mamfaatnya untuk meningkatkan kecerdasan bangsa terutama dalam bidang teknik elektro .

Penulis

5.6.4. Pembukaan PMT .................................................................

216

5.7. Kompesator ........................................................................ 220

5.7.1. Kompensator shunt ................................................. 221

5.7.2. Kompensator reaktor shunt .................................... 222

5.8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi................................. 223

5.8.1. Prinsip Dasar PLC ................................................ 223

5.8.2. Peralatan Kopling ................................................ 224

5.8.3. Kapasitor Kopling ................................................ 225

5.8.4. Wave trap .................................. .........................

226

5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave trap .................................... 227

5.8.6. Line Matching Unit ............................................................ 230

5.9 . Peralatan Pengaman ............................................................ 231

5.9.1. Lightning Arester ................................................. 232

5.10. Aplikasi PLC ............................................................. 233

5.10.1. Komunikasi Suara ................................................. 233

5.10.2. Penggunaan Kanal Suara ..................................... 234

5.10.3. Teleproteksi Protection Signalling ............................... 234

5.10.4. Ramute Terminal Unit (RTU) Tipe EPC 3200........................ 235

5.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk ..................... ...

236

5.12. Rele Proteksi dan Annunsiator .................................... 238

BAB VI. SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL ............ 246

6.1. Sistem Pentanahan Titik Netral ................................... 246

6.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral .................................... 247

6.2.1. Sistem Yang tidak Ditanahkan ….................................. 247

6.2.2. Metode Pentanahan titik Netral ..................................... 247

6.3. Pentanahan Titik Netral Tampa Impedansi .......................... 247

6.4. Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan ………............... 248

6.5. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Peterson .............. 251

6.6. Tranformator Pentanahan ………........................... 252

6.7. Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia .............. 253

6.8. Pentanahan Peralatan ............................................... 254

6.9. Exposur tegangan ................................................ 256

6.10. Pengaruh Busur Tegangan Terhadap Tenaga Listrik.......... 258

6.10.1.Pengaruh tahanan Pentanahan Terhadap Sistem ............... 258 6.10.2.Macam-macam Elektroda Pentanahan

.............. .......... 258

6.11. Metode Cara Pentanahan ................................................. 260

6.11.1.Pentanahan dengan Driven Ground. .......................... 260 6.11.2.Pentanahan Dengan Mesh atau Jala .............. .................. 261

6.12. Tahanan Jenis Tanah ............................................................. 262

6.13. Pengkuran Tahanan Pentanahan .................................... 263

BAB VII. KONTRUKSI KABEL TENAGA

........................ 265

7.1. Kabel Minyak .......................................................................... 265

7.1.1. Bagian-bagian Kabel Minyak …................................... 265

BAB . X. PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN..

410

10.1. Tujuan Pemeliharaan ........................................................... 410

10.2. Jenis-jensi pemeliharaan ............................................. 410

10.2.1. Pemeliharaan Rutin : ........................................................... 410

10.2.2. Pemeriksaan Rutin................................................................ 410

10.2.3. Pemeriksaan Sistematis........................................................ 411

10.2.4. Pemeliharaan Korektif............................................................ 412

10.2.5. Pemeliharaan Darurat........................................................... 412

10.3. Prosedur Pemeliharaan SUTT/SUTET ......................... 413

10.3.1. Peralatan yang dipelihara .................................................... 413

10.3.2. Peralatan Kerja ........................................................... 418

10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan ................................. .. 420

10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharaan ................................. .. 421

LAMPIRAN : Daftar Pustaka .

.......................................................................

DI AGRAM PENCAPAI AN KOMPETENSI

menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan.

TGM.HRB

Asist

5 TIG.CBH.

TGM.HRB

Teknisi

TIG.CIS.0

3 TGM.HRB

3 TGM.HRE

2 TMP.HPN.

TIG.CBH.

TIG.CBH.0

2 4 Tekn

TGM.CIF.

isi

TIG.CIP.0

Instal

TMP.HPN.

TIG.CIT.0

9 9 TIG.CIT.0

3 TIG.CIF.0

1 2 1 2 4 asi 2 4

Listri

2 TIG.CIC.0

TIG.CIF.0

TMP.PN.0

3 1 2 TNP.HPG.

2 2 4 7 TIG CIT 0

1 TIG.CIF.0

TIG.CBH.

5 3 5 2 TMP HPN

8 TIG CIT 0

1 TIG.CIP.0

TIG CIT 0

4 1 8 Teknisi Asisten Konstruks

TIG CIF 0

Asisten

1 TIG.CIF.0

1 TIG.CIT.0

1 TIG.CIT.0

8 4 Tekn isi

2 TMC.Mmc

P lih

3 TGU.HW

4 Kons 2 2 t k

TSU.HSC.

1 TIG CIP 0

Asiste

TGC.HWC

Teknis

8 TIG.CIP.0

2 TIG.CIS.0

Konstr i

2 Keterangan TIG.CIF.0 4

: TIG.CIT.0 6

Nomor Kompetensi dari daftar

keseluruhan kompetensi program keahlian

= Outlet

teknik transmisi

Nomor Kode Kompetensi Jam Pencapaian

Kompetensi

ix

PEMELIHARAAN SUMBER LISTRIK DC.

1.1.Hukum Ohm

lain adalah satu joule untuk setiap coulomb yang mengalir.

Mari kita tinjau sebuah

rangkaian listrik tertutup yang

berupa sebuah tahanan Volt (V) Joule Muatan sebesar Q Coulomb dihubungkan pada kutub-kutub

Kerja sebesar W

sebuah baterai. seperti gambar 1.1

1.1.2. Arus Listrik

Arus listrik adalah gerakan muatan listrik di dalam suatu

penghantar pada satu arah tertentu. Saklar

Muatan listrik dapat berupa elektron, ion atau keduanya. Di

dalam penghantar, umumnya terdapat gerakan acak elektron

Sumber tegangan ( Baterai ) bebas diantara atom-atom statis.

Gambar 1.1. Rangkaian Listrik Gerakan ini tidak menghasilkan Tertutup

arus listrik. Namun pada suatu Perbedaaan muatan di dalam

keadaan tertentu, elektron bebas Baterai mengakibatkan mengalirnya

dapat dipaksa untuk bergerak arus listrik di dalam rangkaian yang

dalam satu arah tertentu, yaitu ke secara perjanjian ditentukan

satu titik yang kekurangan elektron. mengalir dari kutub positip baterai

(perhatikan bahwa keadaan melalui beban tahanan kemudian

kekurangan elektron disebut masuk ke kutub negatip baterai.

muatan positip sedang kelebihan Dalam peristiwa ini dikatakan

elektron disebut muatan negatip). sebuah Gaya Gerak Listrik bekerja

Keadaan mengalirnya elektron sehingga mengakibatkan mengalir-

pada satu arah tertentu dinamakan nya arus listrik dalam rangkaian .

konduksi atau arus aliran elektron.

1.1.1.Perbedaan Potensial

Pergerakan elektron ditentukan

(Tegangan)

oleh perbedaan muatan yang terdapat antara kedua ujung

Bila antara dua titik dalam penghantar. Jadi pergerakan sebuah rangkaian terdapat energi

elektron di dalam penghantar terjadi listrik yang dapat diubah menjadi

akibat tarikan ujung penghantar energi lain, maka antara dua titik

yang bermuatan positip maupun tersebut, disebut terdapat dari ujung yang lebih negatip. perbedaan potensial atau Sampai tahap ini harus sudah dapat tegangan. Satuan dari tegangan

dimengerti perbedaan arus listrik adalah Volt. Tegangan antara dua

(konvensional) dan arus elektron. titik dikatakan satu Volt bila energi

Istilah yang mengatakan arus listrik listrik yang diubah menjadi bentuk

mengalir dari kutub positip ke arah mengalir dari kutub positip ke arah

adalah sama.

belum diketahui benar. Dengan demikian untuk setiap penghantar berlaku :

Karena itu pada pembahasan Tegangan . pada . penghantar mengenai tabung elektron maupun

Tetap arus . pada . penghantar transistor gambar-gambarnya

dilengkapi dengan tanda panah Hubungan dalam rumus di atas arah arus elektron dan bukannya bersifat LINIER dan bila digambar arus listrik. berbentuk garis lurus. Harga tetap

pada rumus di atas ternyata adalah

1.1.3. Satuan Arus Listrik

nilai tahanan dari penghantar itu dalam satuan OHM.

Satu satuan muatan listrik

V (Volt) adalah sebanding dengan adanya

R 6,20 x 10 18 buah elektron.

I (Ampere) Satuannya adalah coulomb (simbol

Jadi 1 Ohm merupakan arus Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 10 18 listrik sebesar satu ampere yang buah elektron. Arus listrik dalam

mengalir dalam penghantar pada penghantar adalah pergerakan

tegangan 1 volt.

terarah sejumlah elektron dari ujung satu ke ujung lainnya. Dengan

1.1.5. Faktor-Faktor Yang

demikian arus listrik dapat

Mempengaruhi Tahanan

didefinisikan sebagai coulomb per

detik. Namun satuan arus listrik Tahanan sebuah penghantar yang umum digunakan yaitu

berbanding lurus dengan ampere, dimana satu coulomb per

panjangnya dan berbanding terbalik detik = satu ampere

dengan besarnya penampang. "

Sehingga : R Ohm U atau

U adalah tetapan dimana I adalah lambang dari arus

dimana

(konstanta)

listrik Besarnya tetapan U tergantung pada jenis material penghantar.

Konstanta atau disebut tahanan Sebuah penghantar disebut

1.1.4. Tahanan

jenis suatu material adalah tahanan antara dua permukaan yang

mempunyai tahanan sebesar satu berlawanan dari material itu dalam OHM bila pada kedua ujungnya

diberi perbedaan potensial sebesar bentuk kubus, dinyatakan dengan satuan Ohm-cm.

satu volt dengan arus satu amper Suatu dari panjang penghantar mengalir diantara kedua ujung yang dicari besar tahanannya tersebut. Dalam penghantar jenis haruslah sesuai dengan satuan dari apapun, selama suhunya tetap, tahanan jenis yang dipakai untuk perbandingan antara perbedaan penghitung. Bila satuan panjang potensial pada ujung-ujungnya yang digunakan adalah cm, maka

Contoh : Jadi berlaku I 1 +I 2 -I 3 -I 4 = 0

Sepotong kawat sepanjang 100

m dengan penampang 0,001 cm 2 1 I

dibuat dari bahan tembaga dengan

tahanan jenis = 1,7 P ohm-cm. Hitunglah tahanan kawat penghantar tersebut.

2 L = 10.000 cm A = 0,001 cm I 4

6 Ohm cm

Gambar 1. 2.arah aliran arus.

R 2 17 Ohm

10 x 0 , 001

1.2. 2. Hukum Kirchoff II

Selain nilai tahanan tergantung

II sering dari panjang dan material maka disebut dengan Hukum Kirchoff besar nilai tahanan juga ditentukan tentang tegangan, dinyatakan oleh faktor naik turunnya dengan persyaratan bahwa dalam temperatur, sebagaimana dituliskan suatu rangkaian tertutup jumlah dalam rumus. aljabar sumber tegangan, dan

Hukum

Kirchoff

tegangan jatuh pada tahanan

t R = R 0 {1 +

D (t 2 -t 1 )}

adalah nol. Atau secara matematis dimana R 0 = Tahanan pada

ditulis dengan rumus :

temperatur t o 1 C

R t = Tahanan pada temperature

6 V = 6 ( I x R) t o 2 C Sebagai contoh gambar 1.3 dibatasi

D = Koefisien muai panjang sebuah daerah A-B-C-D-A. tahanan.

Jadi untuk menerapkan hukum ini, haruslah dipilih suatu rangkaian

1.2. Hukum Kirchoff

yang tertutup. Arah arus harus

1.2.1. Hukum Kirchoff I

ditentukan lebih dahulu, seperti gambar 1.3. searah dengan putaran

Hukum Kirchoff I menyatakan, jarum jam dan ditentukan juga arah bahwa aljabar arus-arus yang referensi ggl suatu baterai adalah

menuju ke suatu titik simpul adalah searah dengan arus yang sama dengan nol. Gambar 1.2 diakibatkannya, bila baterai tersebut menunjukkan sebuah titik simpul

dibebani sebuah tahanan sendiri dari suatu rangkaian, dengan arus-

(tanpa ada baterai lain), jadi arus I 1 ,I 2 ,I 3 ,I 4 yang terhubung arahnya harus diambil dari kutub dengan titik simpul tersebut. Untuk

negatip ke kutub positip. dapat menjumlahkan secara aljabar

maka arus yang arahnya menuju titik simpul diberi tanda positip, maka arus yang arahnya menuju titik simpul diberi tanda positip,

Tahanan-tahanan

sama besarnya.

pada hasil akhir perhitungan (+

atau - )

2 I I (Amps)

r a R 2 Volt V

Gambar1. 4. Sambungan Seri

(AMPS) I 0

(VOLT) V Gambar1. 3.Arah aliran arus

tertutup Gambar1. 5. Tahanan Pengganti

(Ekivalen)

Suatu ggl dihitung positip, bila

arah referensinya sama dengan Dengan menggunakan hukum arah arus yang telah dipilih.

Ohm diperoleh :

V 1 = Tegangan di R 1 = IR 1 volt berlawanan dengan arah arus maka

Sebaliknya bila arah referensi

V 2 = Tegangan di R 2 = IR 2 volt besaran yang bersangkutan

V 3 = Tegangan di R 3 = IR 3 volt dihitung negatip.

ketiga dapat dituliskan.

Sehingga dari gambar 1.3.

Sekarang

bilamana

tahanan itu harus digantikan oleh satu tahanan pengganti yang

I 1 R 1 +I 2 R 2 + I 3 (R 3 +r b )-E b +E a +

nilainya tak berubah maka hal itu

a =0 I r dapat digambarkan sebagai tahanan ekivalen, lihat gambar 1.5.

atau Dari hukum Ohm, perbedaan

E b -E a =I 1 R 1 +I 2 R 2 +

potensial pada V = I.R volt atau,

I 3 (R 3 +r )+ I r b a

V = I.R V = I.R

R R 1 R 2 R 3 haruslah sama dengan tegangan

sumber sebesar V volt, atau :

V = IR 1 + IR 2 + IR 3 dan

IR = IR 1 + IR 2 + IR 3 atau

3 R 3 I R = R 1 + R 2 + R 3 I AMPS Volt V

2. Rangkaian Paralel

Gambar1. 6. Sambungan Paralel Tahanan-tahanan

dinyatakan

tersambung paralel bila kedua

ujung tahanan disambung

sebagaimana diperlihatkan dalam

gambar 1.6. Dalam keadaan ini

semua tahanan tersambung

AMPS I

langsung kepada sumber tegangan,

sehingga perbedaan potensial yang

dialami setiap tahanan adalah sama Volt V dengan V volt. Tetapi arus dari

sumber kini terpecah menjadi tiga Gambar 1.7. Tahanan Pengganti

I 1 ,I 2 ,I 3 , sehingga: Paralel

Sehingga

V R R 1 R 2 R 3 dan

1 Rumus ini digunakan untuk

I 2 mendapatkan tahanan pengganti R 2 dari rangkaian tahanan yang

V tersambung paralel.

3 Contoh : Carilah tahanan pengganti dari 3

Tahanan ekivalen / pengganti buah tahanan 10 ohm yang dari ketiga tahahan yang

disambung paralel. tersambung paralel digambarkan

dalam gambar 1. 7.

I=V/R R 10 10 10 10 I=V/R R 10 10 10 10

3. Rangkaian Kombinasi

rangkaian yang memiliki I 1 sambungan paralel maupun seri.

Dari harga tahanan yang diberikan

kita dapat menghitung besarnya

I Amper tahanan pengganti sebagai berikut.

Bila Rx merupakan tahanan

pengganti yang dimaksud dan Ry

1.3. Daya Dalam Rangkaian DC.

adalah tahanan pengganti dari Bila suatu arus melewati suatu rangkaian paralel ( 4 dan 2 Ohm )

tahanan, maka akan timbul panas. maka,

Seperti halnya dalam bidang

1 1 1 3 mekanik, disini ada dua hal yang Ry 4 2 4 mempunyai definisi sama, yaitu energi dan daya (power). Energi

listrik adalah kemampuan suatu

4 1 Ry 1 Ohm sistem listrik untuk melakukan kerja.

3 3 Satuan energi listrik adalah joule. Rangkaiannya kini sama seperti

pada gambar 1.4. dimana : Kerja (work) atau usaha adalah terjadi bila suatu muatan R 1 = 10 ohm

Q coloumb bergerak melalui

1 perbedaan tegangan V volt, atau R 2 =1

ohm

R 3 = 6 ohm W (work) = VQ joule Dengan

demikian tahanan Q = I t coloumb pengganti seri paralel adalah :

1 Rx = 10 + 6 + 1

sehingga W = V I t joule

1 Daya listrik adalah ukuran Rx = 17

ohm

3 kerja yang dilakukan. Karena ..

4 : satuan kerja adalah joule maka : 6: 10 daya diukur dalam joule per-detik, atau watt.

1 watt = 1 joule/detik :

AMPS I Energi atau kerja(joule) VOLTS 12 Jadi, Daya = --------------------------

waktu (detik ) Gambar 1.8. Rangkaian Seri –

Paralel

P watt atau P watt

R Dengan hukum OHM dapat kita

peroleh rumus (formula) lain yang

Sebagai contoh :

akan memudahkan perhitungan. Lampu dengan sumber tegangan 220 V mengalirkan arus 1 Amper

P = V.I (watt)

(Gambar 1.9), maka :

Menurut hukum Ohm V = IR P = 220 x 1 = 200 watt sehingga P = I x IR atau

dan P watt

R Jika

suatu alat

pemanas

disambungkan pada suatu sumber

tegangan, maka arus akan mengalir Gambar 1.9. pada elemen (tahanan) dari alat

Rangkaian Pengukuran Daya Dari pemanas tersebut. Proses ini

Arus Listrik DC

adalah sebagai aplikasi dari

perubahan energi listrik menjadi

1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DC

energi panas dengan elemen (tahanan) dari alat pemanas

Pada arus searah, sumber tersebut.

tegangan pada suatu rangkaian Apabila alat pemanas yang

mempunyai sisi positif dan sisi digunakan pada labelnya tertulis

negatif, kedua sisi ini disebut

1 kW, 2 kW dan sebagainya, ini polaritas. Sisi posiif atau kutub menunjukkan bahwa alat pemanas

positif digambarkan dengan “ + “

2 kW menyerap daya lebih besar dan kutub negatif digambarkan dari alat pemanas 1 kW, karena alat

dengan “ - “.

pemanas 2 kW menyerap daya 2

kali lebih besar dari alat pemanas

1 kW. Besarnya daya yang diserap

Negative pole

ini dinotasikan denga simbol P dalam satuan watt.

Dalam kenyataannya

daya

Positive pole

(dalam watt) pada suatu rangkaian tahanan (resistor) dapat menggunakan perhitungan yang

mudah yaitu : Gambar 1.10. Rangkaian

sumber dimana :

P=VxI

Polaritas

dari

V=IxR tegangan arus searah (DC) tak pernah berubah, dimana terminal

maka :P = I x R x I kutub negatif selalu maka :P = I x R x I kutub negatif selalu

detik diukur dalam satuan Ampere rangkaian yang menggunakan

(I)

sumber rangkaian DC, arus selalu mengalir melalui rangkaian tersebut

2. Tegangan Listrik.

dalam satu arah. Untuk menghasilkan aliran listrik Mari

kita tinjau

sebuah

harus ada beda potensial antara 2 rangkaian listrik tertutup yang kutub. Beda potensial antara 2 berupa sebuah tahanan yang kutub ini dinyatakan dalam satuan dihubungkan pada kutub-kutub Volt (V). Tegangan dapat dianggap sebuah baterai.

sebagai potensial pendorong bagi proses perpindahan elektron melintasi konduktor.

Beban

Saklar Bila beda potensial antara dua kutub konduktor naik, maka jumlah elektron yang mengalir melintasi

Baterai

konduktor menjadi bertambah banyak, karena itu arus listrik pun

Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup akan bertambah besar.

Perbedaan muatan didalam

3.Tahanan Listrik.

baterai mengakibatkan mengalirnya arus listrik di dalam rangkaian yang

diketahui bahwa secara perjanjian ditentukan

sudah

konduktor mempunyai sejumlah mengalir dari kutub positif baterai

elektron bebas. Logam-logam melalui beban tahanan kemudian

biasanya merupakan konduktor masuk ke kutub negatif baterai.

yang baik karena mempunyai Dalam peristiwa ini dikatakan

banyak elektron bebas. Tembaga Gaya Gerak Listrik (GGL) bekerja

(Cu) dan Alumunium (AL) adalah sehingga mengakibatkan mengalir-

logam yang banyak digunakan nya arus listrik.

sebagai konduktor.

1.3.2. Hubungan Antara Arus,

Sebaliknya

bahan yang

Tegangan dan Tahanan.

mempunyai sedikit elektron bebas disebut isolator. Isolator bukan

1. Arus Listrik.

penghantar listrik yang baik, karena mempunyai sedikit sekali elektron

Arus listrik adalah

aliran

bebasnya. Apabila diinginkan untuk elektron bebas berpindah dari suatu menghambat aliran listrik, maka atom ke atom lain dalam

gunakan isolator.

penghantar. Arus Listrik (aliran

aliran listrik elektron) akan terjadi bila ada biasanya disebut Tahanan (R) perbedaan potensial diantara ke dalam satuan ohm. Sebuah dua ujung sebuah konduktor. penghantar disebut mempunyai

Penghambat Penghambat

tegangan.

volt dengan arus satu amper Didalam aplikasinya resistor sering mengalir diantara kedua ujung

digunakan untuk :

tersebut. Dalam penghantar jenis - Mengontrol tegangan dan arus apapun, selama suhunya

bias pada amplifier/penguat tetap,perbandingan antara transistor perbedaan potensial pada ujung-

- Mengubah arus keluaran yang ujungnya dengan besarnya arus

berkaitan dengan drop yang mengalir disepanjang

tegangan keluaran, dan penghantar adalah sama. Dengan

menyediakan suatu nilai demikian untuk setiap penghantar

tertentu.

berlaku :

resistansi, biasanya Tegangan . Pada . pengantar

Nilai

dinyatakan dengan besaran : : ,k :

tetap

atau m : .

Arus . dalam . penghantar

Hubungan dalam

rumus

b. Resistor Variable

tersebut diatas bersifat linier dan bila digambarkan berbentuk garis

Resistor variabel mempunyai lurus. Harga tetap pada rumus

bermacam-macam bentuk, tetapi diatas ternyata adalah nilai tahanan

yang paling populer adalah dari penghantar itu dalam satuan

potensiometer karbon dan gulungan ohm.

kawat. Tipe karbon lebih cocok

V ( Volt ) diaplikasikan untuk daya rendah

I .( Amp )

R ( ohm ) (umumnya kurang dari 1 watt). Tipe gulungan kawat digunakan untuk

(formula ini disebut hukum Ohm) daya maksimum 3 watt.

Tipe dan aplikasi resistor yang

c. Nilai Resistansi

sering ditemui adalah sebagai berikut. Rangkaian elektronik yang

- Tertulis pada body resistor, sangat komplek, mungkin terdiri

mempunyai toleransi 10%. dari beberapa ratus komponen.

Misal : tertulis 100 : , maka nilainya Komponen-komponen tersebut mempunyai bermacam-macam (90 - 110) : .

katagori, antara lain ada komponen - Dekade seri, misal : seri E6 yang tidak dapat menguatkan

mempunyai toleransi 20%; seri E (misal : resistor, kapasitor, dan

12 mempunyai toleransi 10%; dan induktor), dan ada pula kompoen

E 24 mempunyai yang dapat menguatkan/ amplifikasi

seri

toleransi 5%.

atau berfungsi sebagai saklar (misal Kode warna, ada dua metode, : Transistor, IC).

antara lain metode : empat pita; dan lima pita . Tipe dan aplikasi resistor

a. Resistor

yang sering ditemui adalah seperti Hampir dapat dipastikan pada

tabel 1.1 :

semua rangkaian elektronik

Tipe Karakteristik Aplikasi

Carbon Murah, toleransi rendah Keperluan umum yang tidak composition

koefisien temperatur kritis, penguat sinyal besar, rendah, ada desah, dan

dan catu daya.

kestabilan rendah. Carbon film

Keperluan umum : bias, Toleransi tinggi, kestabilan beban, dan pull-up. tinggi

Keperluan umum dan Metal film

Koefisien suhu rendah, rangkaian desah rendah: kestabilan tinggi bias dan beban rangkaian

penguat tingkat rendah

Desah sangat rendah, Keperluan umum : amplifier Metal oxide kestabilan dan keandalan desah rendah dan sinyal

tinggi.

kecil.

Aluminium clad Disipasi sangat tinggi Catu daya dan beban daya wirewound

tinggi

Disipasi tinggi

Catu daya.

Ceramic

wirewound Disipasi tinggi

Silicon and Catu daya, penguat daya vitreous enamel

dan kendali

wirewound

Metode empat pita

Toleransi Pengali Angka II Angka I

Gambar 1.12. Kode Warna Resistor Empat Pita

Angka I, II dan III Pengali Toleransi Hitam = 0 Perak = 0.01 Merah = r 2% Coklat = 1

Emas = x 0.1 Emas = r 5% Merah

Hitam = x 1

Orange

= 3 Coklat = x 10 Perak = r 10%

Kuning = 4 Merah = x 100 Tanpa warna = r 20% Hijau = 5 Orange = x 1000 Biru

Kuning = x 10.000

Ungu = 7 Hijau = x 100.000 Abu-abu = 8

Putih = 9 Biru = x 1.000.000

contoh :

Kuning = 4 Ungu = 7

Emas = x 0.1

jadi, nilai resistansi = 47 x 0.1 = 4.7 : r 10%

Perak = r 10% = 4R7 r 10%

Gambar 1.13. Rangkaian

Metode lima pita

Toleransi Pengali

Angka III Angka II Angka I

Gambar 1.14. Kode Warna Resistor Lima Pita

Coklat = 1 Hitam = 0 Jadi, nilai resistance Hitam = 0 = 100 x 100 = 10.000 r 5%

Merah = x 10 = 10 K r 5% : Emas = r 5%

Gambar 1.15. Rangkaian

Ada kode huruf yang menyatakan posisi titik desimal pengali dan toleransi, yang digunakan untuk menentukan nilai resistansi, antara lain : Kode Pengali

F r 1%

x 1000

G r 2%

x 1.000.000 J

r 5%

r 10%

r 20%

Contoh :

Kode Nilai Toleransi

R22M

0.22 : r 20%

4R7K

4.7 : r 10%

68RJ 68 : r 5% 1MOF 1M : r 1%

d. Aplikasi Resistor

e. Termistor

- Hubungan seri R = R1 + R2 Termistor ( thermally sensitive

- Hubunganparalel resistor ) adalah komponen

elektronika yang mempunyai . R R 1 R 2 sifat/karakteristik resistansinya

- Pembagi tegangan V out =V in bervariasi terhadap perubahan suhu. Karena sifat inilah, maka R 1 didalam aplikasinya sering

- Pembagi arus I out =I in

digunakan sebagai elemen

sensor kompensasi suhu. Ada 2

tipe termistor ; PTC ( Positive

NTC ( negative temperature lain sebagai kapasitor coefficient ).

penyimpan pada catu daya, kopling sinyal AC antara tingkat

f. Kapasitor

penguat dan kopling DC catu daya. Nilai kapasitansi, biasanya

Kapasitor adalah komponen dinyatakan dengan besaran: uF, elektronik yang sangat penting nF atau pF. Tipe dan aplikasi untuk memperbaiki kerja kapasitor yang sering ditemui rangkaian elektronik, dan dapat adalah sebagai berikut : berfungsi untuk menyimpan

energi dalam bentuk medan

Tabel 1.2 Tipe dan aplikasi kapasitor

Tipe Karakteristik Aplikasi

Keramik Ukuran kecill, De-kopling frekuensi menengah induktansi rendah dan tinggi, timing, kompensasi

suhu,

Elektrolit Nilai kapasitansi Reservoir catu daya, de-kopling relatif besar, frekuensi rendah

polarisasi

Metal - film Reservoir catu daya tegangan Nilai kapasitansi tinggi DC, koreksi faktor daya sedang, cocok untuk pada rangkaian AC aplikasi tegangan

tinggi, relatif mahal Mika

Stabil, koefisien suhu Osilator frekuensi tinggi, timing, rendah

filter, pulsa

Kestabilan tinggi, Rangkaian timing dan filter Polikarbonat ukuran fisik kecil.

Poliyester Keperluan umum Kopling dan de-kopling

Polipropilin Hilang dielektrik Kopling dan de-kopling rangkaian sangat rendah

tegangan tinggi filter utama Polistirin

Harga murah, aplikasi Timing, filter, osilator dan tegangan rendah .

deskriminator

Tantalum

Nilai kopel relatif Kopling dan de-kopling

besar ukuran fisik sangat kecil.

g. Aplikasi kapasitor

(d) Low-Pass filter C-R (e) High-pass filter C-R

- Hubungan seri 1/C = 1/C 1 +1/C 2

(f) Filter C-R kaskade

- Hubungan paralel C = C 1 +C 2

(g) Band pass filter C-R - Kapasitor didalam rangkaian AC (h) Low-pass dan high-pass filter Reaktansi kapasitip dinyatakan

L-C

sebagai rasio tegangan (I) Band-pass filter L-C seri terhadap arus kapasitor dan (j) Band-pass L-C paralel diukur dalam : .

X C I C 1 . : Transformator (trafo)

Berdasarkan fungsinya, trafo

Induktor

dibagi menjadi empat kategori : Induktor adalah komponen

- Trafo utama /daya (50 Hz, atau elektronika yang jarang

60 Hz )

digunakan seperti halnya - Trafo frekuensi audio ( 20 Hz - resistor atau kapasitor. tetapi

20 Khz )

penting didalam aplikasinya

- Trafo frekuensi tinggi

sebagai filter frekuensi tinggi

( t 100 k Hz)

dan penguat frekuensi radio. - Trafo pulsa ( 1k Hz - 100 kHz) Nilai induktansi biasanya

Hubungan antara tegangan dinyatakan dengan besaran : H,

primer dan sekunder mH, nH.

Tipe induktor yang sering

ditemui adalah :

RM6, RM7, dan RM10. p = Tegangan primer

V s = Tegangan sekunder

p = Belitan primer N s = Belitan sekunder

Aplikasi Induktor

- Hubungan seri L = L 1 +L 2

- Hubungan paralel 1/L = 1/L 1 +

Hubungan antara arus Primer dan 1/L 2 sekunder

- Induktor didalam rangkaian AC :

I p = Arus Primer

I s = Arus sekunder sebagai rasio tegangan terhadap

Reaktansi induktif dinyatakn

N p = Belitan Primer arus induktor dan diukur dalam : N s = Belitan sekunder

Rangkaian R, L, dan C Daya Trafo ( VA )

(a). Rangkaian timing C-R dan karakteristiknya

Daya trafo dapat diestimasi (b) Integrator C-R

dengan perhitungan : Total daya (c Differensiator C-R dengan perhitungan : Total daya (c Differensiator C-R

(waktu mengembalikan yang

1.4. SEMIKONDUKTOR

cepat, antara konduksi ke non Semikonduktor dapat mencakup

konduksi). Oleh karena beberapa alat/komponen karakteristiknya ini, maka banyak elektronika, antara lain mulai dari

diaplikasikan pada rangkaian daya dioda s/d VLSI. ( Very Large

modus “saklar”. Dioda ini dapat Scale Integrated )

membangkitkan drop tegangan maju kira-kira setengahnya dioda

1. Dioda silikon konvensional, dan waktu kembali balik sangat cepat.

Dioda adalah alat elektronika

dua-terminal, yang hanya

d. Optoelektronika

mengalirkan arus listrik dalam satu arah apabila nilai

Optoelektronika adalah alat resistansinya rendah.

yang mempunyai teknologi Bahan semikonduktor yang

penggabungan antara optika dan digunakan umumnya adalah

elektronika. Contoh alat silikon atau germanium.

optoelektronika antara lain : LED Jika dioda dalam keadaan

(Light Emitting Dioda), foto dioda, konduksi, maka terdapat tegangan

foto optokopler, dan sebagainya. drop kecil pada dioda tersebut. Drop tegangan silikon | 0,7 V;

e.L E D

Germanium | 0.4V. LED adalah sejenis dioda, yang akan memancarkan cahaya

a. Aplikasi Dioda

apabila mendapat arus maju Sesuai dengan aplikasinya

sekitar 5 a 30 mA. Pada umumnya dioda, sering dibedakan menjadi

LED terbuat dari bahan galium dioda sinyal dan dioda penyearah.

pospat dan arsenit pospit. (a) Penyearah setengah gelom -

Didalam aplikasinya, LED sering bang

digunakan sebagai alat indikasi (b). Penyearah Gelombang Penuh

status/kondisi tertentu, tampilan “Seven-segment, dan sebagainya.

b. Dioda Zener

f. Fotodioda

Dioda zener adalah dioda silikon, yang mana didesain

Foto dioda adalah jenis foto khusus untuk menghasilkan

detektor, yaitu suatu alat karakteristik “breakdown” optoelektronika yang dapat mundur,. Dioda zener sering

mengubah cahaya yang datang digunakan sebagai referensi

mengenanya menjadi besaran tegangan.

listrik. Prinsip kerjanya apabila sejumlah cahaya mengena pada persambungan, maka dapat listrik. Prinsip kerjanya apabila sejumlah cahaya mengena pada persambungan, maka dapat

( Light Dependent Di dalam aplikasinya, foto dioda Resistor ) adalah komponen sering digunakan untuk elemen elektronika yang sering digunakan sensor/detektor cahaya. sebagai transduser/elemen sensor

LDR

cahaya. Prinsip kerja LDR apabila

g. Fototransistor

cahaya yang datang mengena Fototransistor

jendela LDR berubah, maka nilai komponen semikonduktor resistansinya akan berubah pula. optoelektronika yang sejenis

adalah

LDR disebut juga sel dengan fotodioda. Perbedaannya

fotokonduktip.

adalah terletak pada penguatan arus E dc. Jadi, pada fototransistor

j. S C R

akan menghasilkan arus E dc kali

( Silicon Controlled lebih besar dari pada fotodioda.

SCR

Rectifier ) disebut juga “thyristor”, adalah komponen elektronika tiga-

h.Optokopler

terminal yang keluarannya dapat Optokopler

dikontrol berdasarkan waktu optoisolator adalah alat penyulutnya. Di dalam optoelektronika yang mempunyai

disebut

juga

aplikasinya, SCR sering teknologi penggabungan dua

digunakan sebagai alat komponen semikonduktor di

“Switching” dan pengontrol daya dalam satu kemasan, misalnya :

AC.

LED - fotodioda, LED -

fototransistor dan sebagainya.

k. TRIAC

Prinsip kerja optokopler adalah Triac adalah pengembangan apabila cahaya dari LED mengena

dari SCR, yang mana mempunyai foto dioda atau foto transistor,

karakteristik dua-arah maka akan menyebabkan (bidirectional). Triac dapat disulut

timbulnya arus balik pada sisi oleh kedua tegangan positip dan fotodioda atau foto transistor

negatip. Aplikasinya, triac sering tersebut. Arus balik inilah yang

diguna- kan sebagai pengontrol kana menentukan besarnya

gelombang penuh

tegangan keluaran. Jadi apabila tegangan masukan berubah, maka cahaya LED berubah, dan tegangan keluaran juga berubah. Didalam aplikasinya, optokopler sering digunakan sebagai alat penyekat diantara dua-rangkaian untuk keperluan pemakaian tegangan tinggi.

Type

TIP31A TIP3055 Material Construction

BC109

BC184L

BC212L

Silicon Silicon Case style

n-p-n n-p-n Maximum collector TO18 TO92 TO92 TO220 TAB

power Dissipaition (Pc)

90 W Maximum collector

3A 15A Current (Ic)

Maximum Collector

60 V 60V Emitter voltage (Vceo)

Maximum collector

60V 100V base voltage (Vcbo)

Current gain (hfe)

10-60 5-30

Transition frequency 250 MHz 150 MHz 200 MHz 8 MHz 8MHz

l. DIAC

Transistor dapat digunakan bermacam-macam aplikasi namun

Diac adalah

saklar

dapat dikategorikan sebagai semikonduktor dua-terminal yang

berikut :

sering digunakan berpasangan - Transistor linear, didesain untuk dengan TRIAC sebagai alat aplikasi linear (penguatan penyulut (trigger). tegangan tingkat rendah)

Transistor daya, didesain untuk

2. Transistor (Transfer Resistor)

beroperasi tingkat daya tertentu Transistor adalah salah satu

(daya frekuensi audio dan komponen semikonduktor yang

sebagainya)

dapat digunakan untuk - Transistor frekuensi radio, memperkuat sinyal listrik, sebagai

didesain khusus untuk aplikasi sakelar dan sebagainya. Pada

frekuensi tinggi

dasarnya transistor terbuat dari - Transistor tegangan tinggi, bahan silikon atau germanium.

didesain khusus untuk Jenis transistor adalah PNP dan

menangani keperluan tegangan NPN simbol kedua jenis transistor

tinggi

adalah sebagai berikut : adalah sebagai berikut :

jenis FET, antara lain : JFET bias-basis sebagai berikut :

( junction field effect transistor ), dan MOSFET ( Metal-Oxide Semi

Perpotongan dari garis beban Conductor Field Effect Transistor ). DC dengan kurva arus basis

Seluruh jenis FET dapat dibagi disebut titik kerja (titik Q) atau titik

menjadi dua versi, yaitu : kanal P, stasioner.

dan kanal N. Simbol JFET dan Contoh karakteristik beberapa tipe

karakteristiknya adalah seperti transistor

berikut ini : Contoh karakteristik FET dapat

a. F E T

disusun sesuai konfigurasinya, adalah sebagai berikut :

FET (Field effect transistor)

adalah komponen semikonduktor yang dapat melakukan berbagai

Tabel 1.4. Mode of operation

Parameter Common source Common drain Common gate Voltage

High gain

Unity gain

Very high

Very high

(1) Power gain

Very high

High (8.000.000)

Very high

(250) Input

Very high

Very high

Low

resistance (1 M : )

(1 M : )

Output (Medium/high Low High

resistance (50 k : ) (200 : ) (150 k : ) Phase shift 180 q 0 q 0 q

b. JFET JFET sangat luas digunakan pada

3. IC (Integrated Circuit)

rangkaian penguat linier, IC adalah bentuk rangkaian sedangkan MOSFET sering integrasi yang terdiri dari dipakai pada rangkaian digital. beberapa komponen elektronik, rangkaian penguat linier, IC adalah bentuk rangkaian sedangkan MOSFET sering integrasi yang terdiri dari dipakai pada rangkaian digital. beberapa komponen elektronik,

(Transistor - Transistor Logic). oleh apa yang disebut dengan skala-integrasi (SI). Terdapat

4. OP-AMP

beberapa skala integrasi ukuran IC, antara lain SSI, MSI, LSI,

OP-AMP adalah rangkaian VLSI, dan SLSI. IC dapat dibagi

penguat operasional yang menjadi dua kelas umum, antara

berbentuk IC (chip). Simbol Op- lain ; IC linier (analog), dan IC

Amp adalah seperti gambar 1.16. digital. Contoh IC analog adalah

sebagai berikut :

A Vo

Gambar 1.16. Simbol OP-AMP

Contoh karakteristik beberapa tipe Op-Amp adalah seperti tabel 1- 5. : Tabel 1- 5 karakteristik beberapa tipe Op-Amp

Technology Bipolar JFET BIFET MOSFET CMO Open loop voltage 106

102 gain(dB)

Input resistance

12 12 2M 12 : 12 10 : 10 : 10 : 10 : Full-power bandwidth 10 60 150

50* (kHz)

5 13 9 0.16* Input offset voltage 1355

Slew rate (V/us)

15 (mV) Common mode rejection ratio (dB)

Di dalam aplikasinya OP-AMP, dan paket empat (tipe quad). ada yang berbentuk paket

Sebenarnya ada tiga konfigurasi tunggal, berpasangan (tipe dual) 1

dasar Op-Amp, yaitu inverting, dasar Op-Amp, yaitu inverting,

1 phase yang dihubungkan dikembangkan menjadi dengan baterai dengan kapasitas konfigurasi penguat yang lainnya.

tertentu sesuai kebutuhan dan Beberapa konfigurasi Op-Amp

tingkat kepentingannya. dan rumus persamaannya adalah

Kapasitas baterai biasanya sebagai berikut :

disesuaikan dengan kebutuhan (a) Inverting

(e) Summer yang ada pada unit pembangkit itu (b) Non-Inverting (f) Differensiator

sendiri baik sebagai back up (c) Differential

(g) Integrator power ataupun start up unit. 2. (d) Voltage Follower (h) Instrumentation Amplifier

1.Penggunaan Sistem DC

Power

1.5. Sistem DC Power

Sistem DC Power pada unit DC Power adalah alat bantu

pembangkit digunakan untuk utama yang sangat diperlukan

mensuplai tenaga listrik sebagai suplai arus searah ( direct

keperalatan-peralatan yang current ) yang digunakan untuk

menggunakan arus searah, peralatan-peralatan kontrol, seperti : peralatan proteksi dan peralatan

arus searah lainnya yang menggunakan

Motor-motor

(Motor DC), seperti untuk EOP sumber arus DC, baik untuk unit

Sistem Kontrol dan pembangkit dalam keadaan

Instrumentasi, seperti kontrol normal maupun dalam keadaan

turbin, kontrol boiler, darurat ( emergency ).

switchgear.

Relay Proteksi

Pada beberapa unit Lampu Penerangan pembangkit kecil, khususnya

(Emergency Lamp). Pembangkit Listrik Tenaga Gas

Inverter (UPS)

(PLTG) maupun Pembangkit

Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

2. Instalasi Sistem DC Power

dengan kapasitas daya terpasang kecil, sumber DC Power

Instalasi sistem DC power digunakan sebagai start-up unit.

suatu pembangkit berfungsi untuk menyalurkan suplai DC yang

Dalam instalasi sumber dipasok oleh rectifier atau charger tegangan/ arus searah (direct

tiga fasa maupun satu fasa yang current, DC) meliputi panel-panel

dihubungkan dengan satu atau kontrol, instalasi / pengawatan

dua set baterai.

listrik, meter-meter, indikator dan perlengkapan lainnya seperti :

Terdapat 3 (tiga) jenis instalasi charger, baterai dan inverter.

atau suplai DC power yang digunakan di unit pembangkit,

Sumber Instalasi DC Power

antara lain:

dipasok oleh rectifier atau charger

220 / 250 Volt, (Telepon/Facsimile) dan Telepro- teksi (khusus di Gardu Induk).

Instalasi Sistem DC Power 110 / 125 Volt,

Sedangkan instalasi DC power dengan sumber tegangan 24 volt

Instalasi Sistem DC Power DC biasa digunakan pada

24 / 48 Volt Emergency Diesel Generator

1.5.1. Instalasi Sistem DC Power

untuk Starting Aplications

220/250 Volt,

Instalasi DC power dengan 220 Vac

sumber tegangan 220/250 Volt ini

EDG Charger

dipasok dari charger yang

dihubungkan dengan baterai pada

panel DC. Dari panel DC ini

digunakan untuk mensuplai :

24 Vdc

ƒ DC Station Board, antara lain untuk Motor-motor, Indikator, Load

Recharger Lampu Penerangan dll

ƒ Inverter yang digunakan untuk Gambar 1. 17

Instalasi Sistem DC Power

mensuplai Kontrol dan

Instrumentasi pada turbin,

Pola Instalasi DC Power

boiler, switchgear dll. Instalasi pada sistem DC

1.5.3.Instalasi Sistem DC Power

power terdiri dari beberapa pola

110 / 125 Volt,

atau model berdasarkan kondisi Instalasi DC power dengan

peralatan yang terpasang. Hal ini sumber tegangan 110/125 Volt ini

juga dipengaruhi oleh tingkat dipasok dari charger yang

keandalan yang dibutuhkan dan dihubungkan dengan baterai pada

kemampuan dari sumber DC itu panel DC. Dari panel DC ini

sendiri.

digunakan untuk mensuplai 125 Volt DC Station Board, untuk

Pola 1

mensuplai : ƒ Kontrol & Instrumentasi seperti Pola 1 ini terdiri dari : 1 trafo PS,

1 charger, 1 baterai dan 1 bus DC. pada Turbin, Boiler, Ash &

Dash Handling dll. Dalam hal ini pengaman utama ƒ Relay Proteksi

dan pengaman cadangan ƒ Motor-motor DC 110/125 Volt

menggunakan MCB yang berbeda seperti terlihat pada gambar 1.18

1.5.3. Instalasi Sistem DC Power

48 Volt,

Instalasi DC power dengan sumber tegangan 48 volt biasanya

Gambar 1.18. Pola 1 Instalasi Sistem DC Power

Sistem 1 : PS 1, Charger 1

Pola 2

dan Baterai 1, beroperasi Pola 2 ini terdiri dari : 2 trafo

memikul beban PS, 2 charger, 2 baterai dan 1 bus

Sistem 2 : PS 2, Charger 2

DC. dan Baterai 2, beroperasi tanpa beban

Dalam hal ini pengaman utama dan pengaman cadangan

Sistem 1 dan sistem 2 beroperasi menggunakan MCB yang berbeda

secara bergantian yang dilakukan seperti terlihat pada gambar

oleh Interlock System DC Utama dibawah ini.

Pola operasinya adalah :

Gambar 1.19. Pola 2 Instalasi Sistem DC Power

Pola 3

Pada posisi normal sistem 1 Pola 3 ini terdiri dari : 2 trafo

dan sistem 2 operasi secara PS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus

terpisah, posisi MCB keluar (MCB DC. Pengaman utama dan

kopel interlock dengan MCB cadangan menggunakan MCB

sistem 1 dan sistem 2). yang berbeda.

Pada saat pemeliharaan Pola operasinya adalah :

sistem 1, MCB sistem 1 dilepas Sistem 1 : PS 1, Charger 1

maka MCB kopel akan masuk dan Baterai 1, beroperasi

secara otomatis. Demikian juga memikul beban

sebaliknya. Lihat diagram Sistem 2 : PS 2, Charger 2

dibawahini

dan Baterai 2, beroperasi tanpa beban

Gambar 1.20. Pola 3 Instalasi Sistem DC Power

Pola instalasi diatas adalah hanya contoh dari sekian banyak pola instalasi yang berkembang saat ini khususnya di unit pembangkit yang memerlukan keandalan yang tinggi dengan pola pengoperasian yang tinggi juga.

= 40A + 10A Charger sering juga disebut = 50 Ampere Converter adalah suatu rangkaian

peralatan listrik yang digunakan Jadi kapasitas rectifier minimum untuk mengubah arus listrik bolak

yang harus disiapkan adalah balik (Alternating Current, disingkat

sebesar 50 Ampere. AC) menjadi arus listrik searah (Direct Current, disingkat DC), yang

Sumber tegangan AC untuk berfungsi untuk pasokan DC power

rectifier tidak boleh padam atau baik ke peralatan-peralatan yang

mati. Untuk itu pengecekan menggunakan sumber DC maupun

tegangan harus secara rutin dan untuk mengisi baterai agar

periodik dilakukan baik tegangan kapasitasnya tetap terjaga penuh

inputnya (AC) maupun tegangan sehingga keandalan unit outputnya (DC). pembangkit tetap terjamin. Dalam hal ini baterai harus selalu

1.6.1. Jenis Charger atau

tersambung ke rectifier.

Rectifier

Jenis charger atau rectifier ada

D 2(dua) macam sesuai sumber

C C = tegangannya yaitu rectifier 1 phasa

dan rectifier 3 phasa

Gambar 1.21. Prinsip Converter

1.Rectifier 1 ( Satu ) Fasa

atau Charger atau Rectifier Yang dimaksud dengan rectifier Kapasitas rectifier harus

1 fasa adalah rectifier yang disesuaikan dengan kapasitas

rangkaian inputnya menggunakan baterai yang terpasang, setidaknya

AC suplai 1 fasa. Melalui MCB kapasitas arusnya harus mencukupi

sumber AC suplai 1 fasa 220 V untuk pengisian baterai sesuai

masuk ke dalam sisi primer trafo jenisnya yaitu untuk baterai alkali

utama 1 fasa kemudian dari sisi adalah 0,2 C (0,2 x kapasitas)

sekunder trafo tersebut keluar sedangkan untuk baterai asam

tegangan AC 110V, kemudian adalah 0,1C (0,1 x kapasitas)

melalui rangkaian penyearah ditambah beban statis (tetap) pada

dengan diode bridge atau thyristor unit pembangkit.

bridge. Tegangan AC tersebut diubah menjadi tegangan DC 110V.

Sebagai contoh jika suatu unit Keluaran ini masih mengandung pembangkit dengan baterai jenis

ripple cukup tinggi sehingga masih alkali kapasitas terpasangnya

diperlukan rangkaian filter untuk adalah 200 Ah dan arus statisnya

memperkecil ripple tegangan adalah 10 Ampere, maka minimum

output.

kapasitas arus rectifier adalah : kapasitas arus rectifier adalah :

Yang dimaksud dengan rectifier 3 ( tiga ) fasa adalah

1.6.2.Prinsip Kerja Charger

rectifier yang rangkaian inputnya menggunakan AC suplai 3 fasa.

Sumber tegangan AC baik yang Melalui MCB sumber AC suplai 3

1 fasa maupun 3 fasa yang masuk fasa 380 V masuk ke dalam sisi

melalui terminal input trafo step- primer trafo utama 3 fasa

down dari tegangan 380V/220V kemudian dari sisi sekunder trafo

menjadi tegangan 110V kemudian tersebut keluar tegangan AC

oleh diode penyearah / thyristor arus 110V per fasa kemudian melalui

bolak balik ( AC ) tersebut dirubah rangkaian penyearah dengan

menjadi arus searah dengan ripple diode bridge atau thyristor bridge,

atau gelombang DC tertentu. arus AC tersebut dirubah menjadi

Kemudian untuk memperbaiki arus DC 110V yang masih

ripple atau gelombang DC yang mengandung ripple lebih rendah

terjadi diperlukan suatu rangkaian dibanding dengan ripple rectifier 1

penyaring ( filter) yang dipasang fasa akan tetapi masih diperlukan

sebelum terminal output. juga rangkaian filter untuk lebih

Gambar 1.22 Contoh Rangkaian Rectifier

1.6.3. Bagian-bagian Charger

3. Thyristor

Charger yang digunakan pada Suatu bahan semikonduktor pembangkit tenaga listrik terdiri dari seperti diode yang dilengkapi beberapa peralatan antara lain dengan satu terminal kontrol, adalah : Thyristor berfungsi untuk merubah

1. Trafo utama

arus bolak-balik menjadi arus searah.

Trafo utama yang terpasang di rectifier merupakan trafo Step-

Thyristor mempunyai 3 (tiga) Down (penurun tegangan) dari

terminal yaitu :

tegangan AC 220/380 Volt menjadi x Terminal positif ( anode ) AC 110V. Besarnya kapasitas trafo

x Terminal negatif ( katode) tergantung dari kapasitas baterai

x Terminal kontrol ( gate ). dan beban yang terpasang di unit

pembangkit yaitu paling tidak

gate ini terletak kapasitas arus output trafo harus

Terminal

diantara katode dan anode yang lebih besar 20 % dari arus

bilamana diberi trigger signal positif pengisian baterai. Trafo yang

maka konduksi mulai terjadi antara digunakan ada yang 1 fasa ada

katode dan anode melalui gate juga yang trafo 3 fasa.

tersebut (

D o = 30 ) sehingga arus mengalir sebanding dengan

2. Penyearah / Diode

besarnya tegangan trigger positif Diode merupakan suatu bahan

yang masuk pada terminal Gate semi konduktor yang berfungsi

tersebut.

merubah arus bolak-balik menjadi

arus searah. Mempunyai 2 (dua) terminal yaitu terminal positif (Anode) dan terminal negatif (Katode)

Konfigurasi Penyerah ada beberapa macam antara lain:

1. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase

Gambar 1.23. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase