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
DC Station Board, antara lain untuk Motor-motor, Indikator, Load
Recharger Lampu Penerangan dll
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 : 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 Relay Proteksi
dan pengaman cadangan 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