Teori dasar listrik

7,114 views

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
7,114
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
139
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Teori dasar listrik

  1. 1. Definisi Istilah Kelistrikan Pada PUIL 2000 01:31 Dunia Listrik 1 comment Persyaratan Umum Instalasi Listrik tahun 2000 (PUIL 2000) merupakan hasil penyempurnaan Peraturan Umum Instalasi Listrik 1987 dengan memperhatikan standar IEC, terutama terbitan TC 64 “Electrical Installations of Buildings” dan standar internasional lainnya yang berkaitan. Berikut adalah definisi dari istilah-istilah kelistrikan yang sering kita temui. Diurutkan berdasarkan urutan alpahabet. Anda dapat mendownload PUIL 2000, disini. A aparat (listrik), lihat definisi radas. armatur luminair tanpa lampu, lihat definisi luminair. arus beban lebih (suatu sirkit) arus lebih yang terjadi dalam sirkit pada waktu tidak ada gangguan listrik. (overload current (of a circuit)) – IEV 826-05-07. arus bocoran a) (pada suatu instalasi) – arus yang dalam keadaan tidak ada gangguan mengalir ke bumi atau ke bagian konduktif ekstra dalam sirkit; CATATAN: Arus ini dapat mempunyai komponen kapasitif termasuk yang dihasilkan dari penggunaan kapasitor yang disengaja. (leakage current (in an installation)) – IEV 826-03-08. b) arus dalam lintas lain selain yang diinginkan karena isolasi tidak sempurna. (leakage current (syn. earth current)) – IEV 151-03-35.
  2. 2. arus bocoran bumi semua arus bocoran dan arus kapasitif antara suatu penghantar dan bumi. (earth current) – IEV 151. arus gangguan arus yang mengalir di titik tertentu pada jaringan listrik karena gangguan di titik lain pada jaringan tersebut. (fault current) – IEV 603-02-25. arus hubung pendek a) arus lebih yang diakibatkan oleh gangguan impedans yang sangat kecil mendekati nol antara dua penghantar aktif yang dalam kondisi operasi normal berbeda potensialnya. (short-circuit current) – IEV 441. b) arus lebih karena hubung pendek yang disebabkan oleh gangguan atau hubungan yang salah pada sirkit listrik. (short-circuit current) – IEV 441. c) arus yang mengalir di titik tertentu pada jaringan listrik akibat hubungan pendek di titik lain pada jaringan tersebut. (short-circuit current) – IEV 603-02-27. arus lebih a) arus dengan nilai melebihi nilai pengenal tertinggi; (overcurrent) – IEV 151, 441. b) setiap arus yang melebihi nilai pengenalnya; untuk penghantar, nilai pengenalnya adalah Kemampuan Hantar Arus (KHA) penghantar yang bersangkutan. (overcurrent) – IEV 826-05-06. arus operasi (arus kerja) nilai arus yang pada atau di atas nilai tersebut pelepas (release) dapat bekerja. (operating current (of an overcurrent release)) – IEV 441-16-45. arus pengenal a) arus operasi yang mendasari pembuatan perlengkapan listrik. b) (belitan suatu transformator) – arus yang mengalir lewat terminal saluran suatu belitan transformator, yang diperoleh dengan membagi daya pengenal oleh tegangan pengenal belitan tersebut dan faktor fase yang tepat. (rated current (of a winding of a transformer)) – IEV 421-0405. arus sisa jumlah aljabar nilai arus sesaat, yang mengalir melalui semua penghantar aktif suatu sirkit pada suatu titik instalasi listrik. (residual current) – IEV 826-03-09.
  3. 3. arus sisa operasi arus terkecil yang dapat mengetripkan gawai proteksi arus sisa dalam waktu yang ditentukan. arus trip (arus bidas) arus yang menyebabkan gawai proteksi bekerja. B bagian aktif penghantar atau bagian konduktif yang dimaksudkan untuk dilistriki pada pemakaian normal; termasuk di dalamnya penghantar netral, tetapi berdasarkan perjanjian (konvensi) tidak termasuk penghantar PEN. CATATAN Bagian aktif ini tidak berarti dapat menyebabkan risiko kejut listrik. (live part) – IEV 826-03-01. bagian konduktif bagian yang mampu menghantarkan arus walaupun tidak harus digunakan untuk mengalirkan arus pelayanan. (conductive part) – IEV 441-11-09. Bagian Konduktif Ekstra (BKE) bagian konduktif yang tidak merupakan bagian dari instalasi listrik dan dapat menimbulkan potensial, biasanya potensial bumi. (extraneous conductive part) – IEV 826-03-03. Bagian Konduktif Luar (BKL) lihat definisi Bagian Konduktif Ekstra. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) a) bagian konduktif yang gampang tersentuh dan biasanya tak bertegangan, tetapi dapat bertegangan jika terjadi gangguan. CATATAN 1 Bagian Konduktif Terbuka yang khas adalah dinding selungkup, gagang operasi, dan lain-lain. (exposed conductive part) – IEV 826-03-02. b) bagian konduktif perlengkapan listrik yang dapat tersentuh dan biasanya tidak bertegangan, tetapi dapat bertegangan jika terjadi gangguan. CATATAN 2 Bagian konduktif perlengkapan l istrik yang hanya dapat bertegangan dalam kondisi gangguan melalui BKT tidak dianggap sebagai BKT. (exposed conductive part) – IEV 441-11-10. bahan kebal bakar bahan yang tidak akan terbakar selama pemakaiannya sesuai dengan tugas yang diperuntukkan baginya; atau tidak akan terus menyala setelah dibakar.
  4. 4. baterai kotak perlengkapan hubung bagi (PHB) yang terdiri atas beberapa kotak yang umumnya sejenis seperti kotak rel, kotak cabang, kotak pengaman lebur, dan kotak sakelar yang dirakit menjadi satu. beban lebih a) Kelebihan beban aktual melebihi beban penuh. CATATAN : Istilah "beban lebih" tidak digunakan sebagai sinonim arus lebih (overload) – IEV 151, 441-11-08. b) Keadaan operasi dalam sirkit yang menimbulkan arus lebih, meskipun sirkit itu secara listrik tidak rusak. beban penuh nilai beban tertinggi yang ditetapkan untuk kondisi pengenal operasi. (full load) – IEV 151-0316. bumi massa konduktif bumi, yang potensial listriknya di setiap titik mana pun menurut konvensi sama dengan nol. (earth) – IEV 151-01-07. C celah proteksi celah dengan jarak tertentu sehingga, jika terjadi gangguan dalam sirkit, akan bekerja sebagai proteksi dengan cara mengalirkan arus melalui celah tersebut, sesuai dengan tingkat proteksi yang dikehendaki. celah tegangan lebih celah proteksi yang bekerja sebagai proteksi berdasarkan tegangan lebih tertentu yang terjadi karena gangguan dalam sirkit yang bersangkutan. E elektrode batang elektrode dari pipa logam, baja profil, atau batang logam lainnya yang dipancangkan ke bumi. elektrode bumi bagian konduktif atau kelompok bagian konduktif yang membuat kontak langsung dan memberikan hubungan listrik dengan bumi. (earth electrode) – IEV 826-04-02, 461-06-18, 19502-01, 604-04-03.. elektrode gradien potensial elektrode sistem pembumian, yang dipasang khusus untuk menurunkan tegangan langkah.
  5. 5. elektrode pelat elektrode dari bahan logam pejal atau berlubang, pada umumnya ditanam dalam-dalam. elektrode pita elektrode yang dibuat dari penghantar berbentuk pipih, bundar, atau pilin yang pada umumnya ditanam secara dangkal. elemen lebur bagian dari pengaman lebur yang dirancang agar lebur bila pengaman lebur bekerja (fuseelement) – IEV 441 G gangguan a) segala perubahan yang tidak dikehendaki, yang melemahkan kerja normal; b) kejadian yang tidak direncanakan atau kerusakan pada barang, yang dapat mengakibatkan satu kegagalan atau lebih, baik pada barang itu sendiri, ataupun pada perlengkapan yang berhubungan dengan barang itu. (fault) – IEV 151-03-39, 604-02-01. gangguan bumi a) kegagalan isolasi antara penghantar dan bumi atau kerangka. b) gangguan yang disebabkan oleh penghantar yang terhubung ke bumi atau karena resistans isolasi ke bumi menjadi lebih kecil daripada nilai tertentu. (earth fault) – IEV 195-04-14. gangguan isolasi cacat pada isolasi perlengkapan, yang dapat mengakibatkan dielektrik tertembus atau arus abnormal mengalir lewat isolasi. (insulation fault) – IEV 604-02-02. gangguan permanen gangguan yang mempengaruhi gawai dan menghalangi kepulihan pelayanannya selama belum ada tindak perbaikan atas titik gangguan. (permanent fault) – IEV 604-02-10. gawai (listrik) perlengkapan listrik yang digunakan dalam kaitan dengan, atau sebagai pembantu pada, perlengkapan listrik lain; misalnya termostat, sakelar, atau transformator instrumen. (device) – IEEE, dictionary.
  6. 6. Gawai Proteksi Arus Sisa (GPAS) gawai yang digunakan sebagai pemutus, yang peka terhadap arus sisa, yang dapat secara otomatis memutuskan sirkit termasuk penghantar netralnya, dalam waktu tertentu bila arus sisa yang timbul karena terjadinya kegagalan isolasi melebihi nilai tertentu sehingga bertahannya tegangan sentuh yang terlalu tinggi dapat dicegah. Gawai Proteksi Arus Lebih (GPAL) gawai penyakelaran mekanis atau sekumpulan gawai yang dirancang untuk menyebabkan terbukanya kontak jika arus lebih mencapai nilai yang diberikan dalam kondisi yang ditentukan. H hubung pendek hubungan antara dua titik atau lebih dalam suatu sirkit melalui impedans yang sangat kecil mendekati nol. (short-circuit) – IEV 441. I instalasi darurat instalasi yang digunakan u ntuk penerangan dan tenaga listrik pada waktu terjadi gangguan pada sistem penyuplai tenaga listrik dan penerangan yang normal. instalasi domestik instalasi dalam bangunan yang digunakan sebagai tempat tinggal. instalasi pelanggan instalasi listrik yang terpasang sesudah meter di rumah atau pada bangunan. instalasi lampu luah tabung gas instalasi penerangan yang menggunakan lampu tabung gas dan bekerja pada tegangan di atas 1000 V (TM atau TT); misalnya penerangan tanda dan penerangan bentuk. instalasi listrik bangunan rakitan perlengkapan listrik pada bangunan yang berkaitan satu sama lain, untuk memenuhi tujuan atau maksud tertentu dan memiliki karakteristik terkoordinasi. (electrical installation (of building)) – IEV 826-01-01. instalasi listrik desa instalasi untuk pembangkitan, pendistribusian, pelayanan, dan pemakaian tenaga listrik di desa. instalasi listrik pasangan dalam instalasi listrik yang ditempatkan dalam bangunan tertutup sehingga terlindung dari pengaruh langsung cuaca. instalasi listrik pasangan luar instalasi listrik yang tidak ditempatkan dalam bangunan sehingga terkenai pengaruh langsung
  7. 7. cuaca. instalasi pembangunan instalasi yang digunakan selama masa pembangunan, pemugaran, pembongkaran atau perombakan gedung dengan pengawatan yang khusus untuk penerangan dan tenaga listrik. instalasi sementara instalasi listrik yang pemakaiannya ditetapkan untuk suatu tempat tertentu untuk jangka waktu sementara sesuai dengan standar/ketentuan yang berlaku paling lama tiga bulan, dan tidak boleh dipakai di tempat lain. instrumen gawai untuk mengukur nilai kuantitas sesuatu yang diamati. (instrument) – IEEE, dictionary inti kabel rakitan yang mencakup penghantar beserta isolasinya (dan tabir tapisnya jika ada). (core (of a cable)) - IEV 461-04-04 isolasi a) (sebagai bahan) - segala jenis bahan yang dipakai untuk menyekat sesuatu; b) (pada kabel) - bahan yang dipakai untuk menyekat penghantar dari penghantar lain, dan dari selubungnya, jika ada; c) (pada perlengkapan) - sifat dielektrik semua bahan isolasi perlengkapan; d) (sebagai sifat) - segala sifat yang terdapat pada penghantar karena pengisolasian penghantar. (Insulation) – IEV 195-06-06, 195-06-07, 195-06-08, 195-06-09, 195-02-41. isolasi dasar isolasi yang diterapkan p ada bagian aktif untuk memberikan proteksi dasar terhadap kejut listrik. CATATAN ke dalam isolasi dasar tidak termasuk isolasi yang digunakan secara khusus untuk tujuan fungsional. (basic insulation) - IEV 826-03-17 isolasi diperkuat isolasi bagian aktif yang berbahaya yang memproteksi manusia dari kejut listrik setara dengan isolasi ganda. (reinforced insulation) - IEV 826-03-20 isolasi ganda isolasi yang mencakup isolasi dasar dan isolasi suplemen.
  8. 8. (double insulation) - IEV 826-03-19 isolasi suplemen isolasi independen yang diterapkan sebagai tambahan pada isolasi dasar agar memberikan proteksi untuk manusia dari kejut listrik dalam kejadian kegagalan isolasi. (supplementary insulation) IEV 826-03-18 J jangkauan tangan daerah yang dapat dicapai oleh uluran tangan dari tempat berdiri, tanpa menggunakan sarana apapun. (arm’s reach) IEV 195-06-12, 826-03-11. jarak bebas jarak antara dua bagian konduktif yang sama dengan rentangan tali terpendek antara bagian konduktif tersebut. (clearance) IEV 441-17-31, 604-03-60. jarak udara jarak terpendek antara dua bagian aktif diukur melintasi udara. jaringan listrik sistem listrik yang terdiri atas penghantar dan perlengkapan listrik yang terhubung satu dengan lainnya, untuk mengalirkan tenaga listrik. (electrical network) K kabel berisolasi atau disingkat kabel – rakitan kabel yang terdiri atas : a) satu inti atau lebih b) selubung individual (jika ada) c) pelindung rakitan (jika ada) d) selubung kabel (jika ada). Penghantar yang tidak berisolasi tambahan dapat digolongkan sebagai kabel. (insulated cable) IEV 461-06-01 kabel fleksibel kabel yang disyaratkan untuk mampu melentur pada waktu digunakan, dan yang struktur dan bahannya memenuhi persyaratan.
  9. 9. (flexible cable) - IEV 461-06-14 kabel tanah jenis kabel yang dibuat khusus untuk dipasang di permukaan atau dalam tanah, atau dalam air. (underground cable) IEV 601-03-05. keadaan darurat keadaan yang tidak biasa atau tidak dikehendaki yang membahayakan keselamatan manusia dan keamanan bangunan serta isinya, yang ditimbulkan oleh gangguan suplai utama listrik. kedap sifat tidak dapat dimasuki sesuatu; misalnya kedap air atau kedap debu. Kemampuan Hantar Arus (KHA) arus maksimum yang dapat dialirkan dengan kontinu oleh penghantar pada keadaan tertentu tanpa menimbulkan kenaikan suhu yang melampaui nilai tertentu. (current carrying capacity) IEV 826-05-05. kendali tindakan dengan maksud tertentu pada atau dalam sistem, untuk memperoleh sasaran tertentu. CATATAN Kendali (dapat) termasuk pemantauan (monitoring) dan pelindungan ( safe guarding) di samping tindak kendali itu sendiri. (control) – IEV 351. kontak tusuk (kotak kontak dan tusuk kontak) susunan gawai pemberi dan penerima arus yang dapat dipindah-pindahkan, untuk menghubungkan dan memutuskan saluran ke dan dari bagian instalasi. Kontak tusuk meliputi : a) kotak kontak – bagian kontak tusuk yang merupakan gawai pemberi arus; b) tusuk kontak – bagian kontak tusuk yang merupakan gawai penerima arus. Kotak Kontak Biasa (KKB) kotak kontak yang dipasang untuk digunakan sewaktu-waktu (tidak secara tetap) bagi peranti listrik jenis apa pun yang memerlukannya, asalkan penggunaannya tidak melebihi batas kemampuannya. Kotak Kontak Khusus (KKK) kotak kontak yang dipasang khusus untuk digunakan secara tetap bagi suatu jenis peranti listrik tertentu yang diketahui daya mau pun tegangannya. kotak sambung kotak pada sambungan kabel yang melindungi isolasi kabel terhadap udara dan air.
  10. 10. L lengkapan gawai yang melakukan tugas kecil atau sampingan sebagai tambahan, yang berhubungan dengan tetapi bukan bagian perlengkapan. (accessory) - IEC 581 luminair unit penerangan yang lengkap, terdiri atas satu lampu atau lebih dengan bagian yang dirancang untuk mendistribusikan cahaya, dan menempatkan, melindungi, serta menghubungkan lampu ke suplai daya. P panel hubung bagi perlengkapan hubung bagi yang pada tempat pelayanannya berbentuk suatu panel atau kombinasi panel-panel, terbuat dari bahan konduktif atau tidak konduktif yang dipasang pada suatu rangka yang dilengkapi dengan perlengkapan listrik seperti sakelar, kabel dan rel. Perlengkapan hubung bagi yang dibatasi dan dibagi-bagi dengan baik menjadi petak-petak yang tersusun mendatar dan tegak dianggap sebagai satu panel hubung bagi. pemanfaat listrik perlengkapan yang dimaksudkan untuk mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, misalnya cahaya, bahang, tenaga gerak. (current-using equipment) – IEV 826-07-02. pembebanan intermiten pembebanan periodik dengan waktu kerja tidak melampaui 4 menit diselingi dengan waktu istirahat (beban nol atau berhenti), yang cukup lama untuk mendinginkan penghantar sampai suhu kelilingnya. pembebanan singkat pembebanan dengan waktu kerja singkat, tidak melampaui 4 menit, disusul dengan waktu istirahat yang cukup lama, sehingga penghantar menjadi dingin kembali sampai suhu keliling. pembumian penghubungan suatu titik sirkit listrik atau suatu penghantar yang bukan bagian dari sirkit listrik, dengan bumi menurut cara tertentu. (earthing) pemisah gawai untuk memisahkan atau menghubungkan sirkit dalam keadaan tidak atau hampir tidak berbeban. (Isolator) -
  11. 11. pemutus sirkit (pemutus tenaga) sakelar mekanis yang mampu menghubungkan, mengalirkan dan memutuskan arus pada kondisi sirkit normal, dan juga mampu menghubungkan, mengalirkan untuk jangka waktu tertentu dan memutuskan secara otomatis arus pada kondisi sirkit tidak normal tertentu, seperti pada kondisi hubung pendek (circuit-breaker) – IEV 441 pengaman lebur (sekering) gawai penyakelaran dengan peleburan satu komponen atau lebih yang dirancang khusus dan sebanding, yang membuka sirkit tempat pengaman lebur disisipkan dan memutus arus bila arus tersebut melebihi nilai yang ditentukan dalam waktu yang sesuai. CATATAN Pengaman lebur meliputi semua bagian yang membentuk gawai penyakelaran yang utuh. (fuse) – IEC 60269-1 pengedapan (pemakalan) proses penutupan celah komponen agar mampu menahan masuknya kotoran. (sealing) - IEV 461-10-02. penghantar aktif setiap penghantar dari sistem suplai yang mempunyai beda potensial dengan netral atau dengan penghantar yang dibumikan. Dalam sistem yang tidak memiliki titik netral, semua penghantar harus dianggap sebagai penghantar aktif (active conductor ) - SAA 0.5.4 penghantar bumi penghantar dengan impedans rendah, yang secara listrik menghubungkan titik yang tertentu pada suatu perlengkapan (instalasi atau sistem) dengan elektrode bumi. (earth conductor) – IEC MDE, 1983, p.76 penghantar netral (N) penghantar (berwarna biru) yang dihubungkan ke titik netral sistem dan mampu membantu mengalirkan energi listrik. (neutral conductor) – IEC MDE, 1983, p.76 penghantar PEN (nol) penghantar netral yang dibumikan dengan menggabungkan fungsi sebagai penghantar proteksi dan penghantar netral. CATATAN Singkatan PEN dihasilkan dari penggabungan lambang PE untuk penghantar proteksi dan N untuk penghantar netral. (PEN conductor) – IEC MDE, 1983, p.76, IEV 826-04-06. penghantar pembumian
  12. 12. a) penghantar berimpedans rendah yang dihubungkan ke bumi; b) penghantar proteksi yang menghubungkan terminal pembumi utama atau batang ke elektrode bumi. (earthing conductor) – IEC MDE, 1983, p.76 penghantar pilin penghantar yang terdiri atas satu pilinan, atau sejumlah pilinan yang dipintal jadi satu tanpa isolasi di antaranya. penghantar proteksi (PE) penghantar untuk proteksi dari kejut listrik yang menghubungkan bagian berikut : bagian konduktif terbuka, bagian konduktif ekstra, terminal pembumian utama, elektrode bumi, titik sumber yang dibumikan atau netral buatan. (protective conductor) – IEC MDE, 1983, p.77 penyakelaran (switsing) proses penghubungan atau pemutusan aliran/arus dalam satu sirkit atau lebih. (switching) – IEV 441. penyambung berpengedap (berpakal) penyambung yang menggunakan pengedap yang mampu menghasilkan kedap terhadap zat tertentu. peranti listrik barang pemanfaat listrik, biasanya merupakan unit yang sudah lengkap, pada umumnya bukan perlengkapan industri, lazim dibuat dengan ukuran atau jenis yang baku, yang mengubah energi listrik menjadi bentuk lain, biasanya bahang atau gerak mekanis, di tempat pemanfaatannya. Misalnya pemanggang roti, seterika listrik, mesin cuci, pengering rambut, bor genggam, dan penyaman udara. (electrical appliance) – IEEE dictionary perlengkapan genggam perlengkapan randah (portabel) yang dimaksudkan untuk dipegang dengan tangan dalam kerja normal, dan motornya, jika ada, merupakan bagian yang menyatu dengan perlengkapan tersebut. (hand-held equipment) – IEC MDE, 1983, p.148 Perlengkapan Hubung Bagi dengan atau tanpa kendali (PHB) suatu perlengkapan untuk membagi tenaga listrik dan/atau mengendalikan dan melindungi sirkit dan pemanfaat listrik mencakup sakelar pemutus sirkit, papan hubung bagi tegangan rendah dan sejenisnya. perlengkapan listrik
  13. 13. a) istilah umum yang meliputi bahan, fiting, gawai, peranti, luminair, aparat, mesin, dan lain-lain yang digunakan sebagai bagian dari, atau dalam kaitan dengan, instalasi listrik. b) barang yang digunakan untuk maksud-maksud seperti pembangkitan, pengubahan, transimisi distribusi atau pemanfaatan energi listrik, seperti, mesin, transformator, radas, instrumen, gawai proteksi, perlengkapan untuk pengawatan, peranti. (electrical equipment) – IEC MDE, 1983, p.148 perlengkapan listrik pasangan dalam perlengkapan listrik yang ditempatkan dalam ruang bangunan tertutup sehingga terlindung dari pengaruh cuaca secara langsung. (indoor electrical equipment) perlengkapan listrik pasangan luar perlengkapan listrik yang tidak ditempatkan dalam bangunan sehingga terkena pengaruh cuaca secara langsung. (outdoor electrical equipment) perlengkapan magun (terpasang tetap) perlengkapan yang terpaku pada penyangga atau dalam keadaan kokoh aman di suatu tempat khusus. (fixed equipment) – IEC MDE, 1983, p.148 perlengkapan pegun (stasioner) perlengkapan magun atau perlengkapan yang tidak mempunyai gagang untuk pegangan, dan yang mempunyai massa cukup besar sehingga tak mudah dipindah-pindah. CATATAN Nilai massa tersebut besarnya 18 kg atau lebih menurut standar IEC jika menyangkut peranti rumah-tangga. (stationary equipment) – IEC MDE, 1983, p.148 perlengkapan portabel (randah) perlengkapan yang dapat dipindah-pindah ketika bekerja, atau mudah dipindah-pindah dari satu tempat ke tempat lain dalam keadaan tetap terhubung pada sumber listrik. (portable equipment) – IEC MDE, 1983, p.148 PHB cabang semua PHB yang terletak sesudah PHB utama atau sesudah suatu PHB utama subinstalasi. PHB utama PHB yang menerima tenaga listrik dari saluran utama konsumen dan membagikannya ke seluruh instalasi konsumen.
  14. 14. R radas (aparat) perlengkapan listrik yang biasanya terdapat dekat atau di tempat pemanfaatannya, tanpa patokan yang tegas tentang pengertian besar-kecilnya, misalnya generator, motor, transformator, atau pemutus sirkit. rel pembumi batang penghantar tempat menghubungkan beberapa penghantar pembumi. rancangan instalasi listrik berkas gambar rancangan dan uraian teknik, yang digunakan sebagai pegangan untuk melaksanakan pemasangan suatu instalasi listrik. resistans isolasi lantai dan dinding resistans antara permukaan lantai atau dinding dan bumi. resistans elektrode bumi resistans antara elektrode bumi atau sistem pembumian dan bumi acuan/referensi. resistans pembumian jumlah resistans elektrode bumi dan resistans penghantar pembumi. resistans pembumian total a) resistans dari seluruh sistem pembumian yang terukur di suatu titik, b) resistan antara terminal pembumian utama dan bumi (total earthing resistance) – IEV 826 – 04 – 03 ruang kering ruang yang biasanya tidak lembab. Ruang yang kelembabannya hanya berlaku sewaktu-waktu, sehingga hampir tidak mempengaruhi mutu isolasi, meskipun kelembabannya itu berlangsung dalam jangka waktu lama, digolongkan dalam ruang kering. ruang kerja kasar ruang terbuka atau tertutup untuk bermacam-macam pekerjaan kasar. ruang kerja listrik ruang khusus yang digunakan untuk pemasangan dan pengusahaan perlengkapan listrik yang berbahaya dan karena itu ruang itu hanya boleh dimasuki oleh orang yang berpengetahuan tentang teknik listrik. ruang kerja listrik terkunci ruang kerja listrik yang hanya boleh dibuka dan dimasuki oleh orang yang berwenang.
  15. 15. ruang lembab dan basah ruang terbuka atau tertutup yang demikian lembab sehingga isolasi yang baik sukar untuk dipertahankan dan resistans isolasi antara badan manusia dan bumi berkurang. ruang sangat panas ruang yang suhunya sangat tinggi dengan akibat menurunnya (tidak dapat dipertahankannya) daya sekat bahan isolasi yang lazim digunakan di tempat lain, atau menurunnya resistans listrik tubuh manusia yang berada dalam ruang itu. ruang uji atau laboratorium listrik ruang terbuka atau tertutup tempat dilakukan pemeriksaan, pengujian atau percobaan listrik, yang selama berlangsungnya pekerjaan itu hanya boleh dimasuki oleh orang yang berwenang saja. S sakelar gawai untuk menghubungkan dan memutuskan sirkit dan mengubahnya menjadi berbeban atau tidak. sakelar cabang sakelar untuk menghubungkan dan memisahkan masing-masing cabang. sakelar keluar sakelar pada PHB di sisi tenaga listrik keluar dari PHB tersebut. sakelar masuk sakelar pada PHB di sisi tenaga listrik masuk ke PHB tersebut. sakelar pemisah sakelar untuk memisahkan atau menghubungkan sirkit dalam keadaan tidak atau hampir tidak berbeban (lihat definisi pemutus sirkit). (disconnector) sakelar pemisah pengaman sarana pengamanan untuk memisahkan sirkit perlengkapan listrik dari jaringan sumber dengan menggunakan transformator pemisah atau motor generator, pemisahan dimaksudkan untuk mencegah timbulnya tegangan sentuh yang terlalu tinggi pada BKT perlengkapan yang diamankan, bila terjadi kegagalan isolasi dalam perlengkapan tersebut. (protective disconnector) sakelar utama sakelar masuk dan keluar pada PHB utama instalasi atau PHB utama subinstalasi. saluran listrik
  16. 16. seperangkat penghantar, isolator dan lengkapan untuk mengalirkan energi antara dua titik suatu jaringan. (electrical line) saluran luar saluran yang dipasang di atas tanah dan di luar bangunan. sambungan rumah saluran listrik yang menghubungkan instalasi pelanggan dan jaringan distribusi. saluran tegangan rendah bagian jaringan tegangan rendah tidak termasuk sambungan pelayanan. saluran transmisi saluran listrik yang merupakan bagian dari suatu instalasi, biasanya terbatas pada konstruksi udara. (transmission line) – SAA Wiring rules saluran utama pelanggan saluran antara meter atau kotak pelayanan rumah dan PHB utama. (consumer’s mains) – SAA Wiring rules saluran utama subinstalasi saluran antara PHB utama dan PHB utama subinstalasi, atau saluran antar PHB utama subinstalasi. (subinstallation line) sentuh langsung persentuhan manusia atau ternak dengan bagian aktif. (direct contact) – IEV 826-03-05 sentuh tak langsung persentuhan manusia atau ternak dengan bagian konduktif terbuka yang bertegangan jika terjadi gangguan. (indirect contact) – IEV 826-03-06 sirkit akhir a) sirkit keluar dari PHB, yang dilindungi oleh pengaman lebur dan atau pemutus sirkit, dan yang menghubungkan titik beban atau pemanfaat listrik. b) sirkit yang terhubung langsung ke perlengkapan pemanfaat arus listrik atau ke kotak kontak. (final circuit) – IEV 826-05-03 sirkit cabang
  17. 17. sirkit keluar dari PHB, yang dilindungi oleh pengaman lebur dan atau pemutus tenaga, dan yang menghubungkannya ke PHB lain. (branch circuit) sistem IT atau sistem Penghantar Pengaman (HP) sistem yang semua bagian aktifnya tidak dibumikan, atau titik netral dihubungkan ke bumi melalui impedans. BKT instalasi dibumikan secara independen atau kolektif, atau ke pembumian sistem. sistem TN atau sistem Pembumian Netral Pengaman (PNP) sistem yang mempunyai titik netral yang dibumikan langsung, dan BKT instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh penghantar proteksi. sistem TT atau sistem Pembumi Pengaman (PP) sistem yang mempunyai titik netral yang dibumikan langsung dan BKT instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang secara listrik terpisah dari elektrode bumi sistem tenaga listrik. T tegangan klasifikasi sistem tegangan adalah sebagai berikut : a) tegangan ekstra rendah - tegangan dengan nilai setinggi-tingginya 50 V a.b. atau 120 V a.s. CATATAN Tegangan ekstra rendah ialah sistem tegangan yang aman bagi manusia. b) tegangan rendah (TR) - tegangan dengan nilai setinggi-tingginya 1000 V a.b. atau 1500 V a.s.. c) tegangan di atas 1000 V a.b., yang mencakup : 1) tegangan menengah (TM), tegangan lebih dari 1 kV sampai dengan 35 kV a.b. digunakan khususnya dalam sistem distribusi; (medium voltage) – IEC MDE, 1983, p.435 2) tegangan tinggi (TT), tegangan lebih dari 35 kV a.b. tegangan elektrode tegangan antara elektrode dan titik acuan yang ditetapkan, biasanya pada katode. CATATAN Kecuali jika dinyatakan lain, tegangan elektrode diukur pada terminal yang tersedia. tegangan gangguan tegangan yang timbul antara dua BKT, atau antara BKT dan bumi acuan/referensi. tegangan langkah bagian tegangan elektrode bumi antara dua titik di permukaan bumi, yang jaraknya sama dengan
  18. 18. satu langkah biasa. (step voltage) tegangan nominal a) (pada sistem atau perlengkapan, atau bagian sistem) – nilai tegangan yang lebih kurang sesuai untuk mengidentifikasi sistem atau gawai. CATATAN 1 : Nilai-nilai nominal dibakukan. (nominal voltage) – IEV 601 b) (pada instalasi) – tegangan yang diperuntukkan bagi instalasi atau bagian instalasi. CATATAN 2 : Tegangan aktual boleh berbeda dari tegangan nominal dengan kuantitas yang dibatasi oleh toleransi. (nominal voltage of an instalation ) – IEV 826-02-01 tegangan pengenal – (suatu perlengkapan atau gawai) tegangan yang disyaratkan oleh suatu instalasi atau oleh bagian daripadanya. CATATAN Tegangan yang sebenarnya boleh berbeda dari tegangan nominal sebesar toleransi yang diizinkan. tegangan sentuh tegangan yang timbul selama gangguan isolasi antara dua bagian yang dapat terjangkau dengan serempak. CATATAN : a) Berdasarkan perjanjian, istilah ini hanya dipakai dalam hubungan dengan proteksi dari sentuh tak langsung. b) Dalam hal tertentu, nilai tegangan sentuh dapat dipengaruhi cukup besar oleh impedans orang yang menyentuh bagian tersebut. (touch voltage) – IEC MDE, 1983, p.437, IEV 826-03-02 tegangan sentuh prospektif tegangan sentuh tertinggi yang besar kemungkinan dapat timbul pada kejadian gangguan dengan impedans sangat kecil mendekati nol dalam instalasi listrik. (prospective touch voltage) – IEV 826-02-03. tegangan uji tegangan yang diberikan kepada suatu objek uji untuk menunjukkan sifat isolasi objek tersebut. titik beban
  19. 19. titik pada sirkit akhir instalasi untuk dihubungkan dengan beban. titik lampu titik beban yang dimaksudkan untuk dihubungkan beban penerangan seperti lampu, luminair atau kabel lampu gantung. Teori Dasar Listrik 15:22 HaGe 10Komentar Artikel kali ini lebih saya tujukan kepada orang awam yang ingin mengenal dan mempelajari teknik listrik ataupun bagi mereka yang sudah berkecimpung di dalam teknik elektro untuk sekedar mengingat kembali teori-teori dasar listrik. 1. Arus Listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere. Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron. Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron. “1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor” Formula arus listrik adalah: I = Q/t (ampere)
  20. 20. Dimana: I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere Q = Besarnya muatan listrik, coulomb t = waktu, detik 2. Kuat Arus Listrik Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu. Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”. Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu: Q=Ixt I = Q/t t = Q/I Dimana : Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb I = Kuat Arus dalam satuan Amper. t = waktu dalam satuan detik. “Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik” “muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x 10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik” 3. Rapat Arus Difinisi : “rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”. Gambar 2. Kerapatan arus listrik.
  21. 21. Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm² (12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm² (12A/1,5 mm²). Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel Kemampuan Hantar Arus (KHA). Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA) Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya mengecil. Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat: J = I/A I=JxA A = I/J Dimana: J = Rapat arus [ A/mm²] I = Kuat arus [ Amp] A = luas penampang kawat [ mm²] 4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.
  22. 22. Tahanan didefinisikan sebagai berikut : “1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0° C" Daya hantar didefinisikan sebagai berikut: “Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”. Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus: R = 1/G G = 1/R Dimana : R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm] G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho] Gambar 3. Resistansi Konduktor Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm. “Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah” : R = ρ x l/q Dimana : R = tahanan kawat [ Ω/ohm] l = panjang kawat [meter/m] l ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = penampang kawat [mm²]
  23. 23. faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada : • panjang penghantar. • luas penampang konduktor. • jenis konduktor . • temperatur. "Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar" 5. potensial atau Tegangan potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah Volt. “Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb” Formulasi beda potensial atau tegangan adalah: V = W/Q [volt] Dimana: V = beda potensial atau tegangan, dalam volt W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule Q = muatan listrik, dalam coulomb RANGKAIAN LISTRIK Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Adanya sumber tegangan 2. Adanya alat penghubung 3. Adanya beban
  24. 24. Gambar 4. Rangkaian Listrik. Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup. 1. Cara Pemasangan Alat Ukur. Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi. Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal inidisebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil. “alat ukur tegangan adalah voltmeter dan alat ukur arus listrik adalah amperemeter” 2. Hukum Ohm Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus I berubah sebanding dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R, atau dinyatakan dengan Rumus : I = V/R V=RxI R = V/I Dimana; I = arus listrik, ampere V = tegangan, volt R = resistansi atau tahanan, ohm • Formula untuk menghtung Daya (P), dalam satuan watt adalah: P=IxV P=IxIxR P = I² x R 3. HUKUM KIRCHOFF Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol (ΣI=0).
  25. 25. Gambar 5. loop arus“ KIRChOFF “ Jadi: I1 + (-I2) + (-I3) + I4 + (-I5 ) = 0 I1 + I4 = I2 + I3 + I5
  26. 26. Motor Listrik 00:55 HaGe 16Komentar Pada artikel “klasifikasi mesin listrik”, Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas angin). Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motormotor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu: • Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya. • Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. • Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan. • Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan. Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok: • Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan. • Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan). • Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
  27. 27. Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik. JENIS MOTOR LISTRIK Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini. Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik. 1. Motor DC/Arus Searah Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas. Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama: • Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. • Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo
  28. 28. yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo. • Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Gambar 3. Motor DC. Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur: • Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan. • Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut: Gaya elektromagnetik: E = KΦN Torsi: T = KΦIa Dimana: E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torsi electromagnetik Ia = arus dinamo
  29. 29. K = konstanta persamaan Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited. b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo. Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt. Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997): • Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin. • Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah). c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002): • Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM. • Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali. Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi,
  30. 30. seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat Gambar 5). Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri. d. Motor DC Kompon/Gabungan. Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005). Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.
  31. 31. 2. Motor AC/Arus Bolak-Balik Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC). Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik. Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7): • Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya. • Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok. Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003): Ns = 120 f / P Dimana: f = frekwensi dari pasokan frekwensi P= jumlah kutub
  32. 32. Gambar 7. Motor Sinkron. b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC. Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8): • Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor: - Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek. - Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya. • Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat . Klasifikasi motor induksi Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003): • Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp. • Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
  33. 33. Gambar 8. Motor Induksi. Kecepatan motor induksi Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”. Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003): % Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100 Dimana: Ns = kecepatan sinkron dalam RPM Nb = kecepatan dasar dalam RPM Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi
  34. 34. Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi. Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003): • Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”). • Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun. • Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.
  35. 35. • Beranda ingin tahu lebih? Cari artikel yang anda inginkan, dengan memasukkan kata kunci artikel yang anda cari !!! Telusuri • • Beranda Forum Diskusi Kelistrikan o Masuk ke Forum Dunia Listrik o Daftar Menjadi Anggota Forum Dunia Listrik Registrasi E-mail Dapatkan informasi artikel terbaru dari Dunia Listrik. Klik ikon Einstein untuk mendaftarkan alamat e-mail anda. Kami tidak akan mempublikasikan alamat e-mail anda kepada pihak manapun. Dijamin ! Jika anda tidak menerima konfirmasi pendaftaran email dari feedburner. Periksa Kotak SPAM atau BULK E-mail anda. *** Terima Kasih *** Kategori Artikel • Analisa Sistem Tenaga Listrik
  36. 36. • Animator dan Software • Artikel dan Berita Listrik Nasional • Dasar Teknik Elektro • Elektronika Daya • Handbook • ilmu Bahan Listrik • Instalasi Penerangan • Mesin Listrik • Sistem Kontrol • Sistem Pembangkitan dan Konversi Energi • Sistem Proteksi dan Pentanahan • Sistem Transmisi dan Distribusi • Tokoh Author • • HaGe Rasam Syamsudin • Arif Uji • Saepudin • Susiono • Chandra MDE Blog Sahabat • • Electrical Science Electrical Power • 500 kV Sub-Station • Inside Power Station • Teori Medan • Analisa STL
  37. 37. • montir listrik • TIPTL SMKN1 • TE-Links • Lowongan Kerja • Dunia HaGe 29 April 2009 Prinsip Kerja Generator sinkron 17:01 HaGe 3Komentar Setelah kita membahas di sini mengenai konstruksi dari suatu generator sinkron, maka artikel kali ini akan membahas mengenai prinsip kerja dari suatu generator sinkron. Yang akan menjadi kerangka bahasan kali ini adalah pengoperasian generator sinkron dalam kondisi berbeban, tanpa beban, menentukan reaktansi dan resistansi dengan melakukan percobaan tanpa beban (beban nol), percobaan hubung-singkat dan percobaan resistansi jangkar. Seperti telah dijelaskan pada artikel-artikel sebelumnya, bahwa kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1 akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’. Untuk dapat lebih mudah memahami, silahkan lihat animasi prinsip kerja generator, di sini. Gambar 1. Diagram Generator AC Satu Phasa Dua Kutub. Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz). Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60
  38. 38. Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan: Untuk generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang masing-masing terpisah sebesar 120 derajat listrik dalam ruang sekitar keliling celah udara seperti diperlihatkan pada kumparan a – a’, b – b’ dan c – c’ pada gambar 2. Masing-masing lilitan akan menghasilkan gelombang Fluksi sinus satu dengan lainnya berbeda 120 derajat listrik. Dalam keadaan seimbang besarnya fluksi sesaat : ΦA = Φm. Sin ωt ΦB = Φm. Sin ( ωt – 120° ) ΦC = Φm. Sin ( ωt – 240° ) Gambar 2. Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub Besarnya fluks resultan adalah jumlah vektor ketiga fluks tersebut adalah: ΦT = ΦA +ΦB + ΦC, yang merupakan fungsi tempat (Φ) dan waktu (t), maka besar- besarnya fluks total adalah: ΦT = Φm.Sin ωt + Φm.Sin(ωt – 120°) + Φm. Sin(ωt– 240°). Cos (φ – 240°) Dengan memakai transformasi trigonometri dari : Sin α . Cos β = ½.Sin (α + β) + ½ Sin (α + β ), maka dari persamaan diatas diperoleh : ΦT = ½.Φm. Sin (ωt +φ )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) + ½.Φm. Sin ( ωt + φ – 240° )+ ½.Φm. Sin (ωt – φ) +½.Φm. Sin (ωt + φ – 480°) Dari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelima akan silang menghilangkan. Dengan demikian dari persamaan akan didapat fluksi total sebesar, ΦT = ¾ Φm. Sin ( ωt - Φ ) Weber . Jadi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3/2 Φ dengan
  39. 39. sudut putar sebesar ω. Maka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah : E maks = Bm. ℓ. ω r Volt dimana : Bm = Kerapatan Fluks maksimum kumparan medan rotor (Tesla) ℓ = Panjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Weber) ω = Kecepatan sudut dari rotor (rad/s) r = Radius dari jangkar (meter) anda dapat juga membaca artikel yang terkait dengan bahasan kali ini, di: - elektromekanis dalam sistem tenaga-1, di sini. - elektromekanis dalam sistem tenaga-2, di sini. Generator Tanpa Beban Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar: Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b. Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban Generator Berbeban Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada: • Resistansi jangkar Ra • Reaktansi bocor jangkar Xl
  40. 40. • Reaksi Jangkar Xa a. Resistansi Jangkar Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar. b. Reaktansi Bocor Jangkar Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor. c. Reaksi Jangkar Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar : Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada Gambar 4. yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda. Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar. Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan (resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus terhadap ΦF. Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif , sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF dengan sudut (90 -θ). Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan. Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan. Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron Xs. Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif diperlihatkan pada Gambar 5a, 5b dan 5c.
  41. 41. Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator Berdasarkan gambar diatas, maka bisa ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu : Total Tegangan Jatuh pada Beban: = I.Ra + j (I.Xa + I.XL) = I {Ra + j (Xs + XL)} = I {Ra + j (Xs)} = I.Zs Menentukan Resistansi dan Reaktansi Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu: • Test Tanpa beban ( Beban Nol ) • Test Hubung Singkat. • Test Resistansi Jangkar.
  42. 42. Test Tanpa Beban Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa beban) seperti diperlihatkan pada Gambar 6. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai. Gambar 6. Rangkaian Test Generator Tanpa Beban. Test Hubung Singkat Untuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan Ampermeter diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (Gambar 7). Arus medan dinaikkan secara bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. Selama proses test arus If dan arus hubung singkat Ihs dicatat. Gambar 7. Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat. Dari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti diperlihatkan pada gambar 8.
  43. 43. Gambar 8. Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator. Impedansi Sinkron dicari berdasarkan hasil test, adalah: , If = konstatn Test Resistansi Jangkar Dengan rangkaian medan terbuka, resistansi DC diukur antara dua terminal output sehingga dua fasa terhubung secara seri, Gambar 9. Resistansi per fasa adalah setengahnya dari yang diukur. Gambar 9. Pengukuran Resistansi DC. Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6 . Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa ditentukan berdasarkan persamaan:
  44. 44. Sistem 3 Fasa 20:37 HaGe 11Komentar Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D). Gambar 1. sistem 3 fase. Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturut-turut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang mempunyai urutan fasa a – b – c . sistem tegangan 3 fase dibangkitkan oleh generator sinkron 3 fase. Hubungan Bintang (Y, wye) Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.
  45. 45. Gambar 2. Hubungan Bintang (Y, wye). Dengan adanya saluran / titik netral maka besaran tegangan fase dihitung terhadap saluran / titik netralnya, juga membentuk sistem tegangan 3 fase yang seimbang dengan magnitudenya (akar 3 dikali magnitude dari tegangan fase). Vline = akar 3 Vfase = 1,73Vfase Sedangkan untuk arus yang mengalir pada semua fase mempunyai nilai yang sama, ILine = Ifase Ia = I b = I c Hubungan Segitiga Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase. Gambar 3. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D).
  46. 46. Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline = Vfase Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase Daya pada Sistem 3 Fase 1. Daya sistem 3 fase Pada Beban yang Seimbang Jumlah daya yang diberikan oleh suatu generator 3 fase atau daya yang diserap oleh beban 3 fase, diperoleh dengan menjumlahkan daya dari tiap-tiap fase. Pada sistem yang seimbang, daya total tersebut sama dengan tiga kali daya fase, karena daya pada tiap-tiap fasenya sama. Gambar 4. Hubungan Bintang dan Segitiga yang seimbang. Jika sudut antara arus dan tegangan adalah sebesar θ, maka besarnya daya perfasa adalah Pfase = Vfase.Ifase.cos θ sedangkan besarnya total daya adalah penjumlahan dari besarnya daya tiap fase, dan dapat dituliskan dengan, PT = 3.Vf.If.cos θ • Pada hubungan bintang, karena besarnya tegangan saluran adalah 1,73Vfase maka tegangan perfasanya menjadi Vline/1,73, dengan nilai arus saluran sama dengan arus fase, IL = If, maka daya total (PTotal) pada rangkaian hubung bintang (Y) adalah: PT = 3.VL/1,73.IL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ • Dan pada hubung segitiga, dengan besaran tegangan line yang sama dengan tegangan fasanya, VL = Vfasa, dan besaran arusnya Iline = 1,73Ifase, sehingga arus perfasanya menjadi IL/1,73, maka daya total (Ptotal) pada rangkaian segitiga adalah: PT = 3.IL/1,73.VL.cos θ = 1,73.VL.IL.cos θ Dari persamaan total daya pada kedua jenis hubungan terlihat bahwa besarnya daya pada kedua
  47. 47. jenis hubungan adalah sama, yang membedakan hanya pada tegangan kerja dan arus yang mengalirinya saja, dan berlaku pada kondisi beban yang seimbang. 2. Daya sistem 3 fase pada beban yang tidak seimbang Sifat terpenting dari pembebanan yang seimbang adalah jumlah phasor dari ketiga tegangan adalah sama dengan nol, begitupula dengan jumlah phasor dari arus pada ketiga fase juga sama dengan nol. Jika impedansi beban dari ketiga fase tidak sama, maka jumlah phasor dan arus netralnya (In) tidak sama dengan nol dan beban dikatakan tidak seimbang. Ketidakseimbangan beban ini dapat saja terjadi karena hubung singkat atau hubung terbuka pada beban. Dalam sistem 3 fase ada 2 jenis ketidakseimbangan, yaitu: 1. Ketidakseimbangan pada beban. 2. ketidakseimbangan pada sumber listrik (sumber daya). Kombinasi dari kedua ketidakseimbangan sangatlah rumit untuk mencari pemecahan permasalahannya, oleh karena itu kami hanya akan membahas mengenai ketidakseimbangan beban dengan sumber listrik yang seimbang. Gambar 5. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase. Pada saat terjadi gangguan, saluran netral pada hubungan bintang akan teraliri arus listrik. Ketidakseimbangan beban pada sistem 3 fase dapat diketahui dengan indikasi naiknya arus pada salahsatu fase dengan tidak wajar, arus pada tiap fase mempunyai perbedaan yang cukup signifikan, hal ini dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan.
  48. 48. Konfigurasi Hubungan Belitan Transformator 3 fasa 12:44 HaGe 3Komentar Pada artikel Transformator di sini, telah dibahas mengenai klasifikasi transformator dan bagianbagian transformator, dan kemudian diikuti dengan artikel selanjutnya tentang bagian-bagian transformator dan peralatan proteksinya di sini. Rangkaian artikel mengenai transformator dilengkapi pula dengan artikel mengenai perawatan dan pemantauan kondisi transformator saat bekerja di sini. Sedangkan artikel kali ini akan dibahas secara umum, HANYA mengenai hubungan-hubungan belitan pada transformator 3 fasa. Dan jika anda ingin mengetahui besarnya nilai tegangan, arus dan daya pada masing-masing hubungan, anda dapat membacanya pada artikel di sini. Transformator 3 fasa pada dasarnya merupakan Transformator 1 fase yang disusun menjadi 3 buah dan mempunyai 2 belitan, yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Ada dua metode utama untuk menghubungkan belitan primer yaitu hubungan segitiga dan bintang (delta dan wye). Sedangkan pada belitan sekundernya dapat dihubungkan secara segitiga, bintang dan zig-zag (Delta, Wye dan Zig-zag). Ada juga hubungan dalam bentuk khusus yaitu hubungan open-delta (VV connection) Konfigurasi Transformator 3 Fasa Transformator hubungan segitiga-segitiga (delta-delta)
  49. 49. Gambar 1. Hubungan delta-delta (segitiga-segitiga). Pada gambar 1 baik belitan primer dan sekunder dihubungkan secara delta. Belitan primer terminal 1U, 1V dan 1W dihubungkan dengan suplai tegangan 3 fasa. Sedangkan belitan sekunder terminal 2U, 2V dan 2W disambungkan dengan sisi beban. Pada hubungan Delta (segitiga) tidak ada titik netral, yang diperoleh ketiganya merupakan tegangan line ke line, yaitu L1, L2 dan L3. Dalam hubungan delta-delta (lihat gambar 1), tegangan pada sisi primer (sisi masukan) dan sisi sekunder (sisi keluaran) adalah dalam satu fasa. Dan pada aplikasinya (lihat gambar 2), jika beban imbang dihubungkan ke saluran 1-2-3, maka hasil arus keluaran adalah sama besarnya. Hal ini menghasilkan arus line imbang dalam saluran masukan A-B-C. Seperti dalam beberapa hubungan delta, bahwa arus line adalah 1,73 kali lebih besar dari masing-masing arus Ip (arus primer) dan Is (arus sekunder) yang mengalir dalam lilitan primer dan sekunder. Power rating untuk transformator 3 fasa adalah 3 kali rating transformator tunggal. Gambar 2. Diagram Hubungan Delta-Delta Transformator 3 Fasa Dihubungkan Pembangkit Listrik dan Beban (Load) Transformator hubungan bintang-bintang (wye–wye)
  50. 50. Gambar 3. Hubungan Belitan Bintang-bintang. Ketika transformator dihubungkan secara bintang-bintang, yang perlu diperhatikan adalah mencegah penyimpangan dari tegangan line ke netral (fase ke netral). Cara untuk mencegah menyimpangan adalah menghubungkan netral untuk primer ke netral sumber yang biasanya dengan cara ditanahkan (ground), seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Cara lain adalah dengan menyediakan setiap transformator dengan lilitan ke tiga, yang disebut lilitan ” tertiary”. Lilitan tertiary untuk tiga transformator dihubungkan secara delta seperti ditunjukkan pada Gambar 5, yang sering menyediakan cabang yang melalui tegangan dimana transformator dipasang. Tidak ada beda fasa antara tegangan line transmisi masukan dan keluaran (primer & sekunder) untuk transformator yang dihubungkan bintang-bintang. Gambar 4. Hubungan bintang-bintang. Gambar 5. Hubungan Bintang-bintang dengan belitan tertier. Transformator hubungan segitiga-bintang (delta-wye) Pada hubungan segitiga-bintang (delta-wye), tegangan yang melalui setiap lilitan primer adalah sama dengan tegangan line masukan. Tegangan saluran keluaran adalah sama dengan 1,73 kali tegangan sekunder yang melalui setiap transformator. Arus line pada phasa A, B dan C adalah 1,73 kali arus pada lilitan sekunder. Arus line pada fasa 1, 2 dan 3 adalah sama dengan arus pada lilitan sekunder.
  51. 51. Gambar 6. Hubungan Segitiga-Bintang (Delta-wye) Hubungan delta-bintang menghasilkan beda fasa 30° antara tegangan saluran masukan dan saluran transmisi keluaran. Maka dari itu, tegangan line keluaran E12 adalah 30° mendahului tegangan line masukan EAB, seperti dapat dilihat dari diagram phasor. Jika saluran keluaran memasuki kelompok beban terisolasi, beda fasanya tidak masalah. Tetapi jika saluran dihubungkan paralel dengan saluran masukan dengan sumber lain, beda phasa 30° mungkin akan membuat hubungan paralel tidak memungkinkan, sekalipun jika saluran tegangannya sebaliknya identik. Keuntungan penting dari hubungan bintang adalah bahwa akan menghasilkan banyak isolasi/penyekatan yang dihasilkan di dalam transformator. Lilitan HV (high Voltage/tegangan tinggi) telah diisolasi/dipisahkan hanya 1/1,73 atau 58% dari tegangan saluran. Gambar 8. Skema Diagram Hubungan Delta-Bintang dan Diagram Phasor Transformator hubungan segitiga terbuka (open-delta) Hubungan open-delta ini untuk merubah tegangan sistem 3 fasa dengan menggunakan hanya 2 transformator yang dihubungkan secara open–delta. Rangkaian open–delta adalah identik dengan rangkaian delta–delta, kecuali bahwa satu transformer tidak ada. Bagaimanapun, hubungan opendelta jarang digunakan sebab hanya mampu dibebani sebesar 86.6% (0,577 x 3 x rating trafo) dari kapasitas transformator yang terpasang.
  52. 52. Gambar 7. Hubungan Open Delta. Sebagai contoh, jika 2 transformator 50 kVA dihubungkan secara open–delta, kapasitas transformator bank yang terpasang adalah jelas 2x50 = 100kVA. karen terhubung open-delta, maka transformator hanya dapat dibebani 86.6 kVA sebelum transformator mulai menjadi overheat (panas berlebih). Hubungan open–delta utamanya digunakan dalam situasi darurat. Maka, jika 3 transformator dihubungkan secara delta–delta dan salah satunya rusak dan harus diperbaiki/dipindahkan, maka hal ini memungkinkan Transformator hubungan Zig-zag Transformator dengan hubungan Zig-zag memiliki ciri khusus, yaitu belitan primer memiliki tiga belitan, belitan sekunder memiliki enam belitan dan biasa digunakan untuk beban yang tidak seimbang (asimetris) - artinya beban antar fasa tidak sama, ada yang lebih besar atau lebih kecil- Gambar 9. Hubungan Bintang-zigzag (Yzn5)
  53. 53. Gambar 9 menunjukkan belitan primer 20 KV terhubung dalam bintang L1, L2 dan L3 tanpa netral N dan belitan sekunder 400 V merupakan hubungan Zig-zag dimana hubungan dari enam belitan sekunder saling menyilang satu dengan lainnya. Saat beban terhubung dgn phasa U dan N arus sekunder I2 mengalir melalui belitan phasa phasa U dan phasa S. Bentuk vektor tegangan Zig-zag garis tegangan bukan garis lurus,tetapi bergeser dengan sudut 60°. Tentang Panas Bumi 00:54 Dunia Listrik No comments Energi Geo (Bumi) thermal (panas) berarti memanfaatkan panas dari dalam bumi. Inti planet kita sangat panas- estimasi saat ini adalah,500°C (9,932° F)- jadi tidak mengherankan jika tiga meter teratas permukaan bumi tetap konstan mendekati 10°C-16°C (50°F-60°F) setiap tahun. Berkat berbagai macam proses geologi, pada beberapa tempat temperatur yang lebih tinggi dapat ditemukan di beberapa tempat.
  54. 54. Menempatkan panas untuk bekerja Dimana sumber air panas geothermal dekat permukaan, air panas itu dapat langsung dipipakan ke tempat yang membutuhkan panas. Ini adalah salah satu cara geothermal digunakan untuk air panas, menghangatkan rumah, untuk menghangatkan rumah kaca dan bahkan mencairkan salju di jalan. Bahkan di tempat dimana penyimpanan panas bumi tidak mudah diakses, pompa pemanas tanah dapat membahwa kehangatan ke permukaan dan kedalam gedung. Cara ini bekerja dimana saja karena temparatur di bawah tanah tetap konstan selama tahunan. Sistem yang sama dapat digunakan untuk menghangatkan gedung di musim dingin dan mendinginkan gedung di musim panas. Pembangkit listrik Pembangkit Listrik tenaga geothermal menggunakan sumur dengan kedalaman sampai 1.5 KM atau lebih untuk mencapai cadangan panas bumi yang sangat panas. Beberapa pembangkit listrik ini menggunakan panas dari cadangan untuk secara langsung menggerakan turbin. Yang lainnya memompa air panas bertekanan tinggi ke dalam tangki bertekanan rendah. Hal ini menyebabkan "kilatan panas" yang digunakan untuk menjalankan generator turbin. Pembangkit listrik paling baru menggunakan air panas dari tanah untuk memanaskan cairan lain, seperti isobutene, yang dipanaskan pada temperatur rendah yang lebih rendah dari air. Ketika cairan ini menguap dan mengembang, maka cairan ini akan menggerakan turbin generator. Keuntungan Tenaga Panas Bumi Pembangkit listrik tenaga Panas Bumi hampir tidak menimpulkan polusi atau emisi gas rumah kaca. Tenaga ini juga tidak berisik dan dapat diandalkan. Pembangkit listik tenaga geothermal menghasilkan listrik sekitar 90%, dibandingkan 65-75 persen pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Sayangnya, bahkan di banyak negara dengan cadangan panas bumi melimpah, sumber energi terbarukan yang telah terbukti ini tidak dimanfaatkan secara besar-besaran. sumber: greenpiece indonesia Isu Pemanasan Global
  55. 55. Pemanasan global dan polusi dan pembakaran bahan bakar fosil yang menyebabkan bahwa ada ancaman di seluruh dunia. Selimut ini polusi dunia, perangkap panas dan membuat efek rumah kaca yang mempengaruhi atmosfir bumi. Semua ini berdampak pada persediaan air bersih, kesehatan masyarakat, pertanian, pantai, hutan, dan banyak lagi. Energi bersih, terbaharukan dan ramah lingkungan Panas Bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem Panas Bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. Pemanfaatan panas bumi relatif ramah lingkungan, terutama karena tidak memberikan kontribusi gas rumah kaca, sehingga perlu didorong dan dipacu perwujudannya; pemanfaatan panas bumi akan mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak sehingga dapat menghemat cadangan minyak bumi Potensi energi panas bumi di Indonesia mencakup 40% potensi panas bumi dunia, tersebar di 251 lokasi pada 26 propinsi dengan total potensi energi 27.140 MW atau setara 219 Milyar ekuivalen Barrel minyak. Kapasitas terpasang saat ini 1.194 atau 4% dari seluruh potensi yang ada. sumber: PERTAMINA GeoThermal Energy PANAS BUMI DI INDONESIA: PROBLEM SOLVER ATAU PROBLEM MAKER? Kalau kita membaca judul di atas, terbayang betapa berat beban yang harus ditanggung pihakpihak yang terkait dengan pengembangan panas bumi. Dari sekian banyak stakeholders
  56. 56. pengembangan panas bumi, paling tidak ada 3 pihak utama, yaitu pengembang panas bumi, PLN sebagai pembeli dan pemerintah sebagai regulator. Mengapa sampai ada pertanyaan di atas? Ini dikarenakan banyak pihak yang berpendapat, yang mengisyaratkan ketidakyakinan, apakah pengembangan panas bumi merupakan langkah yang strategis, tepat, dan ekonomis buat Negara ataukah malah sebaliknya, akan memberikan beban kepada Negara ini. Meskipun pada sisi yang lain, banyak pihak juga yang optimis bahwa panas bumi akan memberikan solusi terhadap kekurangan pasokan listrik nasional. Pertanyaan yang sering diutarakan adalah pada harga beli listrik berapa yang harus ditanggung oleh PLN. Panas Bumi Seperti diketahui dari data Pemerintah, bahwa Indonesia memiliki potensi panas bumi sebesar 40% cadangan dunia, yaitu mencapai 27.000 MW. Jumlah yang sangat besar apabila dapat dikembangkan dan dimanfaatkan sebaik-baiknya untuk penyediaan listrik nasional. Sampai sejauh ini, pemanfaatannya hanya sebesar 1.196 MW (4.4%) saja yang berasal dari 7 pembangkit listrik yaitu di Jawa, Sulawesi dan Sumatera Utara. Mengapa baru sebesar itu? Dalam kebijakan energy-mix ditargetkan bahwa pada tahun 2025, Indonesia harus sudah dapat memanfaatkan panas bumi sebagai sumber energi minimum 5% (atau lebih dari 1.350 MW) terhadap konsumsi energi nasional. Berdasarkan milestone-nya, sesuai yang termuat dalam Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2006-2025, diperlukan penambahan lebih dari 5.000 MW Pembangkit Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) sebelum tahun 2015. Hal ini kemudian tertuang dalam Rencana Proyek Kelistrikan 10.000 MW Tahap Kedua antara tahun 2010-2015. Panas Bumi di Indonesia Dari beberapa artikel yang Penulis baca, kebutuhan listrik nasional akan meningkat antara 6-10% per tahun. Dari data PLN Jawa Bali, beban puncak dari Januari sampai dengan April 2010 berkisar antara 14.000-17.000 MW (80% dari beban nasional). Apabila dihitung rata-rata sebesar 16.000 MW, maka kebutuhan listrik nasional saat ini menjadi sekitar 20.000 MW. Rata-rata margin cadangan listrik nasional saat ini adalah 20% sedangkan persentase margin yang ideal diasumsikan sebesar 35%. Dengan mempertimbangkan kehilangan listrik secara nasional ratarata sebesar 10% (tahun 2009), maka jumlah listrik yang harus tersedia pada kuartal pertama 2010 menjadi sekitar 29.000 MW. Tingkat elektrifikasi nasional sampai dengan Oktober 2009 baru sebesar 64% (masih di bawah 50% untuk Indonesia bagian timur, sedang Jakarta hampir 100%). Target PLN adalah 80% pada tahun 2014, terutama akan tercapai dengan masuknya pengusahaan listrik oleh swasta. Bagaimana kebutuhan listrik nasional sebesar itu dapat terpenuhi? Direktur Utama PT PLN (Persero) sebelum Dahlan Iskan, Fahmi Mochtar pernah mengatakan bahwa ada 4 tantangan utama yang menjadi penghambat percepatan penyediaan energi listrik nasional yaitu keseimbangan antara supply dan demand, tarif dan subsidi, optimalisasi "fuel mix" serta keamanan penyediaan energi primer. Dari situs Berita Indonesia, April 2009, kapasitas pembangkitan pada tahun 2009 adalah sebesar 29.705 MW (Jawa-Bali 22.302 MW dan di luar Jawa-Bali sebesar 7.403 MW). Dari data ini dapat dilihat bahwa margin cadangan listrik yang kita punyai relatif kecil. Inilah salah satu penyebab mengapa masih sering terjadi shortage listrik di Jawa-Bali.
  57. 57. Kamojang Sejauh mana cadangan energi nasional mampu menjawab tantangan kebutuhan listrik di atas? Menurut dokumen Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral, Siaran Pers Nomor 24/HUMAS DESDM/2008 pada bulan April 2008 tentang Membangun Ketahanan Energi Nasional, disebutkan bahwa pada April 2008, cadangan dan produksi energi Indonesia terdiri dari Minyak Bumi dengan sumber daya 56,6 miliar barel, cadangan 8,4 miliar barel, produksi 348 juta barel dan rasio cadangan/produksi 24 tahun. Gas bumi dengan sumber daya 334,5 TSCF, cadangan 165 TSCF, produksi 2,79 TSCF dan rasio cadangan/produksi 59 tahun. Batubara dengan sumber daya 90,5 miliar ton, cadangan 18,7 miliar ton dan produksi 201 juta ton, sedangkan rasio cadangan/produksi 93 tahun. Coal Bed Methane (CBM) dengan sumber daya 453 TSCF. Tenaga air 75,67 GW, panas bumi 27 GW, mikro hydro 0,45 GW, biomass 49,81 GW, tenaga surya 4,8 kWh/m2/day, tenaga angin 9,29 GW dan uranium 3 GW untuk 11 tahun (hanya di Kalan, Kalimantan Barat). Dari cadangan yang tersisa, bahan bakar fosil akan habis dalam waktu yang tidak terlalu lama. Dengan mengandalkan sumber energi dari fosil maka akan ada ketergantungan yang tinggi terhadap harga pasar dan kehilangan kesempatan untuk mendapatkan pendapatan/devisa dari ekspor bahan bahan bakar fosil tersebut karena pemanfaatan di dalam negeri. Panas bumi mempunyai keunikan secara alami yang tidak dipunyai oleh sebagian besar jenis energi yang lain, diantaranya adalah bahwa hasil dari panas bumi tidak dapat di-ekspor, hanya dapat dimanfaatkan di lokasi asal panas bumi tersebut dihasilkan, ramah lingkungan untuk mendukung usaha pemerintah merespon isu global warming, merupakan energi terbarukan, pengusahaannya tidak memerlukan lahan yang luas, tingkat keandalan pembangkit yang tinggi sehingga menjadi dapat alternative base-load dari PLN, bebas dari risiko kenaikan harga bahan bakar fosil, tidak tergantung dari cuaca, dan pada akhirnya dapat menggantikan sebagian dari bahan bakar fosil yang makin habis. Pengusahaan panas bumi mempunyai keunikan dibandingkan dengan energi yang lain. Produksi dari pengusahaan hulu adalah uap panas yang sebagian besar akan dipakai untuk menggerakkan sudu-sudu pembangkit listrik. Kapasitas dan jenis pembangkit listrik dirancang dengan mempertimbangkan parameter-parameter tertentu; terutama karakteristik uap, cadangan yang tersedia di reservoir, kemampuan produksi uap per sumur, dan kondisi lokasi untuk tempat pembangkit. Hal-hal tersebut akan menentukan besarnya investasi yang akan ditanamkan. Skema pengusahaan dari hulu (produksi uap) ke hilir (produksi listrik) ini dikenal dengan skema total project. Pengusahaan dapat juga mengusahakan produksi uapnya saja, kemudian dijual ke pihak lain seperti yang terjadi di wilayah Gunung Salak, Drajat dan Lahendong. Pada saat ini investor secara umum lebih tertarik dengan skema pengembangan total project. Hal ini dapat dipahami karena dengan skema total project, pengembang dapat menjamin kepastian tidak adanya keterlambatan pemanfaatan produksi uap menjadi listrik. Namun demikian, baik skema parsial maupun total project, pengembang haruslah mendapatkan kepastian bahwa produksi uap dan
  58. 58. listriknya dibeli dengan harga yang wajar oleh pembeli, dalam hal ini PLN. Karena PLN adalah pembeli tunggal listrik hasil pengusahaan tersebut, maka wajar apabila sebelum pengembang memutuskan suatu investasi, mulai dari mengikuti lelang wilayah panas bumi, eksplorasi dan eksploitasi, sudah harus diketahui berapa harga listrik yang akan diterima kalau berhasil memproduksi uap dan listrik. Hal ini berbeda dengan pengusahaan batubara dan migas, yang hasil produksinya dapat dijual bebas ke pasar dengan harga pasar. Karena itu dengan adanya beberapa lelang WKP yang melelangkan harga jual listrik sebagai penentu, dapat dikatakan sebagai langkah terobosan Pemerintah untuk mempercepat proses pembangunan pembangkit listrik panas bumi. Penentuan harga beli listrik ini sempat lama ditunggu oleh para pengembang, dan setelah melalui beberapa perubahan peraturan, akhirnya Pemerintah mengeluarkan Peraturan Menteri ESDM Nomor 32/2009 pada tanggal 4 Desember 2009, yang menetapkan harga patokan tertinggi pembelian tenaga listrik oleh PLN dari pembangkit listrik tenaga panas bumi sebesar 9,70 sen US$/Kwh. Harga ini sama dengan harga beli listrik yang diusulkan oleh API (Asosiasi Panas Bumi Indonesia), namun lebih tinggi dari usulan PLN yaitu sebesar 7,6 sen US$/Kwh. Usulan API dibarengi dengan rekomendasi bahwa project IRR yang menarik untuk pengembang adalah 16%, lebih tinggi dibandingkan dengan usulan PLN sebesar 12%. JICA/BKF-DEPKEU melakukan kajian harga beli listrik panas bumi dan hasilnya adalah sebesar 11,9 sen US$/Kwh. Perbandingan yang lebih lengkap dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Apakah besaran maksimum harga beli di atas memberikan dampak positif sehingga membuat para pengembang tertarik dan segera menanamkan investasi? Dari beberapa kesempatan dan berdasarkan uraian di beberapa media, nampaknya pengembang dapat menerima ceiling price yang dikeluarkan, namun masih menyisakan kebimbangan; diantaranya adalah apakah PLN akan membeli listrik dengan hasil lelang WKP? Bagaimana dengan key terms and conditions dari Electricity Sales Contract-nya (ESC)? PLN dalam banyak kesempatan masih meyakini bahwa harga beli listrik panas bumi seharusnya sama atau lebih rendah dari batubara. Masih menurut studi JICA (West JEC), harga beli listrik batubara berfluktuasi tergantung dari harga pasar batubara. Pada harga pasar tertentu, harga beli listrik dari batubara memang masih lebih rendah dari harga beli listrik panas bumi. Dengan memakai harga listrik panas bumi hasil studi JICA, sepanjang harga pasar batubara tidak lebih dari US$ 135 per ton, maka harga beli listrik batubara masih lebih rendah dari harga beli listrik panas bumi. Hal ini tentu menyisakan pertanyaan apakah harga batubara dapat bertahan di bawah harga tersebut dalam 30 tahun ke depan seiring dengan makin menipisnya cadangannya? Bagaimana dampaknya terhadap ketahanan dan swasembada energi nasional? Tabel 1: Harga Pembelian PLTP dengan Kapasitas 110 MW (Base Price, sen US$/Kwh) Tabel 2: Harga Listrik Pembangkit Batubara (PLTU) Hasil Studi JICA (West JEC)
  59. 59. Dengan memperhitungan keunikan panas bumi, JICA (West JEC) menyatakan bahwa totalbiaya pembangkit listrik PLTU (batubara) adalah sen 17,7 sen US$/kwh, lebih mahal sebesar 5,8 sen US$ per kwh dibandingkan dengan panas bumi. Perbedaan ini disebabkan oleh selisih efisiensi pembangkit, kesempatan mendapatkan devisa dari ekspor batubara, selisih pendapatan pajak serta biaya lingkungan yang harus dibebankan untuk pengusahaan batubara. Apakah harga beli listrik panas bumi sebesar di atas tidak memberikan beban subsisi yang semakin besar ke Negara? Memang, banyak pihak yang mengatakan bahwa sejalan dengan pengembangan panas bumi sebagai sumber tenaga listrik, maka biaya subsidi yang akan ditanggung Negara akan meningkat. Hal ini tidak tepat. Seperti diketahui bahwa BPP (Biaya Pokok Penyediaan) PLN tahun 2009 adalah sebesar US$ 10 sen sedangkan harga tertinggi listrik panas bumi yang ditetapkan adalah US$ 9,7 sen. Sehingga harga beli listrik pada lokasi yang sama (electricity grid) panas bumi secara nasional masih lebih rendah dari BPP. Dengan berjalannya waktu dan dengan terambilnya porsi listrik dari tenaga diesel yang tergantikan oleh sumber panas bumi misalnya, maka BPP tentu akan turun sehingga harga beli listrik panas bumi tidak lagi lebih rendah dari BPP. Dari semua uraian di atas, Penulis berpendapat bahwa pengusahaan tenaga listrik dari panas bumi merupakan salah satu solusi yang tepat; terutama untuk menambah tingkat elektrifikasi nasional, meningkatkan ketahanan Negara dan swasembada di bidang listrik karena pemanfaatan sumberdaya lokal yang secara karakteristik harus dimanfaatkan di tempat (non-exportable), mendukung penuh upaya Negara dalam menurunkan efek global warming, dan di atas semua itu, pemanfaatan sumberdaya panas bumi, secara integral, tidak memberikan beban subsidi yang lebih besar kepada Negara. Salah satu kunci sukses percepatan pengembangan sumberdaya panas bumi adalah response yang cepat dari PLN dalam pencapaian kesepakatan dengan para pengembang PLTP, baik dari sisi harga beli listrik maupun dalam kesepakatan ketentuanketentuan dan kondisi-kondisi yang penting dalam kontrak pembelian listrik. Dan pada akhirnya, kelengkapan dan ketersediaan peraturan-peraturan pendukung secara cepat dan akurat tentu sangat diperlukan oleh PLN dan para pengembang untuk bersama-sama memajukan bangsa dan Negara ini.
  60. 60. kalkulasi tegangan jatuh listrik 22:32 Dunia Listrik No comments Apa arti praktis kalkulasi tegangan jatuh listrik bagi seorang perencana listrik ketenagaan? Kalkulasi ini adalah sama artinya dengan perencanaan ukuran-ukuran kabel daya dan sistem proteksi listrik ketenagaan yang aman suatu bangunan atau utilitas plant. Contohnya jika seorang insinyur listrik diminta untuk merancang ukuran kabel 3-fasa untuk suatu pompa submersible listrik 150 HP, 380 V yang akan digunakan sebagai pompa banjir( katakan banjir lumpur Porong Sidoarjo). Pompa tersebut berjarak 125 meter dari sumber listriknya(atau panel induknya), berapa ukuran kabel yang aman, tidak panas tetapi ekonomis, kemudian berapa ukuran rating pemutus tenaga (Circuit Breaker atau Fuse) agar dapat memproteksi kabel secara aman terhadap beban lebih. Seorang mahasiswa calon insinyur atau ahli madya yang serius belajar disiplin ilmunya seharusnya menguasai program spread-sheet excel sehingga kalkulasi kelistrikan secara umum
  61. 61. akan lebih cepat difahami, dilatih, dan diingat terus sebagai pegangan bagi seorang praktisi listrik ketenagaan. Karena variabel-variabel ukuran kabel yang banyak, dan pembebanan arus yang juga bervariasi tergantung dari kebutuhan beban listrik, maka menggunakan program excel adalah merupakan keharusan. Berikut ini bentuk formulasi dasar tegangan jatuh dalam bentuk format excel/ppt yang dapat dikembangkan lebih jauh untuk aplikasi yang berbeda. Kalkulasi tegangan jatuh listrik sebenarnya berdasarkan hukum Ohm kemudian ditambahkan faktor reaktansi (induktif atau kapasitif) dan faktor daya, maka formulasinya untuk aplikasi tegangan rendah sampai tegangan menengah 20 KV dapat ditulis sbb : Tegangan jatuh = 1.732*R*I*cos f + 1.732*X*I*sin f dimana 1.732 adalah hasil akar 3 ( beban 3-fasa), I adalah arus beban, R adalah resistansi arus bolak-balik AC ( bukan arus searah DC) , X adalah reaktansi induktif, dan cos f adalah faktor daya. Kemudian data-data resistansi kabel dapat dicari dari buku katalog spesifikasi kabel seperti Supreme, Kabel Metal, Kabelindo, Tranka, Voksel yang bisa diminta langsung ke fabrikannya atau produk luar negeri untuk industri perminyakan seperti Pirelli atau Okonite. Data resistansi kabel pada umumnya disajikan dalam bentuk satuan Ohm per-kilometer sebagai resistansi arus searah DC, artinya resistansi terbaca jika kita mengukur dengan alat ukur Ohm-meter. Yang kita perlukan adalah resistansi AC (arus bolak-balik), kalau ditampilkan resistansi AC pada suhu 90 derajat Celsius maka resistansinya menjadi lebih besar. Umumnya suhu inti konduktor kabel yang diizinkan adalah 70 derajat Celsius, jadi resistansinya lebih kecil dari tabel. Rumus tegangan jatuh diatas dapat diaplikasikan untuk arus searah DC maka faktor daya = 1 sehingga formulasinya untuk kabel 2 jalur adalah Tegangan jatuh = 2*R*I dimana R adalah resistansi DC ( hasil pengukuran alat Ohm-meter) dan I adalah arus searah DC. Berapa jatuh tegangan kerja yang diizinkan. Jika tegangan rumah 220 Volt dan misalnya kita menerima dari sumber PLN hanya 200 Volt berari jatuh tegangan 10%, maka hal ini akan mengganggu performance motor listrik mesin pendingin (Air Conditioner atau Kulkas) atau pompa air. Jatuh tegangan maksimum 5% dari sumber ke beban konsumen masih dapat diterima sistem (misalnya sumber 400 Volt dan kita sebagai konsumen menerima tegangan kerja setelah dibebani sebesar 380 Volt), tetapi untuk perencanaan terkadang ada yang menetapkan 2,5 %, tergantung untuk aplikasi dimana dan semuanya akan mempengaruhi total biaya instalasi listrik. Sebagai referensi online, pembaca dapat meng-click link-link situs Okonite atau General Electric untuk studi perbandingan aplikasi tegangan jatuh, tetapi ingat rating tegangan listrik Amerika berbeda dengan Indonesia, jadi kita harus mengkonversikan dahulu dan pula mereka menggunakan standar ukuran kabel AWG( lihat tabel konversi AWG dan mm2 dibawah). Silahkan pembaca melatih formulasi tegangan jatuh ini dengan excel dengan data dari berbagai sumber dan silahkan dikembangkan lebih jauh. sumber: http://www.geocities.com/kelistrikan/powercable.htm (situs sudah tidak dapat dibuka karena yahoo geocities sudah menghentikan pelayanan gratisnya)
  62. 62. • Beranda ingin tahu lebih? Cari artikel yang anda inginkan, dengan memasukkan kata kunci artikel yang anda cari !!! Telusuri • • Beranda Forum Diskusi Kelistrikan
  63. 63. o Masuk ke Forum Dunia Listrik o Daftar Menjadi Anggota Forum Dunia Listrik Registrasi E-mail Dapatkan informasi artikel terbaru dari Dunia Listrik. Klik ikon Einstein untuk mendaftarkan alamat e-mail anda. Kami tidak akan mempublikasikan alamat e-mail anda kepada pihak manapun. Dijamin ! Jika anda tidak menerima konfirmasi pendaftaran email dari feedburner. Periksa Kotak SPAM atau BULK E-mail anda. *** Terima Kasih *** Kategori Artikel • • Analisa Sistem Tenaga Listrik Animator dan Software • Artikel dan Berita Listrik Nasional • Dasar Teknik Elektro • Elektronika Daya • Handbook • ilmu Bahan Listrik • Instalasi Penerangan • Mesin Listrik • Sistem Kontrol • Sistem Pembangkitan dan Konversi Energi • Sistem Proteksi dan Pentanahan • Sistem Transmisi dan Distribusi
  64. 64. • Tokoh Author • • HaGe Rasam Syamsudin • Arif Uji • Saepudin • Susiono • Chandra MDE Blog Sahabat • • Electrical Science Electrical Power • 500 kV Sub-Station • Inside Power Station • Teori Medan • Analisa STL • montir listrik • TIPTL SMKN1 • TE-Links • Lowongan Kerja • Dunia HaGe 27 August 2010 Karakteristik Beberapa Jenis Bahan Penghantar Listrik 19:00 Dunia Listrik 2Komentar
  65. 65. Seperti telah kita ketahui, bahwa untuk pelaksanaan penyaluran energi listrik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu berupa saluran udara dan kabel tanah. Pada saluran Udara, terutama hantaran udara telanjang biasanya banyak menggunakan kawat penghantar yang terdiri atas: kawat tembaga telanjang (BCC, singkatan dari Bare Cooper Cable), Aluminium telanjang (AAC, singkatan dari All Aluminium Cable), Campuran yang berbasis aluminium (Al-Mg-Si), Aluminium berinti baja (ACSR, singkatan dari Aluminium Cable Steel Reinforced) dan Kawat baja yang berisi lapisan tembaga (Cooper Weld). Sedangkan pada saluran kabel tanah, biasanya banyak menggunakan kabel dengan penghantar jenis tembaga dan aluminium, perkembangan yang sangat dominan pada saluran kabel tanah adalah dari sisi bahan isolasinya, dimana pada saat awal banyak menggunakan isolasi berbahan kertas dengan perlindungan mekanikal berupa timah hitam, kemudian menggunakan minyak ( jenis kabel ini dinamakan GPLK atau Gewapend Papier Lood Kabel yang merupakan standar belanda dan NKBA atau Normal Kabel mit Bleimantel Aussenumheullung yang merupakan standar jerman, dan jenis bahan isolasi yang terkini adalah isolasi buatan berupa PVC (Polyvinyl Chloride) dan XLPE (Cross-Linked Polyethylene). Jenis bahan isolasi PVC dan XLPE pada saat ini telah berkembang pesat dan merupakan bahan isolasi yang andal. Di waktu yang lalu, bahan yang banyak digunakan untuk saluran listrik adalah jenis tembaga (Cu). Namun karena harga tembaga yang tinggi dan tidak stabil bahkan cenderung naik, aluminium mulai dilirik dan dimanfaatkan sebagai bahan kawat saluran listrik, baik saluran udara maupun saluran kabel tanah. Lagipula, kawat tembaga sering dicuri karena bahannya dapat dimanfaatkan untuk pembuatan berbagai produk lain. Suatu ikhtisar akan disampaikan dibawah ini mengenai berbagai jenis logam atau campurannya yang dipakai untuk kawat saluran listrik, yaitu: • Tembaga elektrolitik, yang harus memenuhi beberapa syarat normalisasi, baik mengenai daya hantar listrik maupun mengenai sifat-sifat mekanikal. • Brons, yang memiliki kekuatan mekanikal yang lebih besar, namun memiliki daya hantar listrik yang rendah. Sering dipakai untuk kawat pentanahan. • Aluminium, yang memiliki kelebihan karena materialnya ringan sekali. Kekurangannya adalah daya hantar listrik agak rendah dan kawatnya sedikit kaku. Harganya sangat kompetitif. Karenanya merupakan saingan berat bagi tembaga, dan dapat dikatakan bahwa secara praktis
  66. 66. kini mulai lebih banyak digunakan untuk instalasi-instalasi listrik arus kuat yang baru dari pada menggunakan tembaga. • Aluminium berinti baja, yang biasanya dikenal sebagai ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforced), suatu kabel penghantar aluminium yang dilengkapi dengan unit kawat baja pada inti kabelnya. Kawat baja itu diperlukan guna meningkatkan kekuatan tarik kabel. ACSR ini banyak digunakan untuk kawat saluran hantar udara. • Aldrey, jenis kawat campuran antara aluminium dengan silicium (konsentrasinya sekitar 0,4 % – 0,7 %), Magnesium (konsentrasinya antara 0,3 % - 0,35 %) dan ferum (konsentrasinya antara 0,2 % - 0,3 %). Kawat ini memiliki kekuatan mekanikal yang sangat besar, namun daya hantar listriknya agak rendah. • Cooper-weld, suatu kawat baja yang disekelilingnya diberi lapisan tembaga. • Baja, bahan yang paling banyak digunakan sebagai kawat petir dan juga sebagai kawat pentanahan. Berdasarkan ikhtisar diatas, dapat dikatakan bahwa bahan yang terpenting untuk saluran penghantar listrik adalah tembaga dan aluminium, sehingga kedua bahan tersebut banyak digunakan sebagai kawat pengantar listrik, baik saluran hantar udara maupun kabel tanah. Untuk pembahasan lebih detail mengenai bahan penghantar listrik, dapat dibaca pada artikel berikut: “Ilmu Bahan Listrik Dasar” , "Konduktor" dan “Electrical Power Cable Engineering” atau kunjungi label artikel: "Ilmu Bahan Listrik" Dasar Elektronika Daya - bagian 1 09:43 HaGe No comments
  67. 67. Pada Sistem Tenaga Listrik terdapat penggunaan komponen elektronika yang umumnya dipakai dalam rangkaian pengaturan motor-motor listrik. Komponen-komponen elektronika yang dipergunakan pada sistem tenaga listrik pada prinsipnya harus mampu menghasilkan daya yang besar atau mampu menahan disipasi daya yang besar. Elektronika daya meliputi switching, pengontrolan dan pengubah (konversi) blok-blok yang besar dari daya listrik dengan menggunakan sarana peralatan semikonduktor. Dengan demikian elektronika daya secara garis besar terbagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu : 1. Rangkaian Daya 2. Rangkaian kontrol Pada gambar berikut menunjukkan hubungan antara kedua rangkaian diatas yang terintegrasi menjadi satu, dimana keduanya banyak memanfaatkan peralatan semikonduktor. Rangkaian daya terdiri dari komponen Dioda, Thyristor dan Transistor Daya. Sedangkan rangkaian kontrol terdiri atas Dioda, Transistor dan rangkaian terpadu (Integrated Circuit / IC). Dengan menggunakan peralatan-peralatan yang serupa keandalan dan kompatibilitas dari perlengkapan (sistem) akan dapat diperbaiki. Elektronika daya merupakan bagian yang penting
  68. 68. dalam industri-industri, yaitu dalam pengontrolan daya pada sistem, proses elektronika dan lainlain. I. DIODA Dioda merupakan penyatuan dari lapisan P dan N sebagaimana gambar struktur dan simbol lapisan. Syarat dioda dalam keadaan ON adalah Vak positip sedangkan untuk OFF adalah Vak negatif. Karateristik tersebut menggambarkan hubungan antara arus dioda (IR dan IF) agar Vak dalam kondisi menahan arus (OFF) maupun dalam keadaan mengalir (ON). Dalam keadaan OFF, Vak = Vr = negatif, maka dioda menahan arus namun terdapat arus bocor Ir yang kecil. Dalam keadaan ON, Vak = Vf = positif, dioda mengalirkan arus namun terdapat tegangan jatuh pada dioda = ∆ Vf, dan jika ∆ Vf ini makin besar untuk arus dioda yang makin tinggi, berarti rugi konduksi If * ∆ Vf naik. Terlihat pula pada karateristik dioda diatas bahwa bila Vr terlalu tinggi dioda akan rusak. Karateristik Switching

×