23       Politeknik Negeri Sriwijaya                                     BAB III                             TINJAUAN PUST...
24        Politeknik Negeri Sriwijaya   4. Dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan        p...
25        Politeknik Negeri Sriwijaya                        Gambar 3.1 Line-interactive UPSUPS Line-interaktif memberikan...
26        Politeknik Negeri Sriwijaya                              Gambar 3.2 On-line UPS        Online UPS melindungi dan...
27        Politeknik Negeri SriwijayaOn-line UPS memberikan perlindungan terhadap:       Daya yang tidak stabil       No...
28        Politeknik Negeri Sriwijayasambungan bank baterai untuk diperpanjang. Pengaturan tegangan output yangsangat sede...
29       Politeknik Negeri Sriwijaya            Gambar 3.4. Power Rectifier 3 Fasa dengan Thyristor       Rectifier jenis ...
30        Politeknik Negeri Sriwijayakonduksi dari ke 6 buah thyristor akan mengikuti pola T1T2, T3T3, T3T4, T4T5,T5T6, da...
31         Politeknik Negeri SriwijayaVrms = [                   Vm sin(ωt + )}2 d(ωt)]1/2Vrms =         Vm { +          c...
32        Politeknik Negeri Sriwijaya                        Gambar 3.5 Power Inverter 3 Fasa        Hubungan antara tegan...
33        Politeknik Negeri Sriwijayasinusoida melainkan berbentuk gelombang dengan persegi. Pembentukantegangan AC terseb...
34        Politeknik Negeri Sriwijaya3.5 Sakelar Pemindah (Statich switch)       Saklar pemindah dibedakan menjadi dua jen...
35       Politeknik Negeri Sriwijaya    Saklar pemindahdengan 1 buah Static Switch & 2 buah Contactor SPST       Terdiri ...
36        Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.1   Bagian-Bagian Batre                              Gambar 3.10. Bagian-bagian b...
37        Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.2   Prinsip Kerja Batre        Pada akumulator timah hitam terjadi proses elektro...
38        Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.3   Pengisian Akumulator/ Batre        Setelah akumulator dipakai melayani beban ...
39       Politeknik Negeri Sriwijayajugakehandalan pemakaian denganmerangkai (meng-koneksi)beberapa bateraidengan cara :  ...
40   Politeknik Negeri Sriwijaya                        Gambar 3.12. Hubungan Paralel3. Hubungan Kombinasi          Pada h...
41Politeknik Negeri Sriwijayaa. Seri Paralel        Pada hubungan Seri Paralel seperti gambar 1.53, jika tiapbateraitegang...
42Politeknik Negeri Sriwijaya                   Gambar 3.14 Hubungan Paralel SeriLama ketahanan bateraiSebelumnya kita har...
43       Politeknik Negeri Sriwijaya3.7 Bypass     By Pass ialah Sebagai fasilitas untuk Power Reserve atau Power Cadangan...
44       Politeknik Negeri SriwijayaPOWER BY PASS INPUT 460Volt                                 T3              BY PASS   ...
45      Politeknik Negeri Sriwijaya3.8 TMUPS -C100 Series                       Gambar 3.18 TMUPS -C100 Series  Spesifikas...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Bab iii sistem kerja ups (uninterruptible power system) pada central control room pabrik 1 b di pt. pupuk sriwidjaja palembang

10,261 views

Published on

2 Comments
9 Likes
Statistics
Notes
  • terima kasih bang atas ilmu nya (y)
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • web taek a ikki
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
No Downloads
Views
Total views
10,261
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
422
Comments
2
Likes
9
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Bab iii sistem kerja ups (uninterruptible power system) pada central control room pabrik 1 b di pt. pupuk sriwidjaja palembang

  1. 1. 23 Politeknik Negeri Sriwijaya BAB III TINJAUAN PUSTAKA3.1 Sejarah Uninterruptible Power System (UPS) UPS merupakan singkatan dari Uninterruptible Power System atau seringjuga disebut dengan Uninterruptible Power Supply, jika diterjemahkan ke dalambahasa Indonesia akan berarti Sistem Daya Kebal Gangguan. Sesuai dengannamanya UPS dapat mengurangi gangguan-gangguan kelistrikkan serta dapatmemberikan daya listrik semetara pada saat supplai listrik utama padam.Uninterruptible Power System (UPS) yang artinya suatu devais atau peralatanyang mampu bekerja independen meskipun kehilangan suplai atau sebagai backup suplai untuk peralatan yang lainnya. UPS juga berfungsi sebagai buffer antarapower suplai dengan peralatan elektronik yang kita gunakan seperti computer,printer, monitor. Penggunaan UPS pada awalnya hanya digunakan untuk industri-industri maupun pabrik-pabrik yang menggunakan alat-alat yang tidak bolehterputus dari sumber tagangan listrik, namun kini UPS telah digunakan di rumahdan biasanya digunakan pada computer / PC. UPS sendiri terdiri dari power suplai atau sering juga disebut bateraicharger, batrerai , dan inverter. Baterai backup pada UPS berguna sebagai catuandaya alternatif, untuk dapat memberikan suplai daya yang tidak terganggu untukperangkat elektronik yang terpasang. Tegangan pada baterai diubah menjaditegangan AC 220 V – 50 Hz yang dapat digunakan oleh perangkat elektronik.Fungsi utama dari UPS adalah: 1. Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama. 2. Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera menghidupkan Genset sebagai pengganti listrik utama. 3. Mengamankan suatu sistem dari gangguan-gangguan listrik yang dapat mengganggu sistem tersebut baik berupa kerusakan software maupun kerusakan hardware. 23 Laporan Kerja Praktek
  2. 2. 24 Politeknik Negeri Sriwijaya 4. Dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan oleh suatu sistem berupa tegangan yang stabil.3.2 Jenis-jenis UPS berdasarkan cara kerjanya3.2.1 Line-interactive UPS Pada UPS jenis ini diberi tambahan alat AVR (Automatic VoltageRegulator) yang berfungsi mengatur tegangan dari suplai daya ke peralatan. UPSLine-interaktif identik dengan garis-aktif, dengan pengecualian menambahkantap-switching regulator (AVR), dan melewati listrik secara langsung melalui unitini saat aliran ada. Selama operasi normal utilitas, desain ini biasanyamenyediakan cadangan baterai dan menawarkan perlindungan lebih tinggi padategangan transient dari trip. Hal ini memerlukan penambahan tap-switchingregulator dengan tegangan otomatis. Ketika terjadi kondisi tegangan brownoututilitas rendah, AVR UPS Line-interaktif secara otomatis memerintahkan switchtransformator PDAM untuk menambah atau meningkatkan tegangan output. AVRjuga mengurangi tegangan keluaran saat kondisi tegangan listrik tinggi. Teganganoutput regulasi untuk sebagian besar produk UPS Line-interaktif di pasaran saatini biasanya ± 25% . Model biaya yang lebih tinggi mungkin memiliki outputsinewave dan mendukung koneksi bank baterai diperpanjang. Laporan Kerja Praktek
  3. 3. 25 Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.1 Line-interactive UPSUPS Line-interaktif memberikan perlindungan terhadap:  Utility pemadaman  Tegangan berlebih  Arus kejut  Tegangan output yang terputus saat transfer ke bateraiCatatan: kesulitan beroperasi dari sumber listrik generator. Selain itu, frekuensigenerator yang melewati ambang.3.2.2 On-line UPS Pada UPS jenis ini terdapat 1 rectifier dan 1 inverter yang terpisah. Hal inilebih mahal apabila dibandingkan dengan dua jenis UPS lainnya. Dalam keadaangangguan, suplai daya ke rectifier akan diblok sehingga akan ada arus DC daribaterai ke inverter yang kemudian diubah menjadi AC. Laporan Kerja Praktek
  4. 4. 26 Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.2 On-line UPS Online UPS melindungi dan memecahkan sejumlah besar masalah tenagalistrik. Teknologi unggul Falcon Electric On-line UPS tidak hanya menyediakancadangan baterai, tetapi juga melindungi peralatan anda dengan menyediakanperlindungan daya tingkat tertinggi. Tidak seperti off-line dan Line-interaktif UPSproduk di pasaran yang membuat anda sensitif peralatan terhubung langsungdengan listrik yang tidak stabil dan kadang-kadang destruktif. DipatenkanFalcons On-line bertindak teknologi UPS seperti firewall elektronik dipasang diantara peralatan anda dan utilitas atau cadangan generator kekuasaan. Hal ini dilakukan dengan mengkonversi listrik AC yang masuk kepenyearah menjadi tegangan DC dan menghilangkan noise, transien, frekuensidan masalah distorsi harmonik. Tegangan DC kemudian diumpankan ke tahapinverter. Tugas dari inverter ini mengubah tegangan DC ke AC yang diatur secaraketat dan sinergi. Beberapa tahapan elektronik aktif memberikan sejumlah besarterhadap masalah perlindungan ditambahkan kekuatan yang dinyatakan akanmenyebabkan kerusakan peralatan anda. Karena On-line UPS memiliki tahaptugas inverter berkelanjutan, mendukung sambungan dari bank bateraidiperpanjang, menyediakan waktu cadangan hingga beberapa jam. Laporan Kerja Praktek
  5. 5. 27 Politeknik Negeri SriwijayaOn-line UPS memberikan perlindungan terhadap:  Daya yang tidak stabil  Nois  Distorsi  Arus kejut  Pemadaman jangka panjang3.2.3 Off-line UPS UPS jenis ini merupakan UPS paling murah diantara jenis UPS yang lain.Karena rectifier dan inverter berada dalam satu unit. Dalam keadaan gangguan,switch akan berpindah sehingga suplai daya dari suplai utama terblok. Akibatnyaakan mengalir arus DC dari baterai menuju inverter. Gambar 3.3 Off-line UPS Pada Off-line UPS, arus listrik akan melalui UPS selama perangkat masihterhubung ke sumber listrik . Selama operasi normal utilitas, desain ini biasanyamenyediakan cadangan baterai jangka pendek dan menawarkan perlindunganlebih tinggi tegangan transient dari strip. Off-line UPS untuk inverter DC-ACinternal memberikan daya baterai cadangan ketika terjadi pemadaman listrik.Kebanyakan Of-line desain tidak memiliki output sinewaver dan tidak mendukung Laporan Kerja Praktek
  6. 6. 28 Politeknik Negeri Sriwijayasambungan bank baterai untuk diperpanjang. Pengaturan tegangan output yangsangat sederhana (± 15% sampai ± 25%).Off-line UPS memberikan perlindungan terhadap:  Utility pemadaman  Penstabil tegangan  Output tegangan drop-out selama transfer ke bateraiCatatan: kesulitan beroperasi dari sumber listrik generator. Selain itu, melewatifrekuensi generator dan perubahan tegangan ke peralatan terhubung.3.3 Rectifier (penyearah) - Charger Bagian ini merupakan rangkaian yang dipakai untuk penyerahan danpengisian baterai. Rangkaian blok rectifier-charger ini akan mensuplai daya yangdibutuhkan oleh inverter dalam kondisi beban penuh dan pada saat itu juga dapatmempertahankan muatan di dalam baterai. Selain itu blok ini harus mempunyaikemampuan mengalirkan daya output sebesar 125-130%. Karakteristik bateraijuga perlu diperhitungkan dalam disain rangkaian charger-nya karena jika sebuahbaterai diisi ulang dengan arus yang melebihi batasan kemampuannya akan dapatmemperpendek umur baterai tersebut. Biasanya untuk arus pengisian sebuahbaterai pada UPS ini sebesar 80% dari kondisi arus yang dikeluarkan oleh bateraipada saat beban penuh. Batasan sebuah sistem UPS yang baik menurut standar(NEMA)National Electical Manufacturer Association adalah dapat memberikandaya 100% terus-menerus (continous load) dan 2 jam pada beban 125% tanpaterjadi penurunan kinerja (kerusakan). Baterai masih dapat dikategorikan sebagaikondisi layak pakai apabila masih mampu memberikan daya 100% selama 1 jamjika lama pengisiannya selama 8 jam (ditentukan oleh manufaktur baterai). Laporan Kerja Praktek
  7. 7. 29 Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.4. Power Rectifier 3 Fasa dengan Thyristor Rectifier jenis ini merupakan converter 3 fasa dengan operasi 2 kuadran,dimana thyristor dinyalakan pada interval /3. Oleh karena thyristor dinyalakansetiap selang 60°, maka frekuensi dari tegangan riak keluaran adalah 6 kalifrekuensi tegangan sumber. Pada interval t = /6 + thyristor T6 sudah beradadalam keadaan aktif (on state) dan thyristor T1 dinyalakan. Pada interval/6  t  /2, thyristor T1 dan T6 konduksi dengan tegangan jaring Vabdirasakan pada sisi beban. Selanjutnya pada interval t = /2 + thyristor T2diaktifkan bersamaan dengan tidak aktifnya (off state) thyristor T6 dengankomutasi natural. Hal ini disebabkan karena pada saat thyristor T2 diaktifkan,tegangan jaring pada thyristor T6 berada pada nilai positif (Vbc), sehinggathyristor T6 mengalami tegangan arah balik. Kemudian pada interval(/2 + )  t  (5/6 + ), thyristor T1 dan T2 akan konduksi dan menyebabkantegangan beban sama besar dengan tegangan jaring (line to line voltage). Urutan Laporan Kerja Praktek
  8. 8. 30 Politeknik Negeri Sriwijayakonduksi dari ke 6 buah thyristor akan mengikuti pola T1T2, T3T3, T3T4, T4T5,T5T6, dan T6T1.Penentuan Besarnya tegangan rata-rata dan tegangan efektif (rms) pada sisi beban. Dengan memisalkan tegangan fasa netral dinyatakan dalam bentuk:Van = Vmsin tVbn = Vm Sin ( ωt - )Vcn = Vm Sin ( ωt + ) Hubungan tegangan jaring (line to line voltages) dinyatakan dalam bentukpersamaan:Vab = Van - Vbn = Vm Sin ( ωt + )Vbc = Vbn – Vcn = Vm Sin ( ωt - )Vca = Vcn – Van = Vm Sin ( ωt + ) Nilai tegangan keluaran rata-rata (average output voltage) ditentukandengan persamaan:Vdc = ab d(ωt)Vdc = Vm sin(ωt + )d(ωt)Vdc = cos α Besarnya tegangan maksimum keluaran pada sisi beban diperoleh padasudut perlambatan penyalaan α = 0, dan dinyatakan dengan:Vdm = Nilai tegangan efektif pada sisi beban ditentukan dengan persamaan: Laporan Kerja Praktek
  9. 9. 31 Politeknik Negeri SriwijayaVrms = [ Vm sin(ωt + )}2 d(ωt)]1/2Vrms = Vm { + cos 2α}1/23.4 Inverter Kualitas inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkanoleh suatu sistem UPS. Inverter berfungsi merubah tegangan DC dari rangkaianrectifier-charger menjadi tegangan AC yang berupa sinyal sinus setelah melaluipembentukan gelombang dan rangkaian filter. Tegangan output yang dihasilkanharus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensinya, distorsi yang rendah,tidak terdapat tegangan transien. Selain itu, sistem inverter perlu adanyarangkaian umpan-balik (feedback) dan rangkaian regulator untuk menjaga agardidapatkan tegangan konstan.3.4.1 Inverter Tegangan Tinggi ( 3 Fasa ) Pada dasarnya prinsip kerja pada inverter 3 Phasa sama dengan inverter 1phasa. Yaitu dengan mengubah arus searah menjadi bolak-balik dengan frekuensiyang beragam. Dimana tegangan arus DC ini dihasilkan oleh sirkuit converteruntuk kemudian diubah lagi menjadi arus AC oleh sirkuit inverter. Inverter juga memiliki saklar-saklar seperti pada inverter 1 phasa yakniuntuk membentuk tegangan bolak-balik juga mengatur frekuensi keluaran inverteryaitu S1-S6. Namun pada aplikasinya saklar-saklar ini diganti denganmenggunakan enam buah transistor. Hal imi disebabkan karena saklarkonversional memiliki banyak kerugian diantaranya adalah pada kecepatanperpindahan saklar. Apabila saklar berubah-ubah dengan kecepatan tidak konstanuntuk setiap perubahan tegangan (dari positif ke negative), tentunya frekuensiyang dihasilkan akan tidak konstan pula. Setelah itu transistor dihidup-matikanuntuk menjalankan motor. Laporan Kerja Praktek
  10. 10. 32 Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.5 Power Inverter 3 Fasa Hubungan antara tegangan inverter (VRO, VSO, VTO) dan teganganoutput (VRS, VST, VTR) dapat diturunkan sebagai berikut: VRS = VRO-VSO VST = VSO-VTO VTR = VTO-VROTegangan phasa (VRN, VSN, VTN) diberikan oleh tegangan netral padakumparan stator motor akan timbul tegangan relative terhadap titik nol inverteryaitu sebesar: VNO = VRO+VSO+VTO ≠ 0 3Gambar dibawah ini menunjukan hubungan antara tegangan inverter serta urutanpenyalaan. Pulsa-pulsa penyalaan yang identik dengan tegangan inverter adalahmemiliki pilsa rate = 1 dengan pengeseran phasa 120 derajat, duty cycle 50 %.3.4.2 Inverter Tegangan Rendah ( 1 Fasa ) Pada dasarnya inverter merupakan sebuah alat yang membuat teganganbolak-balik dari tegangan searah dengan cara pembentukan gelombang tegangan.Namun gelombang tegangan yang terbentuk dari inverter tidak berbentuk Laporan Kerja Praktek
  11. 11. 33 Politeknik Negeri Sriwijayasinusoida melainkan berbentuk gelombang dengan persegi. Pembentukantegangan AC tersebut dilakukan dengan menggunakan dua pasang saklar. Berikutini merupakan gambar yang akan menerangkan prinsip kerja inverter dalampembentukan gelombang tegangan persegi. Gambar 3.6 Power Inverter 1 Fasa Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa untuk menghasilkan arus bolak-balik, maka kerja masing-masing transistor yang disuplay oleh tegangan dc harusbergantian. Inverter mengatur frekuensi keluarnnya dengan cara mengatur waktuON-OFF saklar-saklarnya. Sebagai contoh apabila S1 dan S4 ON selama 0,5 detikbegitu juga dengan S2 dan S3 secara berganti-gantian maka akan dihasilkangelombang bolak-balik dengan frekunsi 1 Hz. Pada dasarnya saklar S1-S4 dan S2-S3 dihidupkan dengan jangka waktu yang sama. Jadi apabila dalam satu periodeTo = 1 detik, maka S1-S4 ON selama 0,5 detik dan S2-S3 ON selam 0,5 detik dandidapatkan frekuensi sebesar 1 Hz. Jika dalam satu periode tersebut dinyatakanpada T maka nilai frekuensi yang dihasilkan adalah (F): F = 1/TDimana: F = Frekuensi (Hertz) T = Periode (detik) Laporan Kerja Praktek
  12. 12. 34 Politeknik Negeri Sriwijaya3.5 Sakelar Pemindah (Statich switch) Saklar pemindah dibedakan menjadi dua jenis, yaitu elektromekanikal danstatik. Sakelar elektromekanikal menggunakan relay-relay yang salah satuterminal mendapatkan suplai tegangan dan yang lain dari sistem UPS. Sistemsakelar statis menggunakan komponen semikonduktor, seperti SCR. PenggunaanSCR akan lebih baik karena operasi pemindahan yang dilakukan dengan SCRyang hanya membutuhkan waktu 3 sampai 4 ms, sedangkan pada sakelarelektromekanikal sekitar 50 sampai 100 ms. Berikut adalah Bermacam – macamtransfer Switch.  Saklar pemindah dengan SCR yang terdiri dari 2 buah Static Switch Input A Output Input B Gambar 3.7 Saklar pemindah dengan SCR  Saklar pemindah dengan 1 buah Static Switch & 1 buah Contactor SPDT Terdiri dari : 1 buah Static Switch dan 1 buah Contactor SPDT (Single Pole Double Trow). Input A Output Input B Gambar 3.8 Contactor SPDT Laporan Kerja Praktek
  13. 13. 35 Politeknik Negeri Sriwijaya  Saklar pemindahdengan 1 buah Static Switch & 2 buah Contactor SPST Terdiri dari 1 buah Static Switch dan 2 buah Contactor SPST (Single Pole Single Trow). Input A Output Input B Gambar 3.9 Saklar pemindah dengan 1 buah Static Switch & 2 buah Contactor SPST3.6 Baterai Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnyaberlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat berbalikan) denganefisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversible,adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjaditenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjaditenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektrodayang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yangberlawanan di dalam sel. Baterai berfungsi untuk penyimpan daya listriksementara. Baterai mengalirkan arus searah (DC) dan memiliki banyak tipe.Baterai dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu baterai basah dan baterai keringatau dapat diisi ulang dan tak dapat diisi ulang.Baterai yang digunakan pada UPSadalah baterai yang dapat diisi ulang yaitu jenis baterai nikel kadmium. Karenasering terjadi pemadaman listrik yang paling penting back-up baterai haruskembali berfungsi optimal. Oleh karena itu pemantauan terhadap baterai adalahsolusi yang efektif untuk menjamin efisiensi dan kapasitas baterai penuh. Selainitu, pemantauan menjamin berfungsinya seluruh instalasi. Laporan Kerja Praktek
  14. 14. 36 Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.1 Bagian-Bagian Batre Gambar 3.10. Bagian-bagian batreKeterangan gambar :1. Plat/ Elektroda positif2. Plat/ Elektroda negatif3. Separator4. Kontainer atau wadah5. Kutub baterai6. Lubang pengisian elektrolit Plat positif (PbO2) berwarna coklat, sedangkan plat negatif berwarna abu-abu. Luas bidang reaksi plat positif L = 2.p.l.n.dimana :L = luas bidang plat positif (cm2)p = panjang plat positif (cm)l = lebar plat positif (cm)n = jumlah plat positif tiap-tiap sel Kapasitas tiap cm2 plat positif = 0,03 sampai dengan 0,05 AH (amperejam). Tiap sel akumulator timah hitam menghasilkan tegangan 2 volt. Laporan Kerja Praktek
  15. 15. 37 Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.2 Prinsip Kerja Batre Pada akumulator timah hitam terjadi proses elektrokimia yang bersifatreversible (dapat berbalikan), yaitu proses pengisian dan proses pengosongan.Setiap molekul cairan elektrolit asam sulfat (H2SO2) akan terurai menjadi ionpositif hydrogen (2H+) dan ion negatif sulfat (SO4 -). Tiap ion negatif sulfat akanbereaksi dengan katoda (Pb) menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil melepaskandua elektron. Dua ion hydrogen (2H+) akan bereaksi dengan anoda (PbO2)menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawadengan atom oksigen membentuk H2O (mokekul air). Pengambilan dan pelepasanelektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan timbulnya beda potensialantara katoda (kutub negatif) dan anoda (kutub positif).Proses kimia di atas dapat dirumuskan sebagai berikut : PbO2 + Pb + 2H2SO4 ——————> PbSO4 + PbSO4 + 2H2O (sebelum pengosongan) (setelah pengosongan) Proses kimia ini terjadi dalam proses pengosongan akumulator timahhitam atau pada saat akumulator melayani beban. Setelah proses pengosongan,kedua plat negatif dan plat positif menjadi timah sulfat (PbSO4) dan cairanelektrolitnya menjadi cair (H2O), sehingga berat jenisnya akan berkurang. Setelahmengalami pengosongan, agar dapat dipakai melayani beban maka akumulatorharus diisi lagi dengan dialiri arus listrik DC. Pada proses pengisian akumulatordapat diuraikan sebagai berikut : PbSO2 + PbSO4 + 2H2O ——————> PbO2 + Pb + 2H2SO4 Setelah proses pengisian, berat jenis cairan elektrolit akumulator akanbertambah besar. Berat jenis larutan asam sulfat (asam belerang) H2SO4 sebelumpengisian adalah 1,190 gr/cm3 pada temperatur 15 oC (59 oF). Setelah diisi penuhberat jenis elektrolitnya (asam sulfat) antara 1,205 – 1,215 gr/cm3. Laporan Kerja Praktek
  16. 16. 38 Politeknik Negeri Sriwijaya3.6.3 Pengisian Akumulator/ Batre Setelah akumulator dipakai melayani beban akan mengalami prosespengosongan, sehingga akumulator tersebut harus diisi lagi dengan dialiri aruslistrik DC yang besarnya tertentu. Proses ini disebut pengisian akumulator. Jika akumulator baru, proses pengisian akumulator dilakukan setelahakumulator diisi dengan larutan asam belerang (H2SO4) yang mempunyai beratjenis 1,19 gr/cm3 sampai batas maksimum. Cara pengisian dengan arus listrik DCterdiri dari dua tahap, yaitu : Tahap pertama dengan arus pengisian antara (0,07 s/d 0,14) x C selama 36sampai dengan 74 jam. C adalah besarnya kapasitas akumulator. Dalam tahappertama ini jika tegangan tiap sel mencapai 2,3 volt, maka arus pengisianditurunkan ke tahap kedua. Tahap kedua dengan arus pengisian sebesar 0,07 x C ampere. Jikategangan tiap sel mencapai 2,65 volt sampai dengan 2,70 volt, maka prosespengisian dihentikan. Temperatur elektrolit tidak melebihi 38oC. Pengisianakumulator timah hitam yang sudah pernah dipakai (lama) dilakukan dengan aruspengisian 0,2 x C ampere selama minimal 4 jam atau jika tegangan tiap sel telahmencapai 2,35 volt sampai dengan 2,40 volt. Pengisian akumulator yang terusmenerus disambung ke beban dengan arus pengisian 0,5 mA sampai dengan 1 mAx C. Besarnya tegangan larutan 2,15 volt/sel sampai dengan 2,20 volt/sel.Akumulator dalam keadaan penuh (setelah diisi penuh), cairan elektrolitnyamempunyai berat jenis 1,205 sampai dengan 1,215 gr/cm3. Arus pengisian selamaproses pengisian diusahakan tetap. Jika arus pengisian melebihi 0,5 x C ampere,maka dapat merusakkan pekat akumulator, sebaliknya bila arus pengisian kurangdari 0,1 x C ampere, maka proses pengisian membutuhkan waktu yang terlalulama.3.6.4 Rangkaian Batre Dikarenakan tegangan bateraiper sel terbatas, maka perluuntukmendapatkan solusi agar teganganbaterai dapat memenuhi atausesuaidengan tegangan kerjaperalatan yang maupun untukmenaikkan kapasitas dan Laporan Kerja Praktek
  17. 17. 39 Politeknik Negeri Sriwijayajugakehandalan pemakaian denganmerangkai (meng-koneksi)beberapa bateraidengan cara : 1. Hubungan seri Koneksi baterai denganhubungan seri ini dimaksudkanuntuk dapat menaikkan tegangan baterai sesuai dengan tegangankerja yang dibutuhkan atau sesuaitegangan peralatan yang ada.Sebagai contoh jika kebutuhan tegangan baterai pada suatu unitpembangkit adalah 220 Volt makaakan dibutuhkan baterai dengankapasitas 2,2 Volt sebanyak 104buah dengan dihubungkan secaraseri. Kekurangan dari hubungan seriini adalah jika terjadi gangguan ataukerusakan pada salah satu sel baterai maka suplai sumber DC kebeban akan terputus. Gambar 3.11. Hubungan Seri 2. Hubungan parallel Koneksi baterai dengan hubungan paralel ini dimaksud kanuntuk dapat menaikkan kapasitas baterai atau Ampere hour (Ah)baterai, selain itu juga dapat memberikan keandalan beban DC pada sistem. Hal ini disebabkan jika salah satu sel baterai yang dihubungkan paralel mengalami gangguan atau kerusakan maka sel baterai yang lain tetap akan dapat mensuplai tegangan DC ke beban, jadi tidakakan mempengaruhi suplai secara keseluruhan sistem, hanya kapasitas daya sedikit berkurang sedangkan tegangan tidak terpengaruh. Laporan Kerja Praktek
  18. 18. 40 Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.12. Hubungan Paralel3. Hubungan Kombinasi Pada hubungan kombinasi initerbagi menjadi 2 macam yaitu seri paralel dan paralel seri. Hubungan ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan ganda baik dari sisi kebutuhan akan tegangan dan arus yang sesuai maupun keandalan sistem yang lebih baik. Hal ini disebabkan karena hubungan seriakan meningkatkan tegangan sedangkan hubungan paralel akan meningkatkan arus dan keandaan sistemnya. Laporan Kerja Praktek
  19. 19. 41Politeknik Negeri Sriwijayaa. Seri Paralel Pada hubungan Seri Paralel seperti gambar 1.53, jika tiapbateraitegangannya 2,2 Volt danArusnya 20 Ampere maka akandidapat :Tegangan dibaterai adalah= 2,2 + 2,2 + 2,2 = 6,6 Volt, sedangkan arusnyaadalah = 20 +20 = 40 Ampere, sehingga kapasitas baterai secarakeseluruhan adalah 6,6 Volt dan 40Ampere. Dari perhitungan tersebutmaka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya. Gambar 3.13 Hubungan seri parallelb. Paralel Seri Pada hubungan Paralel Seri seperti gambar dibawah ini, jika tiapbaterai tegangannya 2,2 Volt danArusnya 20 Ampere maka akan didapat :Tegangan dibaterai adalah = 2,2 +2,2 = 4,4 Volt, sedangkan arusnyaadalah = 20 + 20 + 20 = 60Ampere, sehingga kapasitas baterai secarakeseluruhan adalah 4,4 Volt dan 60 Ampere. Dari perhitungan tersebutmakayang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya. Laporan Kerja Praktek
  20. 20. 42Politeknik Negeri Sriwijaya Gambar 3.14 Hubungan Paralel SeriLama ketahanan bateraiSebelumnya kita harus mengetahui : 1. Berapa besar daya beban yang terpasang pada UPS. 2. Berapa banyak dna kapasitas Battery yang terpasang pada UPS. 3. Effesiensi Inverter UPS kita (Offline 50 s/d 75%, Online 85 s/d 95%). 4. Perlu diingat, perhitungan ini tidak tepat 100% karena setiap UPS mempunyai effisiensi yang berbeda-beda.. 5. Mengetahui Discharge Battery yang di gunakan.Untuk menghitung ketahanan batrei pada UPS dapat ditentukan dengancara: T= T= Laporan Kerja Praktek
  21. 21. 43 Politeknik Negeri Sriwijaya3.7 Bypass By Pass ialah Sebagai fasilitas untuk Power Reserve atau Power Cadangandari Power Output Inverter. Disarankan, agar Sumber Bus Power By Pass ini tidaksama dengan Sumber Bus Power Main, dengan tujuan untuk pekerjaanMaintenance atau dapat terhindar dari gangguan Sumber Bus Power tersebut.Untuk Output UPS 110 Volt Frequency 50Hz, maka tegangan Power By Passpada titik cynchron nya harus 110 Volt ± 5 % Frquency 50Hz ± 0,5Hz. Diluartoleransi tersebut, kemungkinan besar UPS nya tidak dapat mengikuti lagi, denganindikasi Fail ―Unsynchron‖.POWER BY PASS INPUT 110Volt L BY PASS 110 VOLT N TRANSFER SWITCH Titik Synchron Sampling CONTROL Half Bridge Phase By Pass Gate 1 INVERTER T2 Output Ti 1 Gate 2 L Half Bridge N Gate 3 INVERTER OUTPUT Ti 2 Output UPS Sampling Gate 4 AC FILTER Phase Inverter Titik Synchron L OUTPUT INVERTER 110 VOLT N Gambar 3.15 Power Input 110 Volt, sudah sesuai dengan Output UPS Laporan Kerja Praktek
  22. 22. 44 Politeknik Negeri SriwijayaPOWER BY PASS INPUT 460Volt T3 BY PASS 460 VOLT L BY PASS 110 VOLT N TRANSFER SWITCH Titik Synchron Sampling CONTROL Half Bridge Phase By Pass Gate 1 INVERTER T2 Output Ti 1 Gate 2 L Half Bridge N Gate 3 INVERTER OUTPUT Ti 2 Output UPS Sampling Gate 4 AC FILTER Phase Inverter Titik Synchron L OUTPUT INVERTER 110 VOLT NGambar 3.16 Power Input 460 Volt, harus memalui Isolated Trafo (T3) Step Down dari 460 Volt ke 110 Volt Jika sistem berada dalam mode bypass, tegangan dari jaringan bypassdisediakan langsung. Beralih antara mode normal dan pasokan bypass dapatdilakukan secara manual. Jika pasokan dari inverter tidak cukup, peralihanberlangsung secara otomatis dan tanpa mengganggu tegangan. Gambar 3.17 UPS 1B Laporan Kerja Praktek
  23. 23. 45 Politeknik Negeri Sriwijaya3.8 TMUPS -C100 Series Gambar 3.18 TMUPS -C100 Series Spesifikasi UPS PEW 1000  Merek : TMEIC.  Buatan : TOSHIBA MITSUBISHI-ELECTRIC INDUSTRIAL SYSTEMS COORPORATION  Capasitas : 40 KVA.  Mulai operasi : Tahun 2010  Type converter. : IGBT PWM CONVERTER  Type Inverter : IGBT PWM INVERTER  Power Input UPS : 3 Phasa 200 Volt 50 HZ toleransi ±10%  Tegangan DC : 288 – 414 V  Arus pengecasan : 12 A  Dapat bertahan : 30 menit  Type Batre : UXH125-6  Power Output UPS : 1 Phasa 110 Volt 50HZ  Trafo 200/115 Volt : 40 KVA. Laporan Kerja Praktek

×