Dokumen tersebut membahas tentang sejarah dan jenis-jenis UPS. UPS digunakan untuk mengurangi gangguan listrik dan menyediakan listrik cadangan. Terdapat tiga jenis UPS yaitu line-interactive, on-line, dan off-line, yang berbeda pada cara kerja rectifier dan inverternya. Rectifier digunakan untuk mengisi baterai sedangkan inverter mengubah tegangan DC menjadi AC.

1. 23
Politeknik Negeri Sriwijaya
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
3.1 Sejarah Uninterruptible Power System (UPS)
UPS merupakan singkatan dari Uninterruptible Power System atau sering
juga disebut dengan Uninterruptible Power Supply, jika diterjemahkan ke dalam
bahasa Indonesia akan berarti Sistem Daya Kebal Gangguan. Sesuai dengan
namanya UPS dapat mengurangi gangguan-gangguan kelistrikkan serta dapat
memberikan daya listrik semetara pada saat supplai listrik utama padam.
Uninterruptible Power System (UPS) yang artinya suatu devais atau peralatan
yang mampu bekerja independen meskipun kehilangan suplai atau sebagai back
up suplai untuk peralatan yang lainnya. UPS juga berfungsi sebagai buffer antara
power 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 boleh
terputus dari sumber tagangan listrik, namun kini UPS telah digunakan di rumah
dan biasanya digunakan pada computer / PC.
UPS sendiri terdiri dari power suplai atau sering juga disebut baterai
charger, batrerai , dan inverter. Baterai backup pada UPS berguna sebagai catuan
daya alternatif, untuk dapat memberikan suplai daya yang tidak terganggu untuk
perangkat elektronik yang terpasang. Tegangan pada baterai diubah menjadi
tegangan 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. 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 kerjanya
3.2.1 Line-interactive UPS
Pada UPS jenis ini diberi tambahan alat AVR (Automatic Voltage
Regulator) yang berfungsi mengatur tegangan dari suplai daya ke peralatan. UPS
Line-interaktif identik dengan garis-aktif, dengan pengecualian menambahkan
tap-switching regulator (AVR), dan melewati listrik secara langsung melalui unit
ini saat aliran ada. Selama operasi normal utilitas, desain ini biasanya
menyediakan cadangan baterai dan menawarkan perlindungan lebih tinggi pada
tegangan transient dari trip. Hal ini memerlukan penambahan tap-switching
regulator dengan tegangan otomatis. Ketika terjadi kondisi tegangan brownout
utilitas rendah, AVR UPS Line-interaktif secara otomatis memerintahkan switch
transformator PDAM untuk menambah atau meningkatkan tegangan output. AVR
juga mengurangi tegangan keluaran saat kondisi tegangan listrik tinggi. Tegangan
output regulasi untuk sebagian besar produk UPS Line-interaktif di pasaran saat
ini biasanya ± 25% . Model biaya yang lebih tinggi mungkin memiliki output
sinewave dan mendukung koneksi bank baterai diperpanjang.
Laporan Kerja Praktek

3. 25
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar 3.1 Line-interactive UPS
UPS Line-interaktif memberikan perlindungan terhadap:
 Utility pemadaman
 Tegangan berlebih
 Arus kejut
 Tegangan output yang terputus saat transfer ke baterai
Catatan: kesulitan beroperasi dari sumber listrik generator. Selain itu, frekuensi
generator yang melewati ambang.
3.2.2 On-line UPS
Pada UPS jenis ini terdapat 1 rectifier dan 1 inverter yang terpisah. Hal ini
lebih mahal apabila dibandingkan dengan dua jenis UPS lainnya. Dalam keadaan
gangguan, suplai daya ke rectifier akan diblok sehingga akan ada arus DC dari
baterai ke inverter yang kemudian diubah menjadi AC.
Laporan Kerja Praktek

4. 26
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar 3.2 On-line UPS
Online UPS melindungi dan memecahkan sejumlah besar masalah tenaga
listrik. Teknologi unggul Falcon Electric On-line UPS tidak hanya menyediakan
cadangan baterai, tetapi juga melindungi peralatan anda dengan menyediakan
perlindungan daya tingkat tertinggi. Tidak seperti off-line dan Line-interaktif UPS
produk di pasaran yang membuat anda sensitif peralatan terhubung langsung
dengan listrik yang tidak stabil dan kadang-kadang destruktif. Dipatenkan
Falcon's On-line bertindak teknologi UPS seperti firewall elektronik dipasang di
antara peralatan anda dan utilitas atau cadangan generator kekuasaan.
Hal ini dilakukan dengan mengkonversi listrik AC yang masuk ke
penyearah menjadi tegangan DC dan menghilangkan noise, transien, frekuensi
dan masalah distorsi harmonik. Tegangan DC kemudian diumpankan ke tahap
inverter. Tugas dari inverter ini mengubah tegangan DC ke AC yang diatur secara
ketat dan sinergi. Beberapa tahapan elektronik aktif memberikan sejumlah besar
terhadap masalah perlindungan ditambahkan kekuatan yang dinyatakan akan
menyebabkan kerusakan peralatan anda. Karena On-line UPS memiliki tahap
tugas inverter berkelanjutan, mendukung sambungan dari bank baterai
diperpanjang, menyediakan waktu cadangan hingga beberapa jam.
Laporan Kerja Praktek

5. 27
Politeknik Negeri Sriwijaya
On-line UPS memberikan perlindungan terhadap:
 Daya yang tidak stabil
 Nois
 Distorsi
 Arus kejut
 Pemadaman jangka panjang
3.2.3 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. Akibatnya
akan mengalir arus DC dari baterai menuju inverter.
Gambar 3.3 Off-line UPS
Pada Off-line UPS, arus listrik akan melalui UPS selama perangkat masih
terhubung ke sumber listrik . Selama operasi normal utilitas, desain ini biasanya
menyediakan cadangan baterai jangka pendek dan menawarkan perlindungan
lebih tinggi tegangan transient dari strip. Off-line UPS untuk inverter DC-AC
internal memberikan daya baterai cadangan ketika terjadi pemadaman listrik.
Kebanyakan Of-line desain tidak memiliki output sinewaver dan tidak mendukung
Laporan Kerja Praktek

6. 28
Politeknik Negeri Sriwijaya
sambungan bank baterai untuk diperpanjang. Pengaturan tegangan output yang
sangat sederhana (± 15% sampai ± 25%).
Off-line UPS memberikan perlindungan terhadap:
 Utility pemadaman
 Penstabil tegangan
 Output tegangan drop-out selama transfer ke baterai
Catatan: kesulitan beroperasi dari sumber listrik generator. Selain itu, melewati
frekuensi generator dan perubahan tegangan ke peralatan terhubung.
3.3 Rectifier (penyearah) - Charger
Bagian ini merupakan rangkaian yang dipakai untuk penyerahan dan
pengisian baterai. Rangkaian blok rectifier-charger ini akan mensuplai daya yang
dibutuhkan oleh inverter dalam kondisi beban penuh dan pada saat itu juga dapat
mempertahankan muatan di dalam baterai. Selain itu blok ini harus mempunyai
kemampuan mengalirkan daya output sebesar 125-130%. Karakteristik baterai
juga perlu diperhitungkan dalam disain rangkaian charger-nya karena jika sebuah
baterai diisi ulang dengan arus yang melebihi batasan kemampuannya akan dapat
memperpendek umur baterai tersebut. Biasanya untuk arus pengisian sebuah
baterai pada UPS ini sebesar 80% dari kondisi arus yang dikeluarkan oleh baterai
pada saat beban penuh. Batasan sebuah sistem UPS yang baik menurut standar
(NEMA)National Electical Manufacturer Association adalah dapat memberikan
daya 100% terus-menerus (continous load) dan 2 jam pada beban 125% tanpa
terjadi penurunan kinerja (kerusakan). Baterai masih dapat dikategorikan sebagai
kondisi layak pakai apabila masih mampu memberikan daya 100% selama 1 jam
jika lama pengisiannya selama 8 jam (ditentukan oleh manufaktur baterai).
Laporan Kerja Praktek

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 dinyalakan
setiap selang 60°, maka frekuensi dari tegangan riak keluaran adalah 6 kali
frekuensi tegangan sumber. Pada interval t = /6 + thyristor T6 sudah berada
dalam keadaan aktif (on state) dan thyristor T1 dinyalakan. Pada interval
/6  t  /2, thyristor T1 dan T6 konduksi dengan tegangan jaring Vab
dirasakan pada sisi beban. Selanjutnya pada interval t = /2 + thyristor T2
diaktifkan bersamaan dengan tidak aktifnya (off state) thyristor T6 dengan
komutasi natural. Hal ini disebabkan karena pada saat thyristor T2 diaktifkan,
tegangan jaring pada thyristor T6 berada pada nilai positif (Vbc), sehingga
thyristor T6 mengalami tegangan arah balik. Kemudian pada interval
(/2 + )  t  (5/6 + ), thyristor T1 dan T2 akan konduksi dan menyebabkan
tegangan beban sama besar dengan tegangan jaring (line to line voltage). Urutan
Laporan Kerja Praktek

8. 30
Politeknik Negeri Sriwijaya
konduksi 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 t
Vbn = Vm Sin ( ωt - )
Vcn = Vm Sin ( ωt + )
Hubungan tegangan jaring (line to line voltages) dinyatakan dalam bentuk
persamaan:
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) ditentukan
dengan persamaan:
Vdc = ab d(ωt)
Vdc = Vm sin(ωt + )d(ωt)
Vdc = cos α
Besarnya tegangan maksimum keluaran pada sisi beban diperoleh pada
sudut perlambatan penyalaan α = 0, dan dinyatakan dengan:
Vdm =
Nilai tegangan efektif pada sisi beban ditentukan dengan persamaan:
Laporan Kerja Praktek

9. 31
Politeknik Negeri Sriwijaya
Vrms = [ Vm sin(ωt + )}2 d(ωt)]1/2
Vrms = Vm { + cos 2α}1/2
3.4 Inverter
Kualitas inverter merupakan penentu dari kualitas daya yang dihasilkan
oleh suatu sistem UPS. Inverter berfungsi merubah tegangan DC dari rangkaian
rectifier-charger menjadi tegangan AC yang berupa sinyal sinus setelah melalui
pembentukan gelombang dan rangkaian filter. Tegangan output yang dihasilkan
harus stabil baik amplitudo tegangan maupun frekuensinya, distorsi yang rendah,
tidak terdapat tegangan transien. Selain itu, sistem inverter perlu adanya
rangkaian umpan-balik (feedback) dan rangkaian regulator untuk menjaga agar
didapatkan tegangan konstan.
3.4.1 Inverter Tegangan Tinggi ( 3 Fasa )
Pada dasarnya prinsip kerja pada inverter 3 Phasa sama dengan inverter 1
phasa. Yaitu dengan mengubah arus searah menjadi bolak-balik dengan frekuensi
yang beragam. Dimana tegangan arus DC ini dihasilkan oleh sirkuit converter
untuk kemudian diubah lagi menjadi arus AC oleh sirkuit inverter.
Inverter juga memiliki saklar-saklar seperti pada inverter 1 phasa yakni
untuk membentuk tegangan bolak-balik juga mengatur frekuensi keluaran inverter
yaitu S1-S6. Namun pada aplikasinya saklar-saklar ini diganti dengan
menggunakan enam buah transistor. Hal imi disebabkan karena saklar
konversional memiliki banyak kerugian diantaranya adalah pada kecepatan
perpindahan saklar. Apabila saklar berubah-ubah dengan kecepatan tidak konstan
untuk setiap perubahan tegangan (dari positif ke negative), tentunya frekuensi
yang dihasilkan akan tidak konstan pula. Setelah itu transistor dihidup-matikan
untuk menjalankan motor.
Laporan Kerja Praktek

10. 32
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar 3.5 Power Inverter 3 Fasa
Hubungan antara tegangan inverter (VRO, VSO, VTO) dan tegangan
output (VRS, VST, VTR) dapat diturunkan sebagai berikut:
VRS = VRO-VSO
VST = VSO-VTO
VTR = VTO-VRO
Tegangan phasa (VRN, VSN, VTN) diberikan oleh tegangan netral pada
kumparan stator motor akan timbul tegangan relative terhadap titik nol inverter
yaitu sebesar:
VNO = VRO+VSO+VTO ≠ 0
3
Gambar dibawah ini menunjukan hubungan antara tegangan inverter serta urutan
penyalaan. Pulsa-pulsa penyalaan yang identik dengan tegangan inverter adalah
memiliki 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 tegangan
bolak-balik dari tegangan searah dengan cara pembentukan gelombang tegangan.
Namun gelombang tegangan yang terbentuk dari inverter tidak berbentuk
Laporan Kerja Praktek

11. 33
Politeknik Negeri Sriwijaya
sinusoida melainkan berbentuk gelombang dengan persegi. Pembentukan
tegangan AC tersebut dilakukan dengan menggunakan dua pasang saklar. Berikut
ini merupakan gambar yang akan menerangkan prinsip kerja inverter dalam
pembentukan 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 harus
bergantian. Inverter mengatur frekuensi keluarnnya dengan cara mengatur waktu
ON-OFF saklar-saklarnya. Sebagai contoh apabila S1 dan S4 ON selama 0,5 detik
begitu juga dengan S2 dan S3 secara berganti-gantian maka akan dihasilkan
gelombang bolak-balik dengan frekunsi 1 Hz. Pada dasarnya saklar S1-S4 dan S2-
S3 dihidupkan dengan jangka waktu yang sama. Jadi apabila dalam satu periode
To = 1 detik, maka S1-S4 ON selama 0,5 detik dan S2-S3 ON selam 0,5 detik dan
didapatkan frekuensi sebesar 1 Hz. Jika dalam satu periode tersebut dinyatakan
pada T maka nilai frekuensi yang dihasilkan adalah (F):
F = 1/T
Dimana: F = Frekuensi (Hertz)
T = Periode (detik)
Laporan Kerja Praktek

12. 34
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.5 Sakelar Pemindah (Statich switch)
Saklar pemindah dibedakan menjadi dua jenis, yaitu elektromekanikal dan
statik. Sakelar elektromekanikal menggunakan relay-relay yang salah satu
terminal mendapatkan suplai tegangan dan yang lain dari sistem UPS. Sistem
sakelar statis menggunakan komponen semikonduktor, seperti SCR. Penggunaan
SCR akan lebih baik karena operasi pemindahan yang dilakukan dengan SCR
yang hanya membutuhkan waktu 3 sampai 4 ms, sedangkan pada sakelar
elektromekanikal sekitar 50 sampai 100 ms. Berikut adalah Bermacam – macam
transfer 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. 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 SPST
3.6 Baterai
Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya
berlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat berbalikan) dengan
efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversible,
adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi
tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi
tenaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda
yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah (polaritas) yang
berlawanan di dalam sel. Baterai berfungsi untuk penyimpan daya listrik
sementara. Baterai mengalirkan arus searah (DC) dan memiliki banyak tipe.
Baterai dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu baterai basah dan baterai kering
atau dapat diisi ulang dan tak dapat diisi ulang.Baterai yang digunakan pada UPS
adalah baterai yang dapat diisi ulang yaitu jenis baterai nikel kadmium. Karena
sering terjadi pemadaman listrik yang paling penting back-up baterai harus
kembali berfungsi optimal. Oleh karena itu pemantauan terhadap baterai adalah
solusi yang efektif untuk menjamin efisiensi dan kapasitas baterai penuh. Selain
itu, pemantauan menjamin berfungsinya seluruh instalasi.
Laporan Kerja Praktek

14. 36
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.6.1 Bagian-Bagian Batre
Gambar 3.10. Bagian-bagian batre
Keterangan gambar :
1. Plat/ Elektroda positif
2. Plat/ Elektroda negatif
3. Separator
4. Kontainer atau wadah
5. Kutub baterai
6. 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 (ampere
jam). Tiap sel akumulator timah hitam menghasilkan tegangan 2 volt.
Laporan Kerja Praktek

15. 37
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.6.2 Prinsip Kerja Batre
Pada akumulator timah hitam terjadi proses elektrokimia yang bersifat
reversible (dapat berbalikan), yaitu proses pengisian dan proses pengosongan.
Setiap molekul cairan elektrolit asam sulfat (H2SO2) akan terurai menjadi ion
positif hydrogen (2H+) dan ion negatif sulfat (SO4 -). Tiap ion negatif sulfat akan
bereaksi dengan katoda (Pb) menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil melepaskan
dua elektron. Dua ion hydrogen (2H+) akan bereaksi dengan anoda (PbO2)
menjadi timah sulfat (PbSO4) sambil mengambil dua elektron dan bersenyawa
dengan atom oksigen membentuk H2O (mokekul air). Pengambilan dan pelepasan
elektron dalam proses kimia ini akan menyebabkan timbulnya beda potensial
antara 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 timah
hitam atau pada saat akumulator melayani beban. Setelah proses pengosongan,
kedua plat negatif dan plat positif menjadi timah sulfat (PbSO4) dan cairan
elektrolitnya menjadi cair (H2O), sehingga berat jenisnya akan berkurang. Setelah
mengalami pengosongan, agar dapat dipakai melayani beban maka akumulator
harus diisi lagi dengan dialiri arus listrik DC. Pada proses pengisian akumulator
dapat diuraikan sebagai berikut :
PbSO2 + PbSO4 + 2H2O ——————> PbO2 + Pb + 2H2SO4
Setelah proses pengisian, berat jenis cairan elektrolit akumulator akan
bertambah besar. Berat jenis larutan asam sulfat (asam belerang) H2SO4 sebelum
pengisian adalah 1,190 gr/cm3 pada temperatur 15 oC (59 oF). Setelah diisi penuh
berat jenis elektrolitnya (asam sulfat) antara 1,205 – 1,215 gr/cm3.
Laporan Kerja Praktek

16. 38
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.6.3 Pengisian Akumulator/ Batre
Setelah akumulator dipakai melayani beban akan mengalami proses
pengosongan, sehingga akumulator tersebut harus diisi lagi dengan dialiri arus
listrik DC yang besarnya tertentu. Proses ini disebut pengisian akumulator.
Jika akumulator baru, proses pengisian akumulator dilakukan setelah
akumulator diisi dengan larutan asam belerang (H2SO4) yang mempunyai berat
jenis 1,19 gr/cm3 sampai batas maksimum. Cara pengisian dengan arus listrik DC
terdiri dari dua tahap, yaitu :
Tahap pertama dengan arus pengisian antara (0,07 s/d 0,14) x C selama 36
sampai dengan 74 jam. C adalah besarnya kapasitas akumulator. Dalam tahap
pertama ini jika tegangan tiap sel mencapai 2,3 volt, maka arus pengisian
diturunkan ke tahap kedua.
Tahap kedua dengan arus pengisian sebesar 0,07 x C ampere. Jika
tegangan tiap sel mencapai 2,65 volt sampai dengan 2,70 volt, maka proses
pengisian dihentikan. Temperatur elektrolit tidak melebihi 38oC. Pengisian
akumulator timah hitam yang sudah pernah dipakai (lama) dilakukan dengan arus
pengisian 0,2 x C ampere selama minimal 4 jam atau jika tegangan tiap sel telah
mencapai 2,35 volt sampai dengan 2,40 volt. Pengisian akumulator yang terus
menerus disambung ke beban dengan arus pengisian 0,5 mA sampai dengan 1 mA
x C. Besarnya tegangan larutan 2,15 volt/sel sampai dengan 2,20 volt/sel.
Akumulator dalam keadaan penuh (setelah diisi penuh), cairan elektrolitnya
mempunyai berat jenis 1,205 sampai dengan 1,215 gr/cm3. Arus pengisian selama
proses pengisian diusahakan tetap. Jika arus pengisian melebihi 0,5 x C ampere,
maka dapat merusakkan pekat akumulator, sebaliknya bila arus pengisian kurang
dari 0,1 x C ampere, maka proses pengisian membutuhkan waktu yang terlalu
lama.
3.6.4 Rangkaian Batre
Dikarenakan tegangan bateraiper sel terbatas, maka perlu
untukmendapatkan solusi agar teganganbaterai dapat memenuhi atausesuai
dengan tegangan kerjaperalatan yang maupun untukmenaikkan kapasitas dan
Laporan Kerja Praktek

17. 39
Politeknik Negeri Sriwijaya
jugakehandalan pemakaian denganmerangkai (meng-koneksi)beberapa baterai
dengan 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. 40
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar 3.12. Hubungan Paralel
3. 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. 41
Politeknik Negeri Sriwijaya
a. Seri Paralel
Pada hubungan Seri Paralel seperti gambar 1.53, jika tiapbaterai
tegangannya 2,2 Volt danArusnya 20 Ampere maka akandidapat :
Tegangan dibaterai adalah= 2,2 + 2,2 + 2,2 = 6,6 Volt, sedangkan arusnya
adalah = 20 +20 = 40 Ampere, sehingga kapasitas baterai secara
keseluruhan adalah 6,6 Volt dan 40Ampere. Dari perhitungan tersebut
maka yang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya.
Gambar 3.13 Hubungan seri parallel
b. Paralel Seri
Pada hubungan Paralel Seri seperti gambar dibawah ini, jika tiap
baterai tegangannya 2,2 Volt danArusnya 20 Ampere maka akan didapat :
Tegangan dibaterai adalah = 2,2 +2,2 = 4,4 Volt, sedangkan arusnya
adalah = 20 + 20 + 20 = 60Ampere, sehingga kapasitas baterai secara
keseluruhan adalah 4,4 Volt dan 60 Ampere. Dari perhitungan tersebut
makayang mengalami kenaikan signifikan adalah tegangannya.
Laporan Kerja Praktek

20. 42
Politeknik Negeri Sriwijaya
Gambar 3.14 Hubungan Paralel Seri
Lama ketahanan baterai
Sebelumnya 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 dengan
cara:
T=
T=
Laporan Kerja Praktek

21. 43
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.7 Bypass
By Pass ialah Sebagai fasilitas untuk Power Reserve atau Power Cadangan
dari Power Output Inverter. Disarankan, agar Sumber Bus Power By Pass ini tidak
sama dengan Sumber Bus Power Main, dengan tujuan untuk pekerjaan
Maintenance atau dapat terhindar dari gangguan Sumber Bus Power tersebut.
Untuk Output UPS 110 Volt Frequency 50Hz, maka tegangan Power By Pass
pada titik cynchron nya harus 110 Volt ± 5 % Frquency 50Hz ± 0,5Hz. Diluar
toleransi tersebut, kemungkinan besar UPS nya tidak dapat mengikuti lagi, dengan
indikasi 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. 44
Politeknik Negeri Sriwijaya
POWER 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
N
Gambar 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 bypass
disediakan langsung. Beralih antara mode normal dan pasokan bypass dapat
dilakukan secara manual. Jika pasokan dari inverter tidak cukup, peralihan
berlangsung secara otomatis dan tanpa mengganggu tegangan.
Gambar 3.17 UPS 1B
Laporan Kerja Praktek

23. 45
Politeknik Negeri Sriwijaya
3.8 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