analisis perhitungan arus starting pada pengasutan motor induksi gbm-301 (fan for dryer) di pusri 1b...
TRANSCRIPT
ii
LAPORAN KERJA PRAKTEK
ANALISA PERHITUNGAN ARUS STARTING PADA
PENGASUTAN MOTOR INDUKSI GBM-301 (FAN
FOR DRYER) DI PUSRI 1B PALEMBANG
Oleh :
Agung Gitrio
G1D010004
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BENGKULU
April 2014
ii
HALAMAN PENGESAHAN
LAPORAN KERJA PRAKTEK
ANALISA PERHITUNGAN ARUS STARTING PADA
PENGASUTAN MOTOR INDUKSI GBM-301 (FAN
FOR DRYER) DI PUSRI 1B PALEMBANG
Oleh :
Agung Gitrio
G1D010004
Menyetujui,
Bengkulu, April 2014
Mengesahkan,
Ketua Program Studi Teknik Elektro
Irnanda Priyadi, S.T.,M.T
NIP. 197604102003121001
Dosen Pembimbing KP
Irnanda Pryadi, S.T., MT. NIP. 197604102003121001
Dosen Penguji I Afriyastuti Herawati, ST., MT. NIP. 198205012008122002
Dosen Penguji II Reza Satria R., S.T., M.Eng. NIP. 198006242005011001
4
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Motor induksi tiga fasa merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan
pada perindustrian. Hal ini dikarenakan motor induksi tiga fasa memiliki
kontruksi yang kuat, sederhana, serta mudah dalam pemeliharaanya. Selain itu
motor induksi mempunyai efisiensi yang baik dan putaranya konstan untuk setiap
perubahan beban.
Secara umum motor induksi tiga fasa dapat distartkan baik secara langsung ke
rangkaian ataupun menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke motor selama
priode starting. Motor yang distart pada tegangan penuh akan menghasilkan kopel
start yang lebih besar sehingga arusnya pun besar dibandingan jika motor distart
pada tegangan yang dikurangi. Tegangan yang dikurangi diberikan pada motor
selama priode starting akan mengurangi arus starting, dan pada saat yang sama
manambah waktu percepatan karena kopel start yang berkurang.
Di perusahaan pupuk sriwidjaja peralatan yang paling banyak digunakan pada
umumnya adalah motor induksi tiga fasa. Dimana, motor induksi tiga fasa ini
sangatlah berperan penting dalam proses produksi dalam pabrik bembuatan urea
seperti pada motor induksi yang digunakan pada blower di prilling tower di
PUSRI IB. Motor induksi yang digunakan ini diberi nama Forced Fan For Driyer
(GBM-301) dimana motor induksi ini berfungsi sebagai pengangkat urea cari ke
priling tower dan terjadi perkristalan sehingga menghasilakan serbuk urea yang
siapa di distribusikan.
Motor induksi Forsced Fan For Driyer (GBM-301) sangatlah penting dalam
proses produksi urea, karena apabila motor ini terjadi kerusakan maka produksi
PUSRI IB akan terhenti. Oleh sebab itu motor induksi ini membutuhkan
perawatan dan pengamanan yang baik terutama dalam mengatasi kebakaran
komponen-komponen motor Forced Fan For Driyer yang di akibatkan oleh
tingginya arus starting.
Dilapangan ada beberapa metode starting motor induksi tiga fasa yaitu,
starting langsung (directon-line starting), starting dengan tahanan rotor, starting
5
wye-delta, dan starting dengan autotransformator. Oleh sebab itu penulis
melakukan studi starting motor induksi tiga fasa dengan metode starting langsung
(directon-line starting) di motor Forced Fan For Driyer (GBM-301) sebagai
pengamanan startingnya di PUSRI IB.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan penulis dalam pembahasan kerja praktek ini adalah sebagai
berikut:
1) Menganalisa besar arus masukan (starting) dengan metode pengasutan
langsung (directon-line starting) pada motor GBM-301.
2) Menganalisa besar arus masukan (starting) dengan metode pengasutan
Auto-transformator pada motor induksi tiga fasa GBM-301.
3) Perbandingan besarnya arus start metode pengasutan langsung (directon-
line starting) dengan metode pengasutan Auto-transformato.
1.3. Batasan Masalah
Pada laporan Kerja Praktek ini hanya melakukan analisa dan perhitungan
sistem kerja motor induksi GBM-301 dan arus startingnya pada saat berbeban
maupun tidak berbeban.
6
BAB 2
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1. Sejarah Perusahaan
Gambar 2.1 Pabrik Pupuk Sriwidjaja Palembang [1]
PT Pupuk Sriwidjaja Palembang seperti yg terlihat pada Gambar 2.1 adalah
merupakan anak perusahaan dari PT Pupuk Indonesia (Persero) yang merupakan
Badan Usaha Milik Negara (BUMN). PT Pupuk Sriwidjaja Palembang
menjalankan usaha di bidang produksi dan pemasaran pupuk. Perusahaan yang
juga dikenal dengan sebutan PT Pusri ini, diawali dengan didirikannya
Perusahaan Pupuk pada tanggal 24 Desember 1959, merupakan produsen pupuk
urea pertama di Indonesia. Sriwidjaja diambil sebagai nama perusahaan untuk
mengabadikan sejarah kejayaan Kerajaan Sriwijaya di Palembang, Sumatera
Selatan yang sangat disegani di Asia Tenggara hingga daratan Cina, pada abad ke
tujuh Masehi.
PT Pupuk Sriwidjaja yang didirikan pada tanggal 24 Desember 1959
merupakan perusahaan yang bertujuan untuk turut melaksanakan dan menunjang
kebijaksanaan dan program pemerintah di bidang ekonomi, dan pembangunan
nasional pada umumnya, khususnya di bidang industri pupuk dan industri kimia
lainnya, melalui usaha produksi, perdagangan, pemberian jasa, dan usaha lainnya.
PT Pupuk Sriwidjaja ditunjuk oleh pemerintah menjadi perusahaan induk (holding
company) PT Pupuk Sriwidjaja (Persero), berdasarkan PP No.28/1997. Sejak
7
Pemerintah Indonesia mengalihkan seluruh sahamnya yang ditempatkan di
Industri Pupuk Dalam Negeri dan di PT Mega Eltra kepada PUSRI, melalui
Peraturan Pemerintah (PP) nomor 28 tahun 1997 dan PP nomor 34 tahun 1998,
maka PUSRI, yang berkedudukan di Palembang, Sumatera Selatan, menjadi
Induk Perusahaan (Operating Holding) dengan membawahi 6 (enam) anak
perusahaan termasuk anak perusahaan penyertaan langsung yaitu PT Rekayasa
Industri, masing-masing perusahaan bergerak dalam bidang usaha :
PT Petrokimia Gresik yang berkedudukan di Gresik, Jawa Timur.
Memproduksi dan memasarkan pupuk urea, ZA, SP-36/SP-18, Phonska,
DAP, NPK, ZK, dan industri kimia lainnya serta Pupuk Organik.
PT Pupuk Kujang, yang berkedudukan di Cikampek, Jawa Barat.
Memproduksi dan memasarkan pupuk urea dan industri kimia lainnya.
PT Pupuk Kalimantan Timur, yang berkedudukan di Bontang, Kalimantan
Timur. Memproduksi dan memasarkan pupuk urea dan industri kimia
lainnya.
PT Pupuk Iskandar Muda, yang berkedudukan di Lhokseumawe, Nangroe
Aceh Darussalam. Memproduksi dan memasarkan pupuk Urea dan
industri kimia lainnya.
PT Rekayasa Industri, yang berkedudukan di Jakarta, Bergerak dalam
penyediaan Jasa Engineering, Procurement & Construction (EPC) guna
membangun industri gas & minyak bumi, pupuk, kimia dan petrokimia,
pertambangan, pembangkit listrik (panas bumi, batu bara, micro-hydro,
diesel).
PT Mega Eltra, yang berkedudukan di Jakarta dengan bidang usaha
utamanya adalah Perdagangan umum .
Pada tahun 2010, dilakukan Pemisahan (Spin Off) dari PerusahaanPerseroan
(Persero) PT. Pupuk Sriwidjaja disingkat PT. Pusri (Persero) kepada PT. Pupuk
Sriwidjaja Palembang.
Adanya Perubahan Anggaran Dasar PT Pupuk Sriwidjaja Palembang
melalui Akte Notaris Fathiah Helmi, SH nomor 14 tanggal 12 November
2010 yang telah disahkan oleh Menteri Hukum dan HAM tanggal 13
Desember 2010 nomor AHU-57993.AH.01.01 tahun 2010.
8
Adanya pengalihan hak & kewajiban / aktiva & pasiva PT. Pusri (Persero)
kepada PT. Pusri Palembang tertuang di dalam Rapat Umum Pemegang
Saham - Luar Biasa (RUPS-LB) tanggal 24 Desember 2010
Serah terima jabatan & pengalihan aktiva pasiva tersebut berlaku efektif 1
Januari 2011
Adapun PT Pusri (Persero) sekarang mengubah namanya menjadi PT
Pupuk Indonesia (Persero) pada tanggal 18 April 2012 dan PT Pupuk
Sriwidjaja Palembang tetap menggunakan brand dan merk dagang Pusri
hingga kini.
2.2. Visi dan Misi Perusahaan
Berdasarkan SK Direktur PT Pupuk Sriwidjaja Palembang No.SK/
DIR/207/2012 tanggal 11 Juni 2012
Visi Perusahaan
"Menjadi Perusahaan Pupuk Terkemuka Tingkat Regional "
Misi Perusahaan
"Memproduksi serta memasarkan pupuk dan produk agribisnis secara
efisien, berkualitas prima dan memuaskan pelanggan "
Tata Nilai Perusahaan
1. Integritas
2. Profesional
3. Fokus pada Pelanggan
4. Loyalitas
5. Baik Sangka
Nilai-Nilai Perusahaan
a. Menempatkan kepuasan pelanggan sebagai prioritas utama
b. Bekerja secara profesional untuk menghasilkan produk dan
memberikan pelayanan prima
c. Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja ,pelestarian
lingkungan serta memberdayakan masyarakat lingkungan
Makna Perusahaan
"Pusri untuk Kemandirian Pangan dan Kehidupan yang lebih Baik"
9
2.3. Kepemilikan Saham
PT. Pupuk Indonesia (Persero)
PT Pupuk Indonesia (Persero) ditunjuk oleh Pemerintah menjadi
Perusahaan Induk (Holding) yang bergerak dalam kegiatan usaha pupuk,
industri petrokimia,rekayasa,pengadaan, konstruksi dan perdagangan
umum. Gambar 2.2. merupakan logo dari PT. Pupuk Indonesia (Persero).
Gambar 2.2 Logo PT.Pupuk Indonesia [2]
PT Pupuk Sriwidjaja Palembang
Didirikan pada tanggal 12 Nopember 2010 dengan kegiatan usaha
produksi dan pemasaran pupuk serta industri kimia lainnya yang
merupakan hasil spin off dari PT Pupuk Sriwidjaja (Persero) selaku
Holding (sekarang berganti nama menjadi PT Pupuk Indonesia (Persero)).
Sampai tahun 2010 memiliki kapasitas terpasang per tahun pupuk urea
sebanyak 2.262.000 ton dan 1.499.000 ton amonia. Beberapa anak
perusahaan yang berada di bawahnya memproduksi melamin, fabrikasi
peralatan pabrik yaitu PT Sri Melamin Rejeki dan PT Puspetindo. Gambar
2.3 merupakan logo PT. Pupuk Sriwidjaja (PUSRI).
Gambar 2.3 Logo PT. PUSRI [3]
10
2.4. Sistem Managemen dan Struktur Organisasi PT PUSRI
Manajemen yang baik akan memberikan kinerja yang baik pula bagi
perusahaan. Oleh karena itu didalam perusahaan besar seperti PT PUSRI
diharapkan setiap sumber daya manusia mulai dari golongan karyawan paling
bawah mampu berkerjasama sehingga kinerja perusahaan dapat terus ditigkatkan
.
2.4.1 Manajemen PT PUSRI
PT PUSRI memakai system organisasi line and staff dengan bentuk
perusahaan perseroan terbatas dan modal pengelolaan pabrik berasal dari
pemerintah.Dewan komisaris selalu memberikan pembinaan dan pengawasan
yang diperlukan. Untuk tugas operasionalnya sesuai dengan SK/DIR/020/2002
tanggal 1 April 2002, pengoperasian PT PUSRI dipimpin oleh dewan direksi yang
dipimmpin oleh direktur utama yang membawahi 5 (lima) orang direktur, yaitu:
1. Direktur Produksi
2. Direktur Komersial
3. Direktur Keuangan
4. Direktur Teknik dan Perekayasaan
5. Direktur Penelitian dan Pengembangan.
2.5 Sistem Kelistrikan PT PUSRI
2.5.1 Gambaran Secara Umum Sistem Kelistrikan di PT PUSRI
Sistem kelistrikan adalah salah satu sistem yang sangat vital atau penting
dalam proses produksi yang terjadi di PT. Pusri, hal itu digunakan untuk menjaga
kesinambungan dari proses produksi itu sendiri, baik digunakan sebagai
penggerak mesin-mesin industri, lampu-lampu penerangan, kontrol sistem
proteksi alat atau mesin-mesin. Jadi utamanya sistem kelistrikan tersebut untuk
menjaga stabilitas proses.
Kebutuhan listrik di PT. Pusri dibangkitkan oleh empat unit pembangkit
utama yang berupa Gas Turbine Generator. Ketiga pembangkit tersebut terletak
pada masing-masing lokasi unit produksi, yaitu PUSRI II (2006-j), PUSRI III
(3006-j), PUSRI IV (4006-j) yang masing-masing berkapasitas 21.588 kVA.
Sedangkan untuk Pusri IB (5006-j) berkapasitas 26,65 kVA. Masing-masing unit
dioperasikan secara paralel melalui syncronizing bus. Semua unit pembangkit
11
tersebut saling terkoneksi untuk melayani semua kebutuhan tenaga listrik secara
keseluruhan, baik untuk proses produksi, perbengkelan, perumahan, dan juga
perkantoran.
Disamping pembangkit/generator utama sebagai pembangkit listriknya,
tersedia juga pembangkit listrik cadangan berbahan bakar diesel untuk keadaan
darurat dengan kapasitas masing-masing 1000 kVA. Yang berfungsi untuk
melayani beban-beban yang sangat kritis apabila pembangkit utama mengalami
gangguan.
Selain itu, masih terdapat sumber tenaga listrik baterai yang dikenal
dengan nama uninteruptable power supply (UPS) yang sangat khusus untuk
melayani beban-beban yang tidak boleh terputus sama sekali, seperti power
supply untuk peralatan instrumentasi dan kontrol. Bagian dari turbin gas pada
umumnya terdiri dari enam bagian utama, yang merupakan komponen utama
yaitu:
1. Starting Motor
Starting motor berfungsi untuk menggerakkan turbin, dan juga sebagai
alat yang akan mengkompresi udara luar didalam kompressor, pada saat start (
sebelum generator diaktifkan ). Jadi motor hanya dipakai sementara saja, dan
putarannya hanya dibawah putaran turbin, yakni 3000 rpm. Starting cluth (
kopling start ) terlepas dan kemudian starting motor dilepaskan.
2. Axial Flow Compressor
Kompressor turbin gas di PT. Pusri terdiri atas 16 tingkat, termasuk
turbin axial yang terpasang seporos dengan turbin, yang berfungsi menghisap
udara dari atmosfer melalui inlet filter untuk menghilangkan kotoran dan di
supply dengan tekanan 6.0 Kg/cm 2 .
Axial flow compressor memiliki fungsi sebagai berikut:
Menyediakan udara yang bersih yang akan dibakar di ruang
pembakaran dengan tekanan yang tinggi.
Menyediakan udara untuk pendinginan pada turbin nozzle, turbin
bickets dan komponen lain yang dilalui gas atau udara panas hasil
pembakaran.
12
Pendingin bearing dan sudu-sudu dari kompressor tingkat 10.
Udara kompressor tingkat dipergunakan untuk menghisap uap
panas dari ruang bakar dan membuangnya ke atmosfer.
3. Combustion Chamber
Combustion chamber berfungsi sebagai ruang pembakaran udara
bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh compressor ( Axial flow compressor ),
udara dibakar dengan disulut dengan gas yang disemprotkan melalui fuel nozzle.
Sehingga menghasilkan gas terkembang yang panas dan bertekanan, ruang
pembakaran diatur secara konsentris disekitar kompressor yang dihubungkan ke
bagian kompressor yang besar.
Ruang bahan bakar ini terdiri dari 10 ruangan, dimana satu dengan yang
lainnya dihubungkan dengan suatu penghubung dan diantara semua ruang bakar
ini dihubungkan dengan sebuah busi. Dinding ruang bakar terdiri atas dua lapis,
dinding sebelah dalam berpori karena untuk mengurangi panas. Aliran udara yang
masuk sebagian mengalir melalui lubang dinding untuk pemabakaran dan
sebagian mengalir untuk pendinginan. Pembakaran akan terjadi di chombustion
chamber jika telah tercapai 50% dari normal speed.
Gas panas yang dihasilkan combustion chamber digunakan untuk
memutar turbin. Pembakaran yang sempurna dapat terjadi karena udara untuk
pembakaran di atur oleh IGV yang mendapat sensing dari exhaust temperatur.
Sedangkan fuel oleh CGV juga mendapatkan sensing dari exhaust generator juga.
Bahan bakar yang dimasukkan kedalam ruang pembakaran dapat diatur
sesuai dengan banyaknya daya yang diminta oleh pusat beban. Ruang pembakaran
terdiri dari:
1. cap dan linear combustion
2. fuel nozzle
3. spark plug ( pengapian awal )
4. transition piece
5. crossfire tube
Sistem pembakaran harus dapat seefektif mungkin dalam pembakarannya
(diupayakan lebih sempurna), mempunyai drop tekanan yang kecil, stabilitas yang
13
tinggi, dan tidak menghasilkan karbon dan asap yang banyak ( masih dibawah
ambang pencemaran ).
4. Turbin
Fluida hasil pembakaran yang memiliki suhu dan tekanan yang tinggi
dialirkan melalui transition piece ke sudut-sudut turbin sehingga turbin
mendapatkan gaya pemutar untuk kemudian memutar generator. Turbin dan
kompressor berada pada satu poros, dengan demikian efisiensi turbin akan
berkurang karena turbin menanggung beban mekanik dari compressor seperti
yang terlihat dari Gambar 2.4.
Gambar. 2.4 Generator Turbin Gas
5. Generator
Generator adalah alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi
energi listrik. Pada generator terdapat sistem penguatan medan ( exitation field )
untuk mengatur tegangan keluaran generator menggunakan penguat statik yang
tegangan utamanya diperoleh dari power potensial transformer dengan sisi
primernya terhubung pada terminal generator dan sisi sekundernya terhubung
dengan penyearah elektronis ( solid state rectifier ).
Pengubahan eksitasi generator sinkron adalah faktor penting dalam
pengaliran daya reaktif. Oleh karena itu, generator sinkron dioperasikan pada
kondisi lagging ( arus penguatan over excited ), sehingga mencatu arus lagging ke
sistem atau dapat dikatakan menarik arus leading dari sistem dan generator
berkerja mensuplai daya reaktif ke sistem. Untuk mengalirkan arus eksitasi ke
rotor generator menggunakan connector ring dan sikat arang (carbon brush)
seperti yang terlihat pada Gambar 2.5.
14
Gambar. 2.5 Connector Ring dan Carbon Brush
2.5.2 Sistem Distribusi
Sistem distribusi PT. PUSRI menetapkan sistem interkoneksi, dimana
dengan penerapan tipe distribusi sistem network. Penerapan interkoneksi ini
merupakan suatu cara untuk dapat membantu pembangkit lain yang mengalami
trip. Dengan saling membantu suplai tenaga, dapat menampung beban puncak
atau beban baru. Selain itu dapat mengantisipasi terjadi lonjakan-lonjakan yang
terjadi pada sistem pembangkit. Dengan menggunakan sistem interkoneksi,
setidaknya kelebihan daya yang hilang percuma dapat diminimalisir. Selain itu
juga, diharapkan sistem ini dapat menekan kerugian tegangan jatuh yang
dipengaruhi tahanan, konduktor, serta induktansi sehingga menimbulkan
impedansi yang dapat mengakibatkan adanya drop tegangan.
2.6.3. Sistem Distribusi Tipe Network
Feeder primer tipe network merupakan sistem yang paling dapat
diandalkan dalam kinerjanya untuk mensuplai beban. Ini karena terjadi hubungan
interkoneksi antar distribusi. Jika sistem ini digunakan untuk start, akan terjadi
sedikit gangguan sementara yang disebabkan oleh dip tegangan.
Secara garis besar sistem distribusi network sangat menguntungkan
dalam pelaksanaannya mensuplai tenaga untuk beban. Sistem distribusi tipe
network banyak digunakan untuk aplikasi rancangan fisik yang complicated untuk
mempermudah pengawasan setiap bus atau jaringan.
15
Untuk lebih jelas prinsip kerja dari sistem distribusi dengan bermacam-
macam tipe yang dapat digunakan dalam mensuplay tenaga, dapat dilihat pada
Gambar 2.6.
Gambar.2.6 Sistem Distribusi Tipe Network
2.5.4 Distribusi Daya PT PUSRI
Distribusi sistem tenaga adalah sarana yang berfungsi untuk mengatur
penyaluran tenaga dari pembangkit ke pusat-pusat tenaga yang sangat menentukan
tingkat kualitas pelayanan untuk pengoperasian pabrik. PT. PUSRI mempunyai
emapt tingkat tegangan kerja, yaitu :
Tegangan sistem 13,8 KV, 3
Tegangan ini adalah tegangan sistem generator, karena generator
dihubungkan langsung dengan bus utama pada masing-masing plant, maka
tegangan pada bus-bus utama tersebut adalah 13,8 KV. Bus-bus utama tersebut
adalah :
Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI II
Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI III
Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI IV
Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI IB
Keempat bus tersebut terhubung secara interkoneksi melalui syn bus 13,8
KV. Dari bus-bus ini daya disuplai ke beban pada masing-masing plant. Beban
dapat berupa motor atau trafo penurun tegangang (step down) yang dihubungkan
ke beban dengan tegangan yang lebih rendah. Tegangan sistem ini dipakai untuk
melayani beban motor yang besar dayanya lebih dari 2000 hp. Tegangan sistem
ini dikategorikan tegangan tinggi.
Tegangan sistem 2,4 KV, 3
Tegangan sistem 2,4 KV didapat dengan cara menurunkan tegangan
busbar awal 13,8 KV dengan menggunakan trafo down. Selanjutnya trafo
16
dihubungkan dengan busbar 2,4 KV . busbar ini didistribusikan ke beban berupa
motor ataupun ke trafo step down untuk diturunkan kembali tegangannya.
Kapasitas beban yang terhubung dengan sistem tegangan 2,4 KV ini berkisar
antara 200 hp sampai 2000 hp, seperti Liquid Ammonia Feed Pump, Circulator
Pump Motor, Cooling Tower Fan Motor, dan sebagainya. Tegangan ini
dikategorikan sebagai tegangan menengah.
Tegangan sistem 480 Volt, 3
Tegangan ini didapat dengan cara menurunkan tegangan utama 13,8 KV
dengan menggunakan trafo step down. Tegangan ini digunakan oleh motor atau
alat-alat listrik lain yang membutuhkannya. Peralatan yang membutuhkannya
misalnya terdapat di :
- Ammonia plant (PUSRI IB, II, III, IV)
- Urea plant (PUSRI IB, II, III, IV)
- Lampu-lampu sorot pabrik
- Trafo-trafo tegangan
Kapasitas dari beban yang dilayani oleh tegangan sistem ini lebih kecil
atau sama dengan 200 hp.
Tegangan sistem 380 Volt 3 , 220 Volt 1
Digunakan untuk instalasi-instalasi baik untuk perkantoran maupun
perumahan. Kedua sistem ini dikategorikan tegangan rendah.
Selain keempat tingkat dengan tegangan sistem diatas tegangan utama
PT. PUSRI juga menggunakan tegangan dengan tingkat yang berbeda dengan
tegangan utama untuk tujuan khusus, misalnya :
Tegangan 110 Volt sebagai tegangan masukan alat kontrol atau alat
instrumen. Selain itu tegangan ini juga digunakan untuk komplek
perumahan karyawan PT. PUSRI.
Tegangan 220 Volt sebagai tegangan pada perkantoran PT. PUSRI,
tegangan ini berfungsi untuk penerangan di dalam perkantoran di
samping AC dan peralatan lain yang digunakan oleh perkantoran PT.
PUSRI.
17
Tegangan 440 Volt Emergency, tegangan ini disuplai oleh generator
diesel melalui bus darurat 440 Volt. Sistem tegangan ini dibutuhkan oleh
beberapa peralatan yang tidak boleh mati terlalu lama dan bekerja pada
tegangan tersebut atau di bawahnya.
Pada PT Pusri dilakukan pengelompokkan beban sebagai berikut:
1. Kelompok beban kritis
Kelompok beban kritis ini dapat didefenisikan sebagai kelompok beban
yang tidak boleh terputus supply daya listriknya atau beban-beban yang
membutuhkan operasi secara kontinu dan juga pertimbangan keselamatan operasi
pabrik secara keseluruhan. Kelompok ini adalah:
- Utilitas (offside) Pusri II, III, IV dan IB
- Pabrik Ammonia Pusri II, III, IV dan IB
- VIP Guest House dan Rumah Sakit Pusri
2. Kelompok Beban Selektif
Kelompok beban selektif adalah kelompok beban yang tidak begitu
emergency dan essensial dalam proses produksi, sehingga jika terjadi gangguan
maka kelompok ini harus dilepas sementara, demikian juga pada saat normal
untuk pemeliharaan. Dan yang terklasifikasikan dalam kelompok ini adalah:
- Urea Plant Pusri II, III, IV dan IB
- CO2 Plant
- Adm Building
- Perumahan
- Salah satu motor UGA- 101 P3
- Salah satu motor UGA- 101 P4
Kelompok beban ini yang akan diputus terlebih dahulu jika terjadi
gangguan pada sistem kelistrikan.
18
BAB 3
TINJAUAN PUSTAKA
3.1. Umum
Motor induksi adalah motor listrik arus bolak balik (AC) yang putaran
rotornya tidak sama dengan putaran medan putar pada stator, dengan kata lain
rotor dengan putaran medan pada stator terdapat selisih putaran yang disebut slip.
Motor induksi, merupakan motor yang memiliki konstruksi yang baik,
harganya lebih murah dan mudah dalam pengaturan kecepatannya, stabil ketika
berbeban dan mempunyai efisiensi tinggi. Mesin induksi adalah mesin ac yang
paling banyak digunakan dalam industri dengan skala besar maupun kecil, dan
dalam rumah tangga. Alasanya adalah bahwa karakteristiknya hamper sesuai
dengan kebutuhan dunia industry, pada umumnya dalam kaitanya dengan harga,
kesempurnaan, pemeliharaan, dan kestabilan kecepatan. Mesin indusri (asinkron)
ini pada umumnya hanya memiliki satu suplai tenaga yang mengeksitasi belitan
stator. Belitan rotornya tidak terhubung langsung dengan sumber tenaga listrik,
melainkan belitan ini tereksitasi oleh industry dari perubahaan medan magnetic
yang disebabkan oleh arus pada belitan stator[4].
Hampir semua motor ac yang digunakan adalah motor induksi, terutama
motor induksi tiga fasa yang paling banyak dipakai di perindustrian. Motor
induksi tiga fasa sangat banyak dipakai sebagai penggerak di perindustrian karena
banyak memiliki keuntungan, tetapi ada juga kelemahannya[4].
- Keuntungan motor induksi
1. Motor induksi tiga fasa sangat sederhana dan kuat
2. Biaya murah dan dapat diandalkan
3. Motor induksi tiga fasa memiliki efisiensi yang tinggi pada kondisi
kerja normal.
4. Perawatan mudah
- Kerugianya
1. Kecepatananya tidak bias bervariasi tanpa merubah efisiensi
2. Kecepatan tergantung beban
3. Pada torsi start memiliki kekurangan
19
3.2. Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa
Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator (Gambar 3.1).
Rotor merupakan bagian yang bergerak, sedangkan stator bagian yang diam.
Diantara stator dan rotor terdapat celah udara yang jaraknya sangat kecil[5].
Gambar 3.1 kontruksi motor induksi [5]
Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian
yang diam dan mengalirkan arus phasa. Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti
yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang berbentuk
silindris. Alur pada tumpukan laminasi inti diisolasi dengan kertas (Gambar
3.2.(b)). Tiap elemen laminasi inti dibentuk dari lembaran besi (Gambar 3.2 (a)).
Tiap lembaran besi tersebut memiliki beberapa alur dan beberapa lubang pengikat
untuk menyatukan inti. Tiap kumparan tersebar dalam alur yang disebut belitan
phasa dimana untuk motor tiga phasa, belitan tersebut terpisah secara listrik
sebesar 120o. Kawat kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yang dilapis
dengan isolasi tipis. Kemudian tumpukan inti dan belitan stator diletakkan dalam
cangkang silindris (Gambar 3.2.(c)) [5].
Gambar 3.2 Gambaran komponen stator motor induksi tiga fasa [5]
20
3.3.Prinsip Kerja Motor Induksi
Berkerjanya motor induksi bergantung pada medan magnet putar yang
ditimbulkan dalam celah udara motor oleh arus stator. Lilitan stator tiga fasa di
lilitkan dengan lilitan fasanya berjarak 1200
[6].
Ada beberapa prinsip kerja motor induksi[6] :
1. Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasangkan pada lilitan stator timbullah
medan putar dengan kecepatan
Ns = 120π
π (3.1)
2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
3. Akibat dari medan putar pada lilitan rotor timbul induksi gaya gerak listrik
(ggl).
4. Karena lilitan rotor merupakan rangkaian yang cukup tertutup, ggl akan
menghasilkan arus.
5. Adanya arus didalam medan magnet menimbulkan gaya pada rotor.
6. Bila torka mulai yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar untuk
memikul torka beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar
stator
7. Seperti yang telah dijelaskan pada point 3 tegangan induksi timbul karena
terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator, artinya
agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relative antara
kecepatan medan putar stator (Ns) dengan kecepatan berputar rotor (Nr).
8. Perbedaan kecepatan antara (Nr) dan (Ns) disebut slip dinyatakan dengan
S = ππ βππ
ππ x 100 (3.2)
9. Bila (Nr) = (Ns), tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir
pada lilitan rotor, dengan demikian tidak dihasilkan torka. Torka motor
akan timbul apabila (Nr) lebih kecil dari (Ns).
10. Dilihat dari cara kerjanya motor induksi disebut juga sebagai motor tak
serempak atau asinkron.
21
3.4. Rangkaian Ekivalen
Motor induksi 3-fasa ini dapat dianalisa berdasarkan rangkaian ekivalen
motor tanpa harus mengoperasikan motor. Bentuk rangkaian ekivaelen motor ini
perfasa diperlihatkan seperti pada Gambar 3.3[7].
Vα΅© = Tegangan sumber perfasa pada kumparan stator
R1 = Resistansi kumparan stator
jX1 = Reaktansi Induktif kumparan stator
Rc = Tahanan Inti Besi
R2 = Resistansi kumparan rotor dilihat dari sisi stator
jX2 = Reaktansi Induktir rotor dilihat dari sisi stator
jXm = Reaktansi magnet pada Motor
I 1 = Arus kumparan stator
I2 = Arus pada kumparan rotor dilihat dari sisi stator saat motor
distart.
Gambar 3.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa [7]
Dari rangkaian ekivalen(Gambar 3.3) diatas I 1 merupakan arus yang
mengalir pada kumparan stator yang terbagi arus Im dan I2 , dimana untuk
mencari besarnya arus yang mengalir pada saat pembebanan.
3.5. Karakteristik Torsi-Kecepatan Motor Induksi
Karakteristik torsi-kecepatan (perputaran) dari induksi memperliahatkan
bagaimana torsi berubah menurut perubahan perputaran motor. Kurva
karakteristik mengambarkan nilai torsi untuk masing-msing putaran motor, mulai
dari posisi diam sampai perputaran nominal N dan seterusnya sampai perputaran
sinkron No[8].
22
Torsi start adalah torsi yang tersedia apabila motor mulai berputar dari
posisi diam. Torsi beban penuh (T) adalah torsi yang dihasilkan apabila motor
berjalan pada keluaran nominal, dan perputaran motor pada torsi ini disebut
perputaran nominal. Gambar 3.4 menunjukkan hubungan karakteristik perputaran
terhadap torsi motor[8].
Bila beban secara berangsur-angsur diperbesar dimana motor berputar
pada keluaran nominal untuk melayani beban dan torsi maksimum dari poros
motor yang dapat digunakan dilampaui, maka motor tidak mampu melayani beban
dan akan berhenti. Nilai maksimum dari torsi dalam hal ini di sebut torsi
maksimum (Tm)[8].
Gambar 3.4 Karakteristik torsi-kecepatan motor induksi [9]
3.6. Klasifikasi Desain Motor Induksi [10]
Standard NEMA pada dasarnya mengkatagorikan motor induksi ke dalam
empat kelas yakni desain A, B, C, dan D.
1. Kelas A : desain ini memiliki torsi start nominal (150-170%) dari nilai
ratingnya dan arus start relatif tinggi. Torsi break down nya merupakan
yang paling tinggi dari semua desain NEMA. Motor ini mampu
menangani beban lebih dalam jumlah besar selama waktu singkat. Slip
β€ 5%.
23
2. Kelas B : merupakan disain yang paling sering dijumpai di pasaran.
Motor ini memiliki torsi start yang normal seperti halnya disain kelas
A, akan tetapi motor ini memberikan arus start yang rendah. Torsi
locked rotor cukup baik untuk menstart berbagai beban yang dijumpai
dalam aplikasi industri. Slip motor ini β€ 5 %. Effisiensi dan faktor
dayanya pada saat berbeban penuh tinggi sehingga disain ini
merupakan yang paling populer. Aplikasinya dapat dijumpai pada
pompa, kipas angin/ fan, dan peralatan β peralatan mesin.
3. Kelas C : memiliki torsi start lebih tinggi (200 % dari nilai ratingnya)
dari dua disain yang sebelumnya. Aplikasinya dijumpai pada beban β
beban seperti konveyor, mesin penghancur (crusher), komperessor, dan
lain-lain. Operasi dari motor ini mendekati kecepatan penuh tanpa
overload dalam jumlah besar. Arus startnya rendah, slipnya β€ 5 %.
4. Kelas D : memiliki torsi start yang paling tinggi. Arus start dan
kecepatan beban penuhnya rendah. Memiliki nilai slip yang tinggi (5 -
13 %), sehingga motor ini cocok untuk aplikasi dengan perubahan
beban dan perubahan kecepatan secara mendadak pada motor. Contoh
aplikasinya : elevator, crane, dan ekstraktor. Karakteristik torsi β
kecepatannya dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Karakteristik torsi-kecepatan pada berbagai desain [10]
3.7. Pengasutan Motor Induksi
Pengertian dari pengasutan motor adalah menghubungkan belitan stator
motor dengan sumber tegangan listrik dengan jalan menghubungkan saklar
24
penghubung sehingga mesin mulai berputar dari keadaan diam sampai beroperasi
pada putaran nominalnya.
1. Pengasutan langsung (DOL)
Ini adalah cara sederhana, dimana dihubungkan langsung dengan
sumber tegangan seperti terlihat pada Gambar 3.6. Start motor memiliki
karakteristik sendiri [11].
Gambar 3.6 Starting langsung [11]
Ketika dinyalakan, motor bertindak seperti suatu transformator dengan
sekundernya berupa rotor belitan dengan tahanan yang sangat kecil dihubung
singkat. Ada arus induksi tinggi yang mengalir pada rotor yang menyebabkan
suatu arus puncak pada sumber tegangan yaitu [11]:
Arus start : 5 sampai 8 arus nominal
Torsi start rata-rata : 0,5 sampai 1,5 torsi nominal.
2. Starting dengan Tahanan Rotor
Metode starting ini hanya dapat digunakan pada motor rotor belitan,
dapat dihubungkan dengan tahanan luar melalui cincin slip. Tipe motor tersebut
dapat distart langsung (derect on line) karena arus puncak pada saat starting
sangat besar. Oleh karena itu motor distart denga sebuah tahanan variable yang
dihubungkan seri dengan belita rotor seperti terlihat pada Gambar 3.7.
25
Metode tersebut didesain sedemikia rupa agar pada saat starting
terdapat tahanan maksimum pada rangkaian rotor. Kemudian secara bertahap nilai
tahanan dikurangi sampai rangkaian rotor terhubung singkat [11].
Torsi start dengan metode ini adalah sebanding dengan arus motor.
Sehingga torsi startnya adalah 1,5 kali torsi nominal dan arus start 6 kali arus
beban penuh.
Starting dengan tahanan rotor ini, ideal untuk beban dengan
kelembaman tinggi yang distart saat berbeban dimana arus puncak dari sumber
daya listrik dibatasi. Selanjutnya nilai tahanan dan jumlah tahap dapat ditentukan
dengan karakteristik rotor tersebut.
Gambar 3.7 Starting dengan Tahanan rotor [11]
3. Starting Why-Delta
Sistem start ini hanya dapat digunakan pada motor yang kedua ujung
tiga belitan statornya terhubung pada terminal (Gambar 3.8). Beliatan harus dibuat
sedemikian sehingga hubungan delta memenuhi tegangan jala-jala. Misalnya
tegangan tiga fasa 380 V mengsuplay motor dengan 380 V delta dan 660 V Why.
Prinsipnya untuk start motor belitan dihubungkan why pada sumber
tegangan, yang membagi tegangan jala-jala pada motor dengan β3, (contoh
sebelumnya tegangan jala-jala pada 380 V-660 V/β3) [11].
Arus puncak start adalah 1,5 sampai 2,6 RC (Rated Current)
26
Gambar 3.8 Starting Delta-Why [11]
4. Starting dengan Auto-transformator
Adapun rangkaian pengasutan Auto-Transformator ini adalah terlihat
pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Starting oto-transformator [11]
Pada saat pengasutan kontak 1 dan 2 dihubungkan, selesai pengasutan
kontak 3 dibuka lebih dalu, lalu kontak 2 dihubungkan. Dengan cara ini
pengasutan dapat dilakukan tanpa pemutus aliran pasokan daya listrik. Sedangkan
transformator asut, biasanya digunakan auto-transformator yang memiliki
beberapa tipe peubah sadap (tap changer). Arus starting yang dihasilkan adalah
27
sebesar 1,7 sampai 4 kali arus nominal motornya. Sedang torsi yang dihasilkan
adalah sebesar 0,5 sampai 0,85 rating torsi motor.
3.8. Perhitungan Starting Motor Induksi
Saat motor distart, pada umimnya motor induksi memiliki arus yang besar
yaitu menvapai 5-7 kali arus nominal motor. Arus star merupakan arus masuk
awal saat saklar motor dihidupkan, maka terlebih dahulu menentukan besar daya
yang diperlukan untuk start motor dengan menggunakan persamaan (3.3) [12]:
S start = S rated x Letter Code Factor (3.3)
dengan,
S start = Daya yang diperlukan untuk start motor (kVA)
S rated = Daya nominal motor (Hp)
Letter code factor = Faktor pengali (kVA/Hp) berdasarkan jenis
motor induksi yang digunakan.
Dan untuk daya yang besar, pengkonversian dalam bentuk daya kuda
adalah dengan menggunakan persamaan (3.4) [13].
1 kW = 1000
746 Hp = 1,34 Hp (3.4)
Untuk motor induksi rotor sangkar, starting motor induksi dapat dilakukan
dengan banyak cara tergantung pada daya nominal motor dan tahanan efektif rotor
saat motor distart. Untuk menetukan arus rotor pada saat starting, semua rotor
sangkar saat ini mempunyai code letter (agar tidak bingung dengan desgn class
motor) pada nameplatenya [11]. Dimana data code letter ini merupakan arus asut
motor induksi bedasarkan pengujian yang telah dilakukan dengan melihat daya
semu motor ketika rotor ditahan per daya kuda Hp)[14].
Batas ini dinyatakan dalam fungsi daya kuda (Hp). Tabel 3.1 adalah tabel
yang berisi kVA/Hp untuk setiap code letter [11].
Sehingga besar arus starting motor induksi adalah:
I start = π π π‘πππ‘
3ππππππππ (3.5)
28
dengan,
I start = Arus starting motor ( Ampere)
V nominal = Tegangan nominal motor (Volt)
Tabel 3.1. Factor Pengali daya start terhadap daya nominal motor induksi berdasarkan nameplate
letter code [11]
Huruf Factor Pengali (kVA/Hp)
A 0 β 3,15
B 3,15 β 3,55
C 3,55 β 4,00
D 4,00 β 4,50
E 4,50 β 5,00
F 5,00 β 6,00
3.9. Perhitungan Starting Dengan Metode Auto-Transformator[15]
Auto- Tarnsformator adalah suatu transformator diman lilitan primer dan
sekundernya dihubungkan dengan secara listrik. Salah satu aplikasi auto-
tansformator adalah untuk starting motor induksi tiga fasa yang mana tegangan
yang dikenakan ke kotor dikurangi selama priode strating. Dalam melakukan
perhitungan besar arus starting pada metode ini terlebih dahulu menentukan ratio
dari tranformator yang digunakan dengan persamaan:
E1
E2= Ξ± (3.6)
Setelah didapatkan besarnya perbandingan (ratio) pada auto-
transformator, sehingga dapat dilakukan perhitungan tegangan masukan pada
motor dapat ditentukan dengan persamaan:
E2 = πΈ1πΌ
(3.7)
Dari persamaan diatas dan didapatkan besarnya tegangan yang masuk
pada motor maka dapat dilakukan perhitungan besar arus yang masuk pada motor
dengan persamaan sebagai berikut:
I = π
3πΈ2 cos α΅© (3.8)
29
dengan,
E1 = Tegangan masukan pada transformator (Volt)
E2 = Tegangan Krluaran Pada Transformator (Volt)
Ξ± = Ratio Transformator
P = Daya Pada Motor (Watt)
Cos α΅© = Factor Daya Motor
30
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Secara umum motor induksi dapat distarting baik dengan menghubungkan
secara langsung maupun dengan menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke
motor selama priode start. Sistem pengasutan atau arus starting pada motor
induksi GBM-301 ini adalah sistem pengasutan langsung.
Adapun motor induksi yang digunakan adalah motor induksi rotor
sangkar. Di PUSRI IB, motor induksi GBM-301 digunakan sebagai blower
pengembusan udara ke puncak prilling tower dan sebagai pendorong urea cair ke
puncak priling tower sebelum urea cari dikristalkan dan menjadi urea butiran.
Apabila motor induksi GBM-301 tidak bekerja maka proses produksi pada pabrik
tidak berjalan sehingga dapat merugikan perusahaan. Selain itu, dapat dikatakan
pabrik PUSRI IB tidak memproduksi urea.
Pada proses pengangkutan urea cair ke priling tower sebenarnya
menggunakan dua buah motor induksi yaitu, motor induksi GBM-302 dan GBM-
301 dimana kedua motor induksi ini memiliki fungsi dan tugas yang berbeda-
beda. Motor induksi GBM-302 adalah merupakan motor induksi yang berfungsi
sebagai pompa dimana bertujuan untuk menarik urea cair ke puncak priling tower
sebelum terjadi proses pengkristalan. Sedangkan motor induksi GBM-301 adalah
motor induksi yang berfungsi sebagai blower (menghembuskan udara) untuk
mendorong urea cair menuju puncak priling tower.
Dari masing-masing fungsi kedua motor GBM-301 dan GBM-302 dapat
dilihat bahwa kedua motor induksi ini saling bekerja sama dan penghidupanya
berbarengan sesuai dengan tugas motor indusi tersebut sebagai pendorong dan
penghirup.
4.2. Motor Induksi GBM-301 sebagai Fan For Driyer
Pada umumnya semua pabrik banyak menggunakan Fan dan Blower utuk
proses indusri yang memerlukan aliran udara(tekanan). Sistem fan for driye ini
sangatlah penting untuk menjaga pekerjaan proses industri yang sedang
31
berlangsung. Pada motor induksi GBM-301 sebagai fan for driyer ini memiliki
bagian-bagian tertentu terlihat pada Gambar 4.1, yaitu :
1. Motor induksi sebagai penggerak
2. Kipas (Fan)
3. Saluran udara
4. Ruangan Filter udara
Keempat komponen ini memiliki fungsi yan berbeda-beda, diman motor
induksi berfungsi sebgai penggerak kipas (Fan). Sedangakan kipas (Fan)
menghasilkan dorongan udara yang dihirup dari ruang filter udara dan di
hembuskan melalui saluran udara menuju puncak priling tower PUSRI IB.
Fungsi dari Fan For Driyer ini adalah memanfaatkan tekanan udara
sehingga dapat pendorong urea cair ke atas puncak priling tower untuk
menjalankan proses pengkristalan urea sehingga menjadi serbuk urea. Pada pada
proses ini tentu membutuhkan motor dengan daya yang besar sehingga mampu
menggerakan fan ini.
Gambar 4.1. Komponen Fan Yang terdapat Kipas Pengahasil Udara
32
4.3. Data Motor Induksi GBM-301 ( Fan For Dryer)
Nameplate motor indusi GBM-301 (Fan For Dryer)
Merk : TOSHIBA
Serial no : 10297562 M
Daya : 120 kW
Phasa : 3
Tegangan : 2300 V
Arus : 38 A
Frekuensi : 50
Rpm : 990
Pole : 6
Class : F
Type : TIIK
Frame : 280 M
Temperature : 80 0C
Code letter : E
Factor daya : 0,82
Arus starting : 273 A
Gambar 4.2 adalah merupakan gambar motor GBM-301yang digunakan
sebagai pengerak.
Gambar 4.2 Motor Induksi GBM-301 (Fan For Dryer)
33
4.4. Rangkaian Kontrol Motor Induksi GBM-301
Adapun rangkaian control pada motor induksi GBM-301 menggunakan
rangkaian pengasutan langsung seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Rangkaian control motor induksi GBM-301
4.5. Pengntrolan Motor Induksi
4.5.1. Peralatan Kontrol
1. Breaker
Di PUSRI IB, breaker yang digunakan untuk motor kapasitas daya yang
besar adalah menggunakan breaker saklar langsung yang berukuran
besar seperti yang terlihat pada Gambar 4.4. Breaker ini dipasang
langsung dengan feeder 2,4 kV dan berfungsi sebagai pemutus tegangan
apabila ada gangguan dan pemeliharaan. Selain itu, breaker ini juga
34
digunakan untuk pembuka panel control MCC 301 dan juga sebagai
pemutus tegangan. Breaker yang digunakan untuk motor induksi
GBM-301 ini tidak menggunakan sifat elektromagnit seperti breakr-
breaker lainya melainkan bekerja seperti saklar biasa karena motor ini
bertegangan tinggi. Breaker jenis ini juga digunakan untuk pengamanan
motor dengan kapasitas besar lainya seperti, motor induksi GBM-302,
GAM-303 dan GBM-303 yang ada pada MCC 58.
Gambar 4.4. Breaker Motor Induksi GBM-301
2. Kontaktor
Kontaktor adalah salah satu jenis peralatan listrik yang digunakan
untuk menghubungkan atau memutusan rangkaian listrik (umumnya
adalah motor listrik) yang bekerja berdasarkan prinsip electromagnet.
Pada rangkaian contol motor GBM-301 ini banyak menggunakan
kontaktor-kontaktor yang disusun sedemikin rupa dalam keadaan
normal yang berbeda, baik dalam normali open (NO) maupun normali
close (NC) sesuai dengan kegunaanya dalam operasi menghidupkan
atau mematikan motor.
3. Relay
Relay adalah suatu alat yang digunakan dalam suatu rangkaian control
untuk melengkapi sistem pengontrolan yang otomatis. Relay berfungsi
memonitor besaran-besaran ukuran sesuai dengan batas-batas yang
dikehendaki dan relay bekerja pada arus dan tegangan.
35
Pada pengaman motor induksi GBM-301 ketika terjadi gangguan
adalah menggunakan MPR (Motor Protection Relay) yang terlihat pada
Gambar 4.5. Pada MPR ini banyak tedapat proteksi-proteksi yang biasa
diamankan apabila terjadinya gangguan. Seperti, Under Voltage Relay,
unbalance, thermistor dan gangguan ketanah. Namun, pada
pengamanan motor GBM-301 ini masih menggunakan MPR manual.
Dimana setting yang digunakan masih secara manual dan sesuai dengan
setting yang diinginkan.
Gambar 4.5. Relay MPR (Motor Protection Relay)
4. Lampu indikasi
Lampu tanda yang dipasang secara paralel dengan peralatan control
sehingga kita dapat mengetahui peralatan mana saja yang sedang
bekerja dan tidak bekerja. Pada motor GBM-301 ini menggunakan tiga
buah jenis lampu indikasi yaitu, merah, hijau dan kuning. Ketika motor
berhenti maka lampu indikasi yang hidup adalah warna hijau. Apabila
motor berjalan (running) maka lampu warna merah yang akan menyala.
Dan ketika untuk testing maka lampu kuning yang akan menyala.
Menyalanya lampu indikasi adalah menyatakan berjalan (running) atau
tidaknya suatu motor induksi.
4.5.2. Pengntrolan Motor Induksi GBM-301 secara Running Jogging
Menjalankan motor induksi secara running menggunakan alat bantu
sebuah kontaktor magnetit dan tombol tekan (on off). Jika tombol on ditekan,
kotak utama dari kontaktor akan bekerja yaitu menggunakan sumber listrik dari
36
CB ke motor induksi tiga fasa. Sehingga motor akan berputar, jika tombol off
ditekan maka motor tersebut berhenti. Sebab kontak utama dari kontaktor akan
kembali pada posisi normal. Jadi yang dimaksud menjalankan motor induksi
GBM-301 secara running adalah motor akan bekerja bila tombol sudah ditekan
walaupun hanya sesaat dimana motor akan berhenti bila tombol off ditekan.
4.5.3. Starting Motor Induksi GBM-301
Adapun cara kerja kontrol motor induksi GBM-301yang terdapat pada
pada MMC 58 adalah sebagai berikut:
1. Terlebih dahulu tegangan 2,4 kV harus tersedia
2. Breaker 52 harus pada posisi β connectβ (tegangan input).
3. Bila tombol βONβ di tekan maka arus akan mengalir kerangkaian control
dan koil kontaktor-kontaktor bekerja.
4. Kontaktor ini akan menutup kontak M sehingga arus dapat mengalir ke
motor.
5. Motor running (jalan).
4.5.4. Stopping Motor Induksi GBM-301
Adapun cara menghentikan motor induksi GBM-301 dilakukan dengan
cara sebagai berikut:
1. Bila tombol βOFFβ ditekan maka arus akan mengalir kentaktor (opening
solenoid)
2. Arus ini akan meng-energize pada kontaktor lainya (opening solenoid).
3. Kontaktor M terbuka
4. Tegangan terputus dan motor berhenti.
Apabila terjadi gangguan pada rangkaian control motor induksi GBM-301
ini akan terdeteksi pada masing-masing relay, maka relay bekerja. Relay akan
membuka kontaknya sehingga tidak ada tegangan yang mengalir pada rangkaian
dan motor berhenti.
4.6. Perhitungan Arus Starting Motor Induksi GBM-301
Sebelum melakukan perhitungan arus starting terlebih dahulu melakukan
perhitungan S rated (Hp) motor GBM-301 ini dimana daya nominal yang terdapat
37
di nameplate motor adalah sebesar 120 kW, dengan menggunakan persamaan
(3.4) sebagai berikut:
S rated = 120 x 1,34
= 160,8 Hp
Berdasarkan data nameplate motor GBM-301 ini memiliki code letter E.
Maka dari Tabel 3.1 dapat dilakukan perhitungan daya start dengan mengambil
batasan daya yang dinyatakan dalam daya semu selama pengasutan, dengan nilai
tertinggi sebesar 5,0 kVA/Hp. Sehingga dapat melakukan perhitungan S start
sesuai dengan persamaan (3.3) sebagai berikut:
S start = 160,8 Hp x 5,0 πππ΄
π»π
= 804 πππ΄ π»π
π»π
= 804 kVA
Dari perditungan daya start yang telah dilakukan diatas, sehingga dapat
dilakukan perhitungan arus start pada motor induksi GBM-301 sesuai dengan
persamaan (3.5) sebagai berikut:
I start = 804 kVA
3π₯ 2300π
= 804 πππ΄
3983,7 π
=0,2018 kA
= 201,8 A
Dari hasil perhitungan didapat besar arus starting motor adalah sebesar
201,8 Ampere, sedangkan dari data hasil pengukuran arus starting yang di
dapatkan adalah sebesar 273 Ampere. Sehingga dapat dibandingkan, batas arus
starting yang di dapatkan dalam perhitungan adalah sebesar 201,8 : 38 = 5,31 kali
dari arus nomonalnya. Sedangkan batas arus starting yang didapatkan dari
38
pengukuran yang dilakukan adalah sebesar 273 : 38 = 7,18 kali dari arus
nominalnya. Hal ini membuktikan bahwa hasil arus pengasutan yang di dapat dari
perhitungan dan pengukuran masih di dalam rentang arus start pada sistem
pengasutan direct on line yaitu 5-8 kali arus nominalnya.
Dari hasil perhitungan dan pengukuran yang dilakukan, terlihat bahwa
selisih arus start yang dihasilkan tidak terlalu besar yaitu 65,2 Ampere. Namun ini
tidak mempengaruhi sistem lain yang bekerja. Selain itu, terlihat bahwa metode
direct on line ini masih biasa dikatakan cocok untuk sistem pengasutan motor
GBM-301 dan masih biasa dikatakan dalam kondisi aman terhadap gangguan
besarnya arus start. Karena arus start yang diperlukan masih dalam rentang arus
starting metode direct on line (DOL).
Apabila arus strting yang didapatkan besar, maka dapat menyebabkan
gangguan pada sistem bus 2,4 kV. Adanya arus starting yang besar secara tiba-
tiba ditarik dari sistem tenaga listrik dapat menyebabkan kedip tegangan sesaat.
Akibat yang merugikan karana terjadinya kedip tegangan antara lain:
a) Torsi transien shalf pada motor, yang adapat menyebabkan stress yang
berlebihan pada sistem mekanik.
b) Drop tegangan yang berlebihan, sehingga dapat menghambat akselerasi
motor dari kondisi diam ke kecepatan penuhnya.
c) Mal-fungsi dari kinerja peralatan-peralatan lain, seperti: relay, kontaktor,
peralatan elektronik, computer (media penyimpanan data) dan terjadinya
flicker pada penerangan yang dapat mengganggu.
Akibat yang ditimbulkan tersebut dapat saja terjadi pada sistem kelistrikan
PUSRI IB. Untuk mengindari akibat yang ditimbulkan tersebut untuk
mengoperasikan peralatan yang lain dapat dilakukan secara bergantian setelah
proses starting motor induksi GBM-301.
4.7. Karakteristik Starting Motor Induksi GBM-301
Gambar 4.6 merupakan kurva karakteristik starting motor induksi GBM-
301. Pada karakteristik ini memperlihatkan perbandingan torsi dan kecepatan
motor pada saat beroperasi dengan dorongan beban sebesar 610 Kg.m2.
39
Dari kurva terlihat, torsi minimum dari motor GBM-301 ini adalah sebesar
120% pada saat kecepatan stabil. Sedangakan torsi yang dihasilkan untuk starting
motor induksi ini adalah sebesar 200% ketika kecepatan stabil motor sebesar
100%. Terlihat bahwa kapasitas torsi yang dibangkitkan motor ini berbeda karana
tergantung kepada seberapa besar gaya lawan yang dihasilkan.
Gamabar 4.6. Kurva Karakteristik Motor GBM-301
Berdasarkan teori bahwa torsi yang di perlukan motor induksi dengan
pengasutan direct on line dalam 5-8 kali arus nominalnya adalah 1,96 kali torsi
nominal motor. Dari hasil perhitungan sebelumnya, arus starting motor induksi
GBM-301 adalah sebesar 245,62 ampere, dimana besar arus start ini masih dalam
standard metode pengasutan direct on line yaitu 5-8 kali arus nominal. Sehingga
torsi yang di butuhkan pada saat startimg adalah sebesar 1,96 x 100 = 196%. Dan
torsi yang di perlukan pada saat starting masih dalam rata-rata dan tidak melebihi
torsi maximumnya.
4.8. Perhitungan Arus Starting pada Pengasutan Auto-Transformator
Selain sistem starting DOL dapat juga dilakukan dengan metode
pengasutan auto-transformator. Pengasutan ini dapat dilakukan dengan beberapa
40
tingkatan, semakain banyak tingkatan yang digunakan maka akan semakin baik
pula perubahan arus start dapat diminimalkan. Keuntungan yang dapat kita
rasakan dengan penggunaan tingkatan yang lebih banyak adalah akan mengurangi
kerugian-kerugian panas yang timbul jika kita bandaingkan dengan menggunakan
suatu hambatan R. namun kekurangan yang utama adalah transformator tegangan
mmpunyai harga yang lebih tinggi dibandingkan dengan sebuah hambatan.
Tujuan dari pengasutan ini adalah untuk mengurangi tegangan awal yang
diinduksikan pada stator sehingga rangkaian ini biasa dikenal dengan nama
pemanasan awal kerja atau strting compensator. Rangkaian ini dapat dioperasikan
secara manual ataupun otomatis dengan menggunakan relay yang dapat
memberikan tegangan penuh setelah motor menjadi cepat. Pada saat pengasutan
tegangan terminal dari motor berkurang 50% sampai 80% dari tegangan penuh
trafo, hal ini dimaksudkan untuk membuat arus asut menjadi lebih kecil. Setelah
motor dengan kecepatan sinkronnya transformator tegangan diputuskan.
Dalam perbandingan ini kita misalkan menggunakan tiga buat
transformator satu fasa dengan tegangan masukan 2,4 kV dan tegangan keluaran
480 Volt. Setelah beerapa detik tegangan yang diberikan pada stator sesuai sama
dengan tegangan sumber yaitu 2,4 kV dimana sesuai dengan pengaturan relaynya.
Dari data transformator yang digunakan dapat kita hitung ratio dari
transformaor step down dengan persamaan (3.6) sebagai berikut:
Ξ± = 2400 π
480 π = 5
Sehingga jika tegangan masukan adalah 2400 Volt, maka dengan
persamaan (3.7) dapat di hitung tegangan masukan pada motor adalah sebagai
berikut:
E2 = 2400 π
5
= 480 Volt
Maka arus starting motor dapat dihitung sesuai dengan persamaan (3.8)
sebagai berikut:
41
I star = 120000 π
3(480 π)(0.82)
= 120000 π
680,928 VA
= 176, 23 Ampere
Disini terbukti bahwa dengan menggunakan transformator penurunan
tegangan satu langkah diperoleh penurunan arus pasa belitan stator yaitu arus
starting yang dihasilakan dengan pengasutan auto-transformator ini adalah sebesar
176, 23 Ampere. Ini terlihat bahwa arus starting yang dihasilkan masih dalam
rating arus startnya yaitu 4,63 kali arus nominalnya.
Untuk mendapatkan pengasutan yang lebih halus lagi, dapat digunakan
tahapan yang lebih dari satu langkah sehingga akan didapatkan arus starting awal
motor GBM-301 ini cukup halus lagi. Karena pengasutan ini dilakukan tanpa
menggunakan beban (beban nol) sehingga arus yang terukur cendrung lebih
rendah dengan arus yang diperhitungkan pada nilai nominalnya.
42
BAB 5
PENUTUP
5. 1. Kesimpulan
1. Dari hasil pehitungan didapat besar arus starting pada motor induksi
GBM-301 adalah sebesar 201,8 Ampere atau 5 kali arus nominal dan
masih dikatakan ideal untuk metode pengasutan langsung (directon-line
starting).
2. Pengasutan dengan metode pengasutan auto-transformator pada starting
motor GBM-301 meliliki arus sebesar 176, 23 Ampere atau 4 kali arus
nominalnya.
3. Untuk mendapatkan arus starting yang lebih kecil, metode auto-
transformator lebih bagus dibandingkan metode DOL.Dimana selisih
perbandingan arusnya adalah sebesar 25,57 Ampere. Namun metode
Auto-Transformator membutuhkan komponen lain seperti transformator
step down untuk memperkecil tegangannya.
3.2. Saran
Diharapkan ada kajian lebih lanjut dalam menganalisis pemakaian
metode pengasutan auto-transformator terhadap motor BGM-301. Selain itu
dilihat perbandingan efisiensi dari metode auto-transformator dengan metode
DOL dari segi tegangan, arus dan kinerja motor BGM-301 ini.
43
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rhodita.2012. Pengontrolan Level Steam Drum Pada Package Boiler Di
Pusri IV. Universitas Sriwijaya: Palembang
[2] http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:PUPUK_INDONESIA.png
[3] http://www.pusri.co.id/ina/perusahaan-makna-logo/
[4] Sirait, David.H. 2008.Analisis Starting Motor Induksi Tiga Fasa pada PT.
Berlian Unggas Sakti TJ. Morawa. Universitas Sumatera Utara: Medan,
[5] Prasetyo, Eko. 2009. Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala
Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai.
Universitas Sumatera Utara: Medan
[6] Sendro, Parisro. 2011. Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kerja
Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan Matlab. Universitas Sumatera
Utara: Medan
[7] Prasetya, Andyk Probo, Abdul Hamid, Yusuf Ismail Nakhoda. 2012.
Analisis Perbandingan Sistem Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Sebagai
Penggerak Pompa Pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Wendit
Malang. Teknik Elektro Institute Teknologi Nasional Malang: Malang
[8] Parozi, Tuten. 2010. Analisa Perhitungan Arus Starting Dan Waktu
Pengasutan Pada Motor 5209 JCM (Cooling Water Pump) di PUSRI 1B
Palembang Program Studi Teknik Elektro Universitas Bengkulu:
Bengkulu
[9] Anonim, Parameter Dan Torsi Motor Induksi Tiga Fasa. Universitas
Sumatera Utara: Medan, diunduh tanggal 21 desember 2013 pukul 21.05
WIB
[10] Hasugian, Fritz D. P. 2010. Analisa Lamanya Waktu Block Rotor yang
Aman pada Motor Induksi Rotor Sangkar. Universitas Sumatera Utara:
Medan
[11] Ritonga, Muallim. 2009. Studi Starting Motor Induksi Rotor Sangkar
Dengan Autotransformator. Universitas Sumatera Utara: Medan
[12] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24087/3/Chapter%20II.pdf.
Analisa Hubung Singkat dan Motor Starting. Universitas Sumatera Utara:
Medan, diunduh tanggal 20 desember 2013 pukul 22.30 WIB.
44
[13] Gieck, K. 1997. Kumpulan Rumus Teknik. Jakarta: Pradnya Paramita
[14] Setiawan, Iwan. 2013. Studi Komparatif Arus Asut Motor Induksi Tiga
Fasa Standar NEMA Berdasarkan Rangkaian Ekivalen Dan Kode Huruf.
Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Universitas
Tanjungpura: Pontianank
[15] Baduruzzaman, Yusnan. 2012. Pengasutan Konvensional Motor Induksi
Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai. Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negri
Semarang: Semarang