makala seminar kp bismilah

19
SEMINAR KERJA PRAKTEK SISTEM KONTROL PUTARAN ELECTRICAL MOTOR (ELMOT) GM60 MENGUNAKAN VARIABEL SPEED DRIVE DisusunOleh: Irmantri Julian (13/351127/SV/04158) Solihin Isnanto(13/351143/SV/04171) PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO SEKOLAH VOKASI

Upload: rafif-khosyii

Post on 02-Dec-2015

289 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

Makala Seminar Kp Bismilah

TRANSCRIPT

SEMINAR KERJA PRAKTEK

SISTEM KONTROL PUTARAN ELECTRICAL MOTOR (ELMOT) GM60 MENGUNAKAN

VARIABEL SPEED DRIVE

DisusunOleh:

Irmantri Julian (13/351127/SV/04158)

Solihin Isnanto(13/351143/SV/04171)

PROGRAM DIPLOMA TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH VOKASI

UNIVERSITAS GADJA MADA

2015

I. Pola sistem suply dan distribusi

Terminal Bahan Bakar Minyak Lomanis atau TBBM Lomanis yang memiliki tugas

sebagai menerima, Penimbunan dan Penyaluran atau Supply and Distribution Produk

Bahan Bakar Minyak (BBM), Sepanjang jalur pipa Cilacap-Bandung (CB) meliputi

TBBM Tasikmalaya, TBBM Padalarang, dan TBBM Ujung berung. Jalur pipa

Cilacap-Yogya (CY) yang meliputi TBBM Maos, Boster II Kutowinangun, TBBM

Rewulu dan TBBM Boyolali. Dan khusus buat Depot Cilacap dan PLTG, TBBM

Lomanis hanya menyalurkan produk solar saja. Berikut gambar sistem suplai dan

distribusi:

Gambar Pola Suplai dan Distribusi

Pada pola diatas menunjukan bahwa TBBM Lomans menerima BBM dari RU

IV Cilacap dan Ex. Tangker dan di timbun ke dalam tangki timbun, TBBM Lomanis

menyalurkan ke Depot Cilacap dan PLTG berupa produk solar saja, dan menyalurkan

melalui pipa CY1,CY2 meliputi TBBM Maos, Boster II Kutowinangun, TBBM

Rewulu, TBBM Boyolali, sedangkan pipa CB1,CB2 meliputi TBBM Tasikmalaya,

TBBM Ujung berung, TBBM Padalarang prodak yang distribusikan berupa premium,

pertmax, solar.

II. Penerimaan,penyaluran dan BBM di TBBM Lomanis

1

Gambar Alur Pemasokan dan Penyaluran BBM di TBBM Lomanis

A. Bagian penerimaan

1. Pipa

Gambar Pipa dari RU IV Cilacap dan EX. Tangker

Terminal BBM Lomanis disuplai dari ex.tengker dan RU IV Cilacap yang

menggunkan pipa, dan di distribusikan ke Ygyakarta dan Bandung, dengan

menggunakan jalur pipa yang ke Yogyakarta CY 1 dan CY 2. Kode pipa CY

merupakan singkatan dari Cilacap-Yogyakarta. Adapun data pipa sebagai berikut:

- Jalur pipa CY I diameter pipa 10 inch sampai maos sedangkan dari maos

sampai rewulu 8inc ”

- Jalur pipa CY II diameter pipa 12 inch”

Jalur Pipa CY I

20,3km 100,3km 180,3km

20,3km 80km 80km

Flowrate minimum = 150 kL/jam, discharge 20 kg/cm3

Flowrate maksimum = 300 kL/jam, discharge 25 kg/cm3

Jalur Pipa CY II

20,3km 100,3km 180,3km 260,3km

20,3km 80km80km 80km

1

TBBM Lomanis

BST II Kutowinangun

TBBM Maos

TBBM Rewulu

TBBM Boyolali

TBBM Lomanis

BST II Kutowinangun

TBBM Maos

TBBM Rewulu

Flowrate minimum = 280 kL/jam, discharge 30 kg/cm3

Flowrate maksimum = 380 kL/jam, discharge 50 kg/cm3

Jalur pipa yang ke Bandung CB 1 dan CB 2. Kode pipa CB merupakan singkatan dari

Cilacap-Bandung. Adapun data pipa sebagai berikut:

- Jalur pipa CB 1 diameter pipa 10 inch”

- Jalur pipa CB 2 diameter pipa 16 inch”

Jalur pipa CB 1 dan CB 2

128km 225km 258km

CB 1

Flowrate minimum = 280 kL/jam, discharge 30 kg/cm3

Flowrate maksimum = 380 kL/jam, discharge 50 kg/cm3

CB 2

Flowrate minimum = 160 kL/jam, discharge 30 kg/cm3

Flowrate maksimum = 220 kL/jam, discharge 50 kg/cm3

2. MOV (Motor Operated Valve)

Motor Operated Valve adalah valve dengan penggerak motor yang

dikombinasikan dengan elektronik yang mentrigger untuk memutar gear yang ada

pada unit valve tersebut. Kemudian untuk memberhentikan motor yang bergerak

dipasang limit switch (sebagai pemutus daya ke motor).

Gambar MOV (Motor Operated Valve)

1

TBBM LOMANIS

TBBM TASIKMALAYA

TBBM UJUNGBERUNG

TBBM PADALARANG

B. Bagian Penimbunan

1. Tangki Timbun

Untuk melaksanakan penimbunan BBM dengan menggunakan tangki timbun

dengan jenis vertikal dan horizontal, Terminal BBM Lomanis memiliki 15

tangki timbun, dengan 2 tangki sebagai tangki timbun buat bahan bakar gas

turbin. Dengan kapasitas total (safe capacity) sebesar 42.489 kl, dengan

rincian sebagai berikut:

Gambaran Tangki Timbun Produk

Tabel Spesifikasi Tangki Timbun

Produk

Nomor

Tangki

Tahun Dibangu

n

Kapasitas (Kl)

Diameter (M)

Keterangan Kondisi

Pertamax T.8 1975 22.992 45.210 Baik

Premium

T.3 1975 13.464 34.660 BaikT.4 2005 13.614 35.000 BaikT.9 1975 22.888 45.209 BaikT.12 1991 21.767 43.869 BaikT.14 1987 15.281 36.562 BaikT.15 1987 15.306 36.581 Baik

Solar

T.7 1975 23.503 45.200 BaikT.13 1991 21.672 43.857 BaikT.10 1985 21.745 43.801 BaikT.11 1985 21.886 43.873 Baik

KeroT.5 1975 9.612 29.267 BaikT.6 1975 9.146 29.258 Baik

KeroseneT.F1 1975 106 4.799 BaikT.F2 1975 106 4.799 Baik

2. ATG (Automatic Tank Gauging)

1

ATG merupakan peralatan elektronik yang mempunyai fungsi dasar sebagai

pemantau ketinggian level BBM dalam tangki timbun.

Gambar ATG (Automatic Tank Gauge)

C. Bagian Penyaluran

Terminal BBM Lomanis menyalurkan Bahan Bakar Minyak (BBM) Premium,

Kerosine, Solar, dan Pertamax dengan total rata-rata penyaluran 3.572 kl/hari.

Penyaluran meliputi maos, kutowinangun, rewulu, boyolali, tasikmalaya, ujung

berung, dan padalarang

Dalam menyalurkan BBM Terminal BBM Lomanis memiliki sarana penyaluran yang

terdiri dari:

1. Pompa

Pompa pada TBBM Lomanis merupakan pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya

mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis)

melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pompa Sentrifugal digunakan

untuk memberikan atau menambah kecepatan pada cairan dan merubahnya menjadi

tinggi tekan (head). Pada TBBM Lomanis dibagi menjadi dua jenis pompa yang

berbeda fungsi yaitu Mainline pump dan Booster Pump.

Booster Pump berfungsi untuk membantu mendorong BBM dari Tangki dan masuk

ke mainline pump, dari mainline pump mendorong minyak ke depot-dept CY 1, CY 2

dan CB 1, CB 2. Sedangkan Mainline Pump digunakan untuk mendorong pada saat

penyaluran BBM dari TBBM Lomanis agar sampai ke depot-depot CY 1, CY 2 dan

CB 1, CB 2.

Gambar Booster Pump

1

Gambar Mainline Pump

Tabel Tabel Daftar Boster Pump

Tabel Tabel Daftar Mainline Pump

2. Control Room

Control Room adalah suatu ruangan yang berfungsi untuk memantau dan juga

mengontrol peralatan yang terdapat di lapangan produksi. Hampir keseluruhan sistem

1

No Tag. No Jenis Kapasitas Line Penggerak

1 GM.53 Centrifugal 1 stage 230 Kl/hr CY-1 Elmot

2 GM.54 Centrifugal 1 stage 230 Kl/hr CY-1 Elmot

3 GM.57 Centrifugal 1 stage 300 Kl/hr CY-2 Elmot

4 GM.58 Centrifugal 1 stage 300 Kl/hr CY-2 Elmot

5 GM.59 Centrifugal 1 stage 300 Kl/hr CY-2 Elmot

6 GM.3 Centrifugal 1 stage 300 Kl/hr CB-1 Elmot

7 GM.4 Centrifugal 1 stage 300 Kl/hr CB-1 Elmot

8 GM.55 Centrifugal 1 stage 210 Kl/hr CB-2 Elmot

9 GM.56 Centrifugal 1 stage 210 Kl/hr CB-2 Elmot

Gambar control room

produksi dapat di pantau dari control room, tetapi juga ada beberapa personil di

lapangan yang bertugas apabila terjadi kerusakan pada alat. Control room juga

memonitoring pendistribusian minyak yang ada di TBBM Lomanis.

VI . VARIABLE SPEED DRIVE (VSD)

A. Pengenalan Variable Speed Drive (VSD)

Variable speed drive atau juga disebut dengan variable frequency drive atau singkatnya disebut dengan inverter adalah solusi aplikasi yang membutuhkan kemampuan pengaturan motor lebih lanjut, misal: pengaturan putaran motor sesuai bebannya atau sesuai nilai yang kita inginkan. Penggunaan VSD bisa untuk aplikasi motor AC maupun DC. Istilah inverter sering digunakan untuk aplikasi AC.

Gambar Variable Speed Drive

1. Cara Kerja Variable Speed Drive (VSD)Secara sederhana untuk drive AC, variable speed drive atau inverter akan mengubah AC ke DC yang kemudian diatur dengan suatu teknik penyaklaran ‘switching‘ mengubah DC menjadi tegangan dan frekuensi keluaran AC yang bervariasi.

2. Kelebihan Menggunakan Variable Speed Drive (VSD)

Variable speed drive atau inverter (istilah lain AC drive) memiliki kelebihan sebagai berikut:

Kontrol proses yang lebih baik

Hemat energi yang lebih besar

1

Mengurangi penyusutan mesin

Memperbaiki kualitas faktor daya

VSD memberikan kelebihan-kelebihan seperti di atas karena:

Faktor daya (PF) pada jalur AC drive jenis pulse width modulated (PWM) dengan

input konverter dioda jembatan adalah mendekati nilai satu.Output drive bisa saja

memiliki faktor daya tertinggal lagging karena komponen reaktansi induktif dari

motor. Namun, yang menjadi perbedaan antara penggunaan variable speed

drive atau inverter dengan yang langsung menghubungkan motor terhadap sumber

daya adalah:

VSD: arus reaktif “terjebak” atau hanya bersirkulasi di area antara motor

dan inverter tidak kembali ke jalur input (jala-jala).

Koneksi langsung: nilai reaktif sistem pembangkit akan dipengaruhi oleh komponen

reaktansi induktif motor = arus reaktif  lebih besar ketimbang saat menggunakan

VSD.

V. SISTEM CONTROL PUTARAN ELECTRICAL MOTOR (ELMOT)

GM 60 MENGGUNAKAN VARIABLE SPEED DRIVE (VSD)

Gambar Diagram Blok

1

ELECTRICAL MOTOR (ELMOT)

START MOTOR(on proses)

VARIABEL SPEED DRIVE(VSD)

By operator

Sinyal FeedbackPerintah Operasi

Sinyal Feedback Perintah Operasi

Dalam sistem pendistribusian, terdapat beberapa penggerak atau pendorong agar

minyak bumi dapat disalurkan dari tangki timbun ke tujuan yang. Untuk itu

digunakan sebuah penggerak berupa pompa sentrifugal dengan pengerak electrical

motor (ELMOT), minyak dapat disalurkan melalui pipa (valve). Control Rpm motor

dapat menimbulkan beberapa efisiensi dan beberapa keuntungan mulai dari efisiensi

energinya dan Memperbaiki kualitas faktor daya, keuntungan yang di dapat yaitu

ekonomis dari penggunaan motor itu sendiri.

B. Electrical Motor (ELMOT)

Electrical Motor (ELMOT) adalah motor listrik arus bolak balik (ac) yang paling luas

digunakan Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa motor ini bekerja berdasarkan

induksi medan magnet stator ke statornya, dimana arus rotor motor ini bukan

diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat

adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic

field) yang dihasilkan oleh arus stator. Dalam sistem pemompaan di TBBM Lomanis

menggunakan pompa sentrifugal yang di gerakan oleh electrical motor (ELMOT)

yang diproduksi oleh ABB. Berikut adalah nameplate ELMOT tersebut:

Serials Number dalam nameplate aktuator sangat khusus untuk setiap

unit. Hal tersebut diberikkan oleh pabrik dan selalu

data

untuk

identifikasi. Dalam unit ini , aktuator memiliki serial number AMI 450L2A

BAFNH.

Phase 3~ motor di hubungkan dengan sumber listrik 3 fasa.

1

Type : AMI 450L2A BAFNH

Phase : 3~

Conection : Y

Output : 1611 HP

Voltage : 3300 V

Current : 246 A

Power Factor : 0,89

Frequensi : 50,3 Hz

Speed : 2999,8 rpm

Temperatur Riso : 80◦ C

Year of Manufacture : 2013

Conection Y adalah cara penyambungan cable pada motor tersebut dengan

sistem penyambungan Y.

Output 1611 HP daya output dari motor Voltge 3300 V Tegangan masukan

pada motor harus sebesar 3300 V

Current 246 A Arus pada motor sebesar 246 A

Power Factor 0,89 Factor daya motor yaitu sebesar 0,89

Frequensi 50,3 Hz Frequensi untuk tengangan masukan motor adalah 50,3

Hz

Speed adalah output motor berupa rpm ( revolutionary per minute ). Alat

ini menghasilkan 48 rpm , yang berarti setiap menit dapat menghasilkan 48

putaran.

Temperatur Riso 80 C Temperatur maksimal yang di perbolehkan oleh

sensor motor tersebut adalah 80 C

Year of Manufacture adalah tanggal pembuatan alat. Alat ini dibuat pada

tahun 2013.

1.Komponen Electrical Motor (ELMOT)

Gambar Motor Operated Valve (MOV)

Komponen – komponen utama yang terdapat dalam Electrical Motor (ELMOT)

antara lain :

1. Motor

Motor pada gambar diatas adalah motor GM 60 yang sedang alam

perbaikan, fungsi dari motor sendiri sebagai penggerak pompa sentrifugal,

1

pompa sendiri sebagai pendorong minyak agar dapet di kirim ke depot-

depot yang di kehendaki.

2. Housing

Housing adalah pelindung motor yang terbuat dari besi, yang di buat

sedemikian rupa, agar dapat melindungi inti motor dari kerusakan. Housing

juga digunakan untuk pendingin motor karena kipas pada motor

mendinginkan housing sehingga housing bisa mendinginkan mesin.

3. Panel sensor motor

Pada motor tersebut ada kotak yang di lindungi dari housing yang di dalam

nya terdapat berbagai panel mulai dari sensor motor itu sendiri dan

conector-conector motor ke VSD, sumber listrik, dan ke kotak control pada

control room.

B. Operator Variable Speed Drive (VSD)

Operator VSD merupakan orang yang melakukan control terhadap motor

maupun terhadap VSD nya secara langsung, pada VSD ini belum terhubung dengan

software komputer jadi operator harus ke ruangan VSD untuk melakukan operasi,

pada proses operasi operator harus sesuai SOP pada saat operasi. Pada VSD ini

sistem control putaran motor masih manual yaitu dengan cara memutar potensio yang

ada pada box panel, dengan cara memutar ke kanan untuk menambah rpm dan ke kiri

untuk mengurangi rpm

Gambar potensio rpm

VI. Efisiensi Penggunaan Variable speed Drive (VSD)

A. Motor tidak menggunakan VSD :

1

sebuah motor memiliki data name plate sebagai berikut:

Daya input mekanikal motor = 1200,195 kW,

tegangan input = 3300V,

efisiensi = 93,1%,

PF = 0.89

Maka daya input elektrik motor = 1200,195kW ÷ 0,931 = 1289,146 kW

Oleh karenanya, daya output yang harus diberikan oleh drive ke motor = 1289,146

kW dengan arus output drive= 246 A.

B. Setelah penggunaan VSD:

Efisiensi input menjadi =  98% ,

faktor daya = 0.96 sehingga

Daya input = 1289,146 kW ÷ 0.98 = 1315,45 kW

Berdasarkan rumus daya aktif  (P) pada sistem 3 fasa:

P = 1.73 * voltage * ampere * PF

Arus output I2 dan input I1 drive bisa didapatkan sebagai berikut:

I2 = (1289,146 * 1000) / (1.73*3300*0.89) = 253,71 A

I1=(1315,45 *1000) / (1.73*3300*0.96)= 240,01 A

Dapat dilihat bahwa nilai arus input adalah lebih rendah sekitar 5% dari nilai arus

output ke motor. Daya aktif input naik sebesar 26,304 kW dari nilai 1289,146 kW

(yang disuplai oleh drive ke  motor) menjadi 1315,45 kW. dari perhitungan di atas

penggunaan VSD bisa meningkatkan kualitas PF.

. Penggunaan VSD akan mengurangi konsumsi arus dari 253,71 A mejadi 240,01

A. Dengan selisih input dan out put 13,70 A

C.Efisiensi VSD dari Segi Ekonomi

Tarif listrik Rp.720,- /kwh

Sebelum menggunakan VSD

1611 HP X 0,745 kW/HP X 24 Jam/hari X 365 hari/tahun X 720/kWh ÷0,93 eff

= Rp.8.139.645.058,- /tahun

Setelah menggunakan VSD

1

980,01 HP X 0,745 kW/HP X 24 Jam/hari X 365 hari/tahun X 720/kWh ÷ 0,98 eff

= Rp. 4.698.911.947

Jadi setelah penggunaaan VSD dapat menguran biaya sebesar :

Rp.8.139.645.058 /tahun - Rp. 4.698.911.947 /tahun

`= Rp.3.440.733.111,- /tahun

Biaya pengoperasian setelah menggunakan VSD Perbulan

Rp. 4.698.911.947 /tahun ÷ 12 bulan

= Rp.391.575.995,- /bulan

Biaya pengoperasian setelah menggunakan VSD Per jam

Rp.391.575.995 /bulan ÷ 720 jam

= Rp.543.855,- / Jam

1