modifikasi suplai daya listrik katup gba01 aa001...

MODIFIKASI SUPLAI DAYA LISTRIK KATUP GBA01 AA001

SISTEM DISTRIBUSI AIR BAKU RSG-GAS

Kiswanto, M. Taufiq, Yayan Andriyanto, Nugraha Luhur

Pusat Reaktor Serba Guna – BATAN

Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Selatan – 15314

Email : [email protected]

ABSTRAK

MODIFIKASI SUPLAI DAYA LISTRIK KATUP GBA01 AA001 SISTEM DISTRIBUSI AIR BAKU

RSG-GAS. Sistem penyedia air baku (GBA01) merupakan unit kolam penampungan air yang dipergunakan

sebagai penyedia air baku untuk sistem pendingin sekunder dan sistem produksi air bebas mineral. Sumber air

baku kolam selama ini di pasok dari PAM Puspiptek melalui pipa distribusi demgan menggunakan katup

GBA01 AA001 yang digerakkan menggunakan motor listrik dengan tegangan kerja 380 V yang dipasok dari

panel jalur listrik normal BHC. Telah dilakukan modifikasi pasokan suplai daya listrik untuk katup GBA01

AA001 dengan memindahkan suplai listrik tersebut ke jalur listrik BNC yang disuplai dari PLN dan diesel.

Modifikasi dilakukan dengan mempelajari gambar diagram suplai daya listrik dari PLN untuk mengetahui

spesifikasi beban yang diperlukan, mempelajari gambar diagram distribusi diesel untuk mengetahui beban

diesel, membuat perancangan, melakukan instalasi dan melakukan pengujian untuk melihat unjuk kerjanya.

Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi dan tetap dapat

beroperasi meskipun terjadi gangguan pada suplai daya listrik dari PLN.

Kata kunci : modifikasi, suplai listrik, katup

ABSTRACT

MODIFICATION OF ELECTRICAL POWER SUPPLY DISTRIBUTION OF RAW WATER VALVE GBA01

AA001 SYSTEM Raw water supply system (GBA01) is a unit of water storage pool that is used as the raw

water supply for the secondary cooling system and demineralized water production system. The source of raw

water in the pond has been supplied from PAM Puspiptek through distribution pipes demgan using GBA01

AA001 valve actuated by electric motors with a working voltage of 380 V is supplied from a panel of normal

electrical pathways BHC. They were modified supply of electrical power supply to the valve GBA01 AA001 by

moving the power supply to the electric lines BNC supplied from PLN and diesel. Modifications made by

studying the diagram of electricity power supply to determine the specifications of the required load, studying

diesel diagram to determine the load distribution of diesel, making the design, install and test to see the

performance. From the test results it can be concluded that the system can work according to specification

and still be able to operate even if an interruption in the power supply of electricity.

.

Keywords: modification, electricity suplay, valve

PENDAHULUAN

Sistem pendingin sekunder reaktor G.A.

Siwabessy berfungsi melepaskan panas yang

diterima dari sistem pendingin primer dan hal

ini terjadi di di menara pendingin, dimana pada

saat pelepasan panas sebagian air ikut menguap

dan terpercik ke lingkungan, sehingga perlu

dilakukan penambahan air ke sistem pendingin.

Untuk penambahan air atau make-up pada

sistem pendingin diperlukan adanya sumber air

yang selalu siap untuk dipergunakan yaitu

sistem penyedia air baku (GBA01). Sistem ini

berfungsi untuk menyimpan air yang akan

digunakan sebagai cadangan bagi sistem

pendingin sekunder dan sistem penyedia air

bebas mineral(1).

Pasokan air bersih bagi sistem penyedia

air baku (GBA01) dilakukan oleh sistem

distribusi air dari Puspiptek melalui pipa

distribusi dengan menggunakan katup GBA01

AA001 sebagai pengendali masuknya air yang

menggunakan motor listrik dengan tegangan

SEMINAR NASIONAL XI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 15 SEPTEMBER 2015 ISSN 1978-0176 _______________________

________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 222

_____________________

kerja 380 V ac. Saat terjadi kendala terhentinya

pasokan air dikarenakan matinya suplai listrik

PLN yang mensuplai katup GBA01 AA001

maka pasokan air bersih akan terhenti, hal ini

terjadi karena suplai listrik untuk katup GBA01

AA001 masih menggunakan pasokan dari jalur

PLN yaitu jalur utama I pada panel BHC.

Untuk menghindari hal ini maka

dilakukan modifikasi suplai listrik yaitu dengan

memindahkan suplai listrik dari jalur normal

utama I ke jalur darurat BNC yang suplai

listriknya berasal dari diesel BRV30, sehingga

pada saat terjadi pemadaman listrik PLN

kebutuhan suplai listrik untuk katup GBA01

AA001 dapat dipenuhi oleh sistem darurat

diesel BRV30.

Modifikasi dilakukan dengan

mempelajari gambar diagram suplai daya listrik

dari PLN untuk mengetahui spesifikasi beban

yang diperlukan, mempelajari gambar diagram

distribusi diesel untuk mengetahui beban diesel,

membuat perancangan, melakukan instalasi dan

melakukan pengujian untuk melihat unjuk

kerjanya

TEORI

Diskripsi Sistem dan Suplai Daya Listrik

RSG-GAS

1. Sistem suplai air baku

Puspiptek merupakan institusi yang

mengelola suatu kawasan lembaga penelitian

yang didalamnya terdapat beberapa

instansi/lembaga penelitian milik pemerintah.

Lembaga penelitian tersebut dibangun di area

Puspiptek dengan tujuan untuk

mengembangkan teknologi di berbagai bidang

yang aplikasinya dimanfaatkan baik dalam

dunia industri, kesehatan maupun

kemasyarakatan. Untuk menyediakan

kebutuhan air bersih di seluruh kawasan

Puspiptek, baik yang berada dilingkungan

perkantoran, laboratorium, maupun di

perumahan, maka dibangun unit pengolahan air

bersih dengan menggunakan sumber air baku

dari sungai Cisadane. Air bersih dari Unit PAM

(Pengelola Air Minum) Puspiptek dibuat

menggunakan standar nasional air minum dengan mengacu pada SNI 01-3553-2006 yang

dikeluarkan oleh Badan Standarisasi Nasional

(BSN)

Di Pusat Reaktor Serbaguna GA.

Siwabessy, air bersih dipergunakan sebagai

sumber air bagi karyawan yang berada di

gedung kantor dan sebagai penyedia air

pendingin bagi reaktor, sehingga kebutuhan air

bersih yang diperlukan menjadi cukup besar

dan sangat vital bagi kelangsungan dan

keamanan operasi reaktor. Dan karena pasokan

air bersih hanya disediakan oleh unit PAM

Puspiptek maka ketergantungan pada unit ini

menjadi 100% sehingga apabila terdapat

gangguan pada unit produksi air bersih maka

kegiatan yang berada di lingkungan PRSG

menjadi terganggu.

Untuk menjalankan reaktor dengan

beban operasi penuh, reaktor serbaguna

membutuhkan air untuk proses sebanyak ± 100

m3/jam, sebagian besar air tersebut

dimanfaatkan untuk keperluan pada proses

penambahan air pendingin sekunder dan proses

pembuatan air bebas mineral. Jumlah

kebutuhan air tersebut tidak selalu tetap tetapi

tergantung pada mutu air pemasok (PAM

Puspiptek) dan kondisi operasi dari sistem yang

terkait. Adapun perincian kebutuhan air proses

di reaktor serbaguna adalah :

Tabel 1 Kebutuhan air di reaktor

Kebutuhan air untuk keperluan Jumlah

Laju penambahan air ke sistem pendingin sekunder karena penguapan dan percikan di menara pendingin untuk setiap kali penambahan

53 m3/jam

Laju penambahan air ke sistem pendingin sekunder karena blow-down, (untuk memperbaiki kualitas air pendingin) untuk setiap kali penambahan

20 m3/jam

Laju proses pengolahan air bebas mineral, untuk setiap kali proses 5 m3/jam

Sistem sanitasi, sistem pemadam kebakaran dan cadangan 22 m3/jam

Dari jumlah total kebutuhan air di

gedung reaktor hanya 78 m3/jam yang harus

di sediakan pada sistem penyedia air baku

sedangkan untuk keperluan sanitasi,

pemadam kebakaran dan cadangan disediakan

oleh jalur pipa pasokan air PAM Puspiptek


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 223

_____________________

yang lain. Kebutuhan jumlah air tersebut juga

tidak berlangsung secara terus-menerus tetapi

hanya pada saat tertentu ketika air pendingin

sekunder dan sistem pengolahan air bebas

mineral membutuhkan pasokan air baku

untuk proses. Air proses pada kolam

persediaan air baku dipasok dari PAM

Puspiptek melalui pipa tunggal dengan

diameter 150 mm (DN 150) di tampung pada

kolam air proses yang terletak di gedung

bantu. Kolam penampung air proses

mempunyai kapasitas tampung 100 m3 dan

selalu dijaga dalam kondisi penuh secara

otomatis oleh kendali permukaan air (PA04

CL001) yang akan memerintahkan katup

GBA01 AA001 untuk membuka atau

menutup secara otomatis(2).

2. Suplai Daya Listrik

Fungsi dari sistem suplai daya listrik

adalah untuk memasok energi listrik ke

sistem-sistem yang ada di RSG-GAS

sehingga memungkinkan dipenuhinya

persyaratan fungsi pada keadaan operasi

normal dan kondisi darurat. Di RSG-GAS

sistem suplai daya listrik didesain secara

redundan, yang setiap grup redundan

dihubungkan ke masing-masing redundan

panel distribusi utama. Satu dari tiga buah

sistem suplai daya redundan terdiri dari:

a) Daya normal 380 V AC (PLN)

b) Daya darurat 380 V AC (Diesel)

c) Daya tak putus 24 V DC

a) Daya Normal 380 V AC (PLN)

Daya listrik RSG-GAS dipasok dengan daya

listrik melalui 2 (dua) sirkuit 20 kV dari

sumber daya utama (PT. PLN). PT. PLN

memasok instalasi RSG-GAS dengan daya

3030 kVA sedangkan kebutuhan daya listrik

untuk operasi reaktor dan gedung perkantoran

sebesar 2500 kVA. Tegangan rendah

disediakan oleh 3 (tiga) transformator

penurun tegangan (BHT01, BHT02, dan

BHT03) menjadi 400 V AC secara redundan.

Sisi tegangan rendah dari transformator

dihubungkan dengan 3 redundan panel

distribusi utama 380 V AC (BHA, BHB, dan

BHC) yang dipasang pada gedung bantu.

Panel distribusi utama tersebut juga memasok

panel distribusi normal reaktor 3 redundan

(BHD, BHE, dan BHF untuk kondisi operasi

normal dan 3 panel distribusi daya darurat

(BNA, BNB, dan BNC) pada gedung reaktor.

b) Daya Darurat 380 V AC (Diesel)

Sistem yang terkait dengan keselamatan

dipasok oleh sistem daya darurat secara

redundan (BNA, BNB, dan BNC). Dalam hal

kegagalan suplai daya normal, tiap-tiap panel

distribusi darurat dipasok oleh diesel-

generator yang independen (yang di beri

kode BRV10, BRV20, dan BRV30). Setiap

sumber daya dilengkapi dengan hubungan

otomatis untuk satu grup beban redundan,

tetapi tidak berhubungan dengan grup

redundan lainnya. Dengan demikian sistem

daya darurat dipisahkan menjadi tiga

redundan dan jalur yang berbeda, masing-

masing dipasok oleh diesel-generator yang

independen dan redundan dengan peralatan

tambahan yang menyertainya seperti sistem

start-up dan sistem pemasokan bahan bakar.

Dengan demikian kegagalan pada salah satu

jalur tidak akan mengganggu kemampuan dan

kelayakan jalur lainnya. Setiap unit diesel-

generator mampu melayani beban-beban jalur

darurat secara penuh ditambah dengan

kapasitas cadangan sekurang-kurangnya 10 %

secara kontinyu(3).

c) Daya Tak Putus 24 V DC

Tiga buah sistem tak putus 24 V DC

disuplai dari tiga buah busbar darurat. Setiap

sistem suplai daya tak putus terdiri dari

penyearah (rectifiers) + 24 V dan 24 V

(BTU11/BTU12, BTU21/BTU22, dan

BTU31/ BTU32), baterai (yang idberi kode

BTJ11/BTJ12, BTJ21/BTJ22, dan

BTJ31/BTJ32), dan panel-panel distribusi

(BWE, BWF, dan BWG). Sistem tak putus

24 V DC ini memasok pula Sistem Proteksi

Reaktor (termasuk katup isolasi primer) dan

peralatan Instrumentasi dan Kendali.


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 224

_____________________

3. Perhitungan Arus Nominal

Untuk menghitung besarnya arus

nominal untuk motor AC 3 fasa yang

mengalir pada penghantar dihitung dengan

menggunakan persamaan :

3... CosE

PIn Amp …………( 1 )

dimana :

E = Tegangan kerja

P = Daya motor

Cosφ = Faktor kerja

η = efisiensi/rendamen

4. Perhitungan kawat penghantar

Penghantar yang digunakan adalah

berupa kabel yang memiliki bermacam-

macam jenisnya. Penghantar untuk instalasi

listrik telah diatur dalam PUIL 2000

Persyaratan umum penghantar, semua

penghantar yang digunakan harus dibuat dari

bahan yang memenuhi syarat, sesuai dengan

tujuan penggunaannya, serta telah diuji dan

diperiksa menurut standar penghantar yang

dikeluarkan atau diakui oleh instansi yang

berwenang serta untuk menjaga keamanan

maka nilai kawat penghantar ini harus

dikalikan dengan 125 % (4)

RV

LIA

3mm² …………… ( 2 )

Dengan:

A = luas penampang (mm2)

I = arus nominal beban (A)

L = panjang kabel (m)

= tahanan jenis penghantar (Ω/mm2)

vr = rugi-rugi tegangan yang

diperbolehkan

METODE

Modifikasi suplai daya listrik pada sistem

distribusi katup GBA01 AA001 dimulai

dengan mempelajari gambar diagram suplai

daya listrik dari PLN untuk mengetahui

spesifikasi beban yang diperlukan,

mempelajari gambar diagram distribusi diesel

untuk mengetahui beban diesel dan panel

terdekat yang disuplai oleh disel, membuat

gambar rancangan baru karena panel yang

lama tidak memungkinkan untuk dilakukan

modifikasi, melakukan instalasi pada panel

yang baru sesuai gambar rancangan dan

melakukan pengujian dengan mematikan

suplai listrik dari PLN untuk melihat unjuk

kerjanya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam kegiatan modifikasi ini ternyata

terdapat kendala yaitu pada panel kontrol

yang lama sistem suplai daya listriknya

menggunakan busbar sehingga sulit dilakukan

modifikasi untuk itu maka dibuatlah panel

kontrol baru dengan mengacu pada wiring

diagram yang lama dan panel kontrol ini

diletakkan dekat katup GBA01 AA001,

adapun bahan-bahan yang digunakan adalah

seperti ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Kebutuhan bahan

BAHAN DAN ALAT SATUAN JML

Panel distribusi 40 Cm x 60 Cm unit 1

MCB 10 Ampere 3 phasa pc 1

MCB 2 A 1 phasa pc 1

Kontaktor 3 fasa pc 2

Kontaktor Kontrol pc 4

Push Button[ pc 1

Lampu Indikator pc 3

Kabel, NYY 4 x 1,5 mm2 m 60

Kabel, kontrol m 10


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 225

_____________________

1. Perhitungan Arus Nominal

Katup distribusi GBA01 AA001

menggunakan motor listrik dengan daya 0,9

KW dengan tegangan kerja 380 Volt maka

berdasar pada persamaan 1 akan didapatkan

arus nominal sebesar :

3... CosE

PIn

73,1.8,0.8,0.380

900In = 2,14 A

2. Penentuan ukuran kabel

Dari hasil studi gambar instalasi, untuk panel

suplai daya listrik system katup GBA01

AA001 yang paling dekat dengan jalur

distribusi suplai daya listrik jalur darurat

adalah panel UKA04 GP201. Panel ini

mendapat suplai daya listrik dari jalur darurat

BNC. Jarak antara Panel GBA01 AA001

dengan UKA04 GP201 sejauh 60 m. Dengan

menggunakan estimasi nilai rugi tegangan

sebesar 2 % (5)maka besarnya rugi-rugi

tegangan yang diperbolehkan sebesar:

vr = 2 % x 380 Volt = 7,6 volt

dengan menggunakan persamaan (2) didapat

luas penampang kabel sebesar:

RV

LIA

3

6,7

0175,0.60.14,2.73,1A = 0,511 mm²

Dengan mempertimbangkan factor keamanan

125 % dan disesuaikan dengan kawat

penghantar yang ada dipasaran maka dipakai

kawat penghantar dengan ukuran 1,5 mm²

3. Instalasi modifikasi

Instalasi modifikasi suplai daya listrik

pada sistem distribusi katup GBA01 AA001

dimulai dari memindahkan jalur kabel suplai

daya listrik dari panel distribusi PLN 380 V

50 Hz (BHC) ke jalur kabel suplai daya listrik

dari panel distribusi diesel-generator (BNC)

melalui panel UKA04 GP201 seperti yang

ditunjukkan pada blok diagram Gambar 2 di

bawah ini. Pemindahan jalur suplai daya

listrik dari panel distribusi BHC ke panel

distribusi BNC ini dengan pertimbangan

bahwa letak dan jarak panel yang terdekat

dengan panel listrik sistem distribusi katup

GBA01 AA001.

Disamping itu dilakukan pembuatan

panel control system distribusi katup GBA01

AA001 yang baru yang berdasarkan gambar

rangkaian seperti ditunjukkan gambar 1 dan

hasilnya seperti ditunjukkan pada Gambar 3


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 226

_____________________

K01K07 K02 K10

M K08 K09

Q01

K01K02

F1013

14

13

14

13

14

Q01

13

14

13

14

13

14

22

21

22

21

K08 K09

K02 K01

K07

H-5

K10

K10

K03S1

A1 A1

23

23

53 61

54 62

K10 K10

11

12 22

21

44

43 33

34

L3

L2

L1 L10

L12

L13

L11

open close

Checkback GBA 01 AA001/B5To BNA 07

A1 A1

A2 A2 A1A2 A2

Gambar 1. Wiring diagram panel control katup GBA01 AA001

Gambar 2. Blok diagram sebelum dan sesudah modifikasi

Penel BHT = Sistem Tegangan Rendah

PenelBHC = Sistem distribusi Utama

PenelBHF = Sistem Ditribusi Normal

PenelBNC = Sistem Distribusi Darurat

Penel UKA 04 = Panel Distreibusi Gedung

GBA001 AA001 = Panel kontrol sistem distribusi air baku

PLN

diesel-

generator

BHT

BHC

BHF

BNC

GBA 01

AA 01

PLN

diesel-

generator

BHT

BHC

BHF

BNC UKA 04

GBA 01

AA 01

Blok diagaram suplai daya

listrik sebelum modifikasiBlok diagaram suplai daya

listrik setelah modifikasi


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 227

_____________________

Panel kontrol baru Panel kontrol lama

Gambar 3. Panel control lama dan panel control baru

Suplai daya listrik untuk panel kontrol katup

GBA01 AA01 setelah dilakukan modifikasi

di suplai dari jalur darurat BNC melalui penel

UKA04, secara teknis jalur darurat ini tidak

pernah mati karena ditunjang dengan

beroperasinya disel darurat apabila suplai

listrik dari PLN mengalami gangguan berupa

pemadaman atau gangguan teknis. Disel dapat

beroperasi terus-menerus 3 x 24 jam tanpa

penambahan bahan bakar. Pengujian

dilakukan dengan simulasi dari kontrol level

CL004 sehingga katup dapat membuka dan

menutup secara otomatis berdasar pada posisi

control level, katup menbuka pada level air

1,8 meter dan katup menutup pada level air

2,3 meter. Hasil pengukuran besaran listrik

pada katup distribusi GBA01 AA001 ini

ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil Pengujian motor katup

Parameter Tegangan Spesifikasi

Tegangan R – S 388 V 380 – 415 V

Tegangan S – T 389 V 380 – 415 V

Tegangan T – R 388 V 380 – 415 V

Arus R 0,3 A 0,5 A

Arus S 0,3 A 0,5 A

Arus T 0,3 A 0,5 A

Pengujian juga dilakukan dengan mematikan

suplai listrik dari PLN sehingga disel darurat

beroperasi dengan delay waktu 13 detik,

delay waktu 13 detik ini tidak berpengaruh

besar terhadap suplai air baku ke kolam row

water. Pengujian ini mewakili gangguan


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 228

_____________________

listrik PLN secara nyata yang akan dirasakan

oleh sistem RPS (Reactor Protection System)

yaitu bila tegangan PLN mengalami fluktuasi

diatas 20 % dan fluktuasi frekuensi diatas 5 %

lebih dari 2 detik.

KESIMPULAN

Telah berhasil dilakukan modifikasi suplai

daya listrik system distribusi air baku katup

GBA01 AA001 sehingga katup tetap dapat

beroperasi mengalirkan air baku ke kolam

row water walaupun suplai daya listrik dari

jalur normal PLN mengalami gangguan

berupa fluktuasi tegangan diatas 20 % dan

fluktuasi frekuensi diatas 5 % selama 2 detik

dan digantikan suplai dari disel darurat yang

dapat beroperasi selama 3 x 24 jam tanpa

penambahan bahan bakar. Delay waktu 13

detik beroperasinya disel tidak berpengaruh

besar terhadap suplai air baku ke kolam row

water.

DAFTAR PUSTAKA

1. ANNONYMOUS, Kumpulan Diklat

Penyegaran Operator dan Supervisor

Reaktor, Pusat Reaktor Serba Guna,

BATAN, Oktober 2014

2. Interatom, GmBH, Electrical Safety

Analysis Report of MPR-30

3. ANNONYMOUS, LAK RSG-GAS

Rev.10.1, Pusat Reaktor Serba Guna,

BATAN, Desember 2011, Vol. 1 dari 2

4. SNI 04-0225-2000, Persyaratan Umum

Instalasi Listrik 2000, Badan Standarisasi

Nasional, 2000.

5. P. VAN HARTEN, E. SETIAWAN,

Instalasi Listrik Arus Kuat 3, Cetakan

kelima, Penerbit CV. Trimitra Mandiri,

Pebruari 2002

TANYA JAWAB

Pertanyaan

1. Modifikasi suplay listrik termasuk kelasberapa dalam reaktor dan adakahinformasi baik developer ataupenanggung jawab RSG?

2. Pernahkan dipikirkan atau dianalisismengapa design dari pabrikan PRSGmenyambung langsung katup ke PLNdan bukan pada jalur emergency(genset) seperti yang dilakukan dalammodifikasi.

Jawaban

1. Fasilitas yang dimodifikasi tidaktermasuk dalam klasifikasi kelas satusehingga tidak perlu ijin pada regulator.

2. Dari analisis yang pernah dilakukanbahwa gangguan listrik PLN inisepertinya tidak diprediksi olehpembangun RSG-GAS.


________________________________________________

_____________________________________________

_______________________ ________________________________________________ 229

_____________________

modifikasi suplai daya listrik katup gba01 aa001...

Documents