ANALISA PENGUKURAN DAYA MOTOR HOISTING TERHADAP OVERLOAD SISTEM CRANE UNIT 7 DAN 8 DI PLTU PAITON
YAYA ADHINATA*)
*) Mahasiswa Teknik Elektro Sistem Tenaga Listrik FT –Universitas –Universitas widyagama malang
Abstrak Crane NDC adalah jetty crane di pasang pada tahun 2004 di area private jetty P.T PAITON ENERGI COMPANY. Crane ini sendiri menggantika n fungsi mother vassel sebagai sarana pembongkaran batubara. Dalam keseharian nya fungsi crane tersebut sebagai alat untuk pembongkaran batubara dari tongkang menuju hopper dan di lanjutkan ke conveyor untuk di tampung di area stock pile. P.T PAITON ENERGI COMPANY mendapat supply batubara dari 3 perusahaan batubara nasional yaitu P.T ADARO INDONESIA, P.T KIDECO JAYA AGUNG dan P.T KALTIM PRIMA COAL. Yang masing masing perusahaan mempunyai jenis , kadar dan massa batubara yang berbeda beda. Jetty crane memiliki supply power 7.4 KVA. Dan memiliki beberapa motor DC shunt sebagai alat penggerak seperti motor hoisting, motor closing, motor luffing dan motor slewing. Yang masing masing motor DC mempunyai supply power berbeda beda. Power yang masuk 400 VAC di rubah melalui thyristor unit untuk converter dari power AC AC ke power power DC. Dan di control control melalui otomatisi otomatisi PLC sebagai pengendali. pengendali. Disini Disini saya membahas membahas permasalahan permasalahan daya yang yang di hasilkan hasilkan motor hoisting crane dalam mengangkat beban, beban yang di maksud adalah batubara dari ke 3 perusahaan tersebut diatas. Karena dari massa jenis batubara perpengar perpengaruh uh pada power yang yang perlukan perlukan motor untuk mengangk mengangkat at beban agar agar terjadi kesalahan kesalahan pengoperasia pengoperasian n dalam menjalan menjalan kan crane. Dan kerusakan dalam system electrical crane tersebut. Yang menunjang dalam kebijakan perusahaan dalam keselamatan dan kesehatan kerja (K3). Kata kunci : pengukuran daya crane. Motor DC shunt. Motor hoisting . overload system. 1. PENDAHULUAN
Berdasar latar belakang tersebut di atas maka saya dapat buat perumusan masalah sebaggai sebaggai berikut berikut ;
1.1 latar belakang
Dalam prosedur pengoperasian dan maintenance crane di mana tiap
1)
dalam mengangkat beban batubara full beban dari tiap
tiap motor mempunyai fungsi sendiri sendiri tergantung perintah
tiap batubara yang di supply.
dari pusat kendali crane yang di sisni di jalan oleh sorang operator crane. Media pengangkatan batubara ini melalui grab sebagai wadah angkut batubara yang yang memiliki berat sekitar 6 ton dan
2)
penentuan setting overload overload grab dalam aktifitas pembongkaran pembongkaran batubara. batubara.
mempunyai daya angkut atau isi batubara sekiatar 10 ton batubara. Jadi dalam 1 kali pengangkatan batubara dari tongkang menuju
perbandingan perbandingan power power yang diperlukan motor hoisting hoisting
3)
penentua penentuan n kerekaan kerekaan grab grab dalam dalam pengangk pengangkatan atan isi
hopper motor hoisting mampu mengangkat beban sekitar 16 ton
batubara yang yang menentukan menentukan berat berat total dalam
(berat Grab + berat isi Batubara).
pengangkatan pengangkatan batubara batubara
Crane sendiri mempunyai safety devise dalam pengangkatan,jika beban melebihi melebihi 16 ton.maka crane tidak akan bisa bergerak. Oleh karena itu diperlukan setting yang bagus dalam over load system crane dan kerekaan atau setting buka grab dalam pengoperasian nya.
1.3 batasan masalah
Sesuai masalah yang timbul maka batasan masalah nya dalah sebagai berikut
Di karenakan massa dari tiap tiap batubara berbeda beda maka di butuh kan kan setting yang yang berbeda berbeda pula untuk untuk tiap tiap aktifitas
1)
perbandi perbandingan ngan penguku pengukuran ran daya daya motor motor hoisting hoisting di masing masing
pembongkaran pembongkaran batubara. batubara. Agar Agar tidak terjadi terjadi kerusakan kerusakan dalam system
masing batubara, yaitu dari PT adaro, PT kideco dan PT
electrical crane terutama dalam safety devise overload system.
KPC
1.2 perumusan masalah
YAYA ADHINATA ADHINATA FT-UNIVER FT-UNIVERSITAS SITAS WIDYAGAM WIDYAGAMA A MALAN MALANG G 2011 2011
2)
perbandingan arus yang masuk ke motor hoisting dalam
tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah
pengangkatan beban full di tiap-tiap jenis batubara.
conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan. • Beban dengan torsi variabel , adalah beban dengan torsi yang
2 TUJUAN
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi
Secara umun tujuan penulisan jurnal ini adalah :
variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
1)
agar electrician crane bisa menentukan setting yang pas
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan
baik untuk overload system dan adjusting grab dalam
torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan.
setiap proses pembongkaran batubara.
Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
2)
Melakukan maintenance yang bagus baik dalam mekanikal maupaun electrical crane, agar pengoperasian
Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik :
crane tidak mengalami kendala ataupun kerusakan yang
motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan
berarti.
berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.
3 TINJAUAN PUSTAKA
Disini kita membahas mengenai pengoperasian motor DC shunt yang secara umum akan di jabar kan sebagai berikut. motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik . Energi mekanik. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab
diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum
Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.
sama , yaitu: • Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
1. Motor DC/Arus Searah
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus
lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan
langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC
magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar
torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan
kumparan.
yang luas.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga
memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan
komponen utama:
magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua
kumparan medan.
kutub magnet akan menyebabka n perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang
Dalam memahami sebuah motor listrik , penting untuk mengerti apa
menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC
yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada
sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan.
keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang
Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-
diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga
kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih
kelompok:
komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran
menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia
energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya
struktur medan. • Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder,
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo
dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk
ditunjukkan dalam persamaan berikut:
kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet
Gaya elektromagnetik: E = KΦN
yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan
Torsi: T = KΦIa
magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk
Dimana:
merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo
• Kommutator . Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC.
(volt)
Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
dinamo dan sumber daya.
T = torsi electromagnetik Ia = arus dinamo K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah
a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited , Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt . Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.
Gambar 3. Motor DC.
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan. • Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya
pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997): • Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin. • Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International
Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.
Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002): • Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
d. Motor DC Kompon/Gabungan.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt.
motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque
secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang
penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist
ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki
(lihat Gambar 5).
torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
kerusakan overload system karena karean overload running motor hoisting.
Penyandaran tongkang
Batubara adaro
Batubara KPC
Batubara kideco
Pengaturan load cell batubara
Adjustment load cell grab 16 ton Over load Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.
2. Motor AC/Arus Bolak-Balik
Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang
membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu.
Tidak bagus Adjustment automatic grab Ya Test angkat beban (batubara+grab) full 16 ton Ya
Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator"
dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.
Pembongkaran siap dilakukan
Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan
komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC). 4 PERENCANAAN
Untuk menenetukan pelaksanaan dalam pengoperesian crane yang baik maka di perlukan SOP dalam setiap pengoperasian crane tersebut yaitu agar pengopersian crane memenuhi aspek dalam keselamatan dan kesehatan kerja.di sini peran penting operator crane
Bila terjadi overload dalam pengangkatan.berarti motor hoisting mengalami over current yang menyebabkan power supply untuk motor tersebut di putus melalui flekpac dalam control tenaga untuk motor hoisting. Yang menyebabkan crane tidak bisa di jalan kan (STOP). Maka harus di setting ulang load cell dari crane tersebut. Adjustment grab juga berperan penting dalam banyak nya batubara yang bisa di ambil atau isi dari grab tersebut. Semakin lebar posisi buka grab,semakain banyak batu bara yang masuk semakin berat juga beban yang di hasilkan Jadi proteksi kelebihan current itu sendiri di sebabkan oleh kelebihan beban yang di angkat.karena tiap tiap batubara memikili massa yang berbeda. Maka dilakukan pengukuran daya dan arus yang masuk di tiap beban maksimun dari crane tersebut. 5. PEMBAHASAN DAN HASIL PERENCANAAN
dan electrician sangat penting dalam melakukan koordinasi dilapangan dalam pengopersian. Jadi jika ada masalah terdeteksi
Dari hasil perencanaan dan hasil penelitian pada motor dc hoisting
akan cepat di tanggulangi oleh electrician dan mekanik crane.seperti
pada saat operational pembongkaran batubara.berikut ini adalah hasil pengukuran arus dan daya/power yang di hasil kan motor pada
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
saat pembongkaran batubara dari masing masing penyuplai batubara.Dengan data teknis motor dc hoisting yang digunakan sebagai berikut POWER MAX : 157 KW PUTARAN : 1600/1805/2240 RPM ARMATURE : 400 VDC / 400 AMP EXITER : 310VAC / 4.86 AMP Table pengamatan arus dan daya motor hoisting untuk batu bara PT adaro. Dengan grab full batubara total 16 ton.
NO SPEED ARUS (ampere TEG(volt) DAYA(watt) 1 speed 1 262 400 104800 2 speed 2 281 400 112400 3 speed 3 305 400 122000 4 speed 4 329 400 131600
Gambar 8. Instrument control arus motor.
Table pengamatan arus dan daya motor hoisting untuk batubara P.T kideco. Dengan grab full batubara total 16 ton.
NO SPEED 1 speed 1 2 speed 2 3 speed 3 4 speed 4
ARUS (ampere TEG(volt)
275 290 330 357
400 400 400 400
DAYA(watt)
110000 116000 132000 142000
Table hasil pengamatan arus dan daya motor hoisting untuk batubara P.T KPC. Dengan grab full batubara total 16 ton.
NO SPEED 1 speed 1 2 speed 2 3 speed 3 4 speed 4
ARUS (ampere TEG(volt)
255 273 298 320
400 400 400 400
Gambar 9. Motor hoisting (motor DC shunt)
DAYA(watt)
102000 109200 119200 128000
Pengamatan langsung dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 10. grab sebagai alat untuk mengangkut batubara sebanyak Gambar 7..panel setting adjusting load cell.
16 ton.
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
Motor mengalami overload current jika melebihi 157 kVA, dan beban melebihi 16 ton beban angkat. Pengaturan beban angkat grab dapat di setting di panel.seperti pada gambar 7.dan juga di panel tersebut tertera putaran motor, torsi motor, teg exsiter, teg armature. 6. KESIMPULAN
Dari data-data di atas dapat di peroleh bahwa : 1)
Semakin besar speed semakin besar pula arus yang di perlukan motor dan semakin besar pula daya yang di hasilkan motor
2)
Batubara PT kideco jaya agung memiliki massa yang lebih besar. Pada saat beban full 16 ton, daya motor untuk mengangkat grab lebih besar dari pada batubara jenis yang lain. Karena struktur batu bara kideco seperti pasir tidak berbentuk bongkahan batu seperti batubara adaro ataupun kpc.
Factor-faktor yang menyebabkan overload pada crane.
•
Kombinasi gerakan dari crane.(mengangkat grab beban full dan memutar crane pada saat bersamaan)
•
Batubara yang basah. (hujan di perjalan atau di laut dan hujan pada saat pembongkaran berlangsung)
•
Setting yang tidak sesuai pada load cell.
•
Kerusakan alat proteksi crane.
Oleh karena itu sangat di tuntut kerjasama dari berrbagai pihak yang terkait dalam aktifitas pembongkaran batu bara agar tidak terjadi hal hal yang tidak di inginkan. Agar terjaga kelangsungan umur crane dan kelancaran operational crane. 7. DAFTAR PUSTAKA
1.Rodwel international corporation, 1997; “kecepatan motor seri” 2.L.M photonics Ltd 2002 Wijaya,M. 2001 dasar mesin listrik penerbit Djambatan, Jakarta 3. Dasar dasar motor induksi ,Parekh,2003 4.E.T.E kecepatan motor shunt. 1997 5.U.S electrical motor division 2000 ; Emerson electric Co. 6. Pengenalan motor DC compound, My electrical 2005.
YAYA ADHINATA FT-UNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG 2011
