Home / Artikel / Genset dan ACOS (Bagian I)
Artikel / Pe nerbang nerbangan an 26 OCTOBE OCTOBER R 2015
Genset Gens et dan ACOS (Bagian (B agian I) Sistem catu daya listrik untuk fasilitas Visual Aids dan Navigasi Radio di bandar udara memerlukan keandalan yang sangat tinggi. Jaringan listrik bandara dibagi dalam dua katagori : 1. Cat Catago agori ri 1 atau jari jaringan ngan prioritas prioritas Untuk fasilitas teknikal dan general (umum) diperlukan catu daya yang kontinyu atau terputusnya catu daya hanya diijinkan untuk waktu yang sangat singkat. Jaringan ini harus di back up dengan genset start automatic. a. Peralatan prioritas prioritas te teknikal knikal Peralatan prioritas te knikal ini ini meliputi : Radio Aids Visual Aids Gedung operasi Stasiun observasi MET Sebagian dari statiun Pembangkit (Penerangan dan AC)
b. Peralatan prioritas umum Peralatan prioritas umum ini meliputi : AC ruang kompute r te rmi rminal nal penumpang (IAIS (IAIS,, CIS,PAS dan det eksi pe madam kebakaran) Sebagian Check-in Check-in area (Ticketing counte r, bagasi, bagasi, konveyor). konve yor). Sebagian AC restoran, ruang keberangkatan, ruang transit dan kantor. Lemari pendingin (Kulkas) restoran. Sebagian sistem penerangan terminal. Waterplan dan water storage. Penerangan Pene rangan apron (Flood (Flood li light). ght). Gedung VVI VVIP. P. Stasiun Pemadam kebakaran. Boarding bridges (Garbarata) 2. Katagori 2 atau atau jari jaringan ngan no non n prioritas Fasilitas non prioritas (general) keadaan normal akan disuplai dari PLN dengan tegangan menengah atau tegangan rendah. Fasiltas ini tidak menuntut catu daya kontinyu dan akan te tap mati bila catu daya ut ama (PLN (PLN) putus. Jaringan ini ini adalah : Sebagian/keseluruhan AC. Sebagian pene rangan terminal penumpang dan gedung umum. Penerangan Pene rangan jalan dan parkir. parkir. Instalasi komersiel. Daya listrik utama bandara umumnya umumnya disuplai tegangan rend ah/T R, 220/380 220/380 V, V, 50 Hz, 3 phase dan ada bebe rapa bandara yang disuplai dengan tegangan menengah/T M 20 KV. KV. Dalam Dalam mensuplai daya listrik listrik PLN menyediakan se buah atau bebe beberapa rapa buah gardu distribusi, tergantung dari kapasitas daya yang disuplai, serta situasi dan tata letak fasilitas-fasilitas bandara yang memerlukan daya listrik. Generating set (ge nset nset)) merupakan merupakan catu daya listrik listrik cadangan yang menggunakan gene rator tegangan rendah/T R dengan mesin-mesin mesin-mesin diesel berpendingin udara atau air. Genset tersebut berfungsi mem-back-up kebutuhan listrik untuk beban esensial bandara (jaringan prioritas) seperti Control tower, fasilitas visual aids, radio aids, yang terdiri atas navigasi aids dan telekomunikasi, gedung operasi dan juga sebagaian gedung terminal penumpang. Operasional genset biasanya dilengkapi dengan panel ACOS (Automatic Change Over Switch) yaitu panel saklar pindah dari dari catu daya utama ke catu daya sekund er atau sebaliknya yang dikontrol oleh sebuah unit control automatic. Bil Bila a terjadi
gangguan pada catu daya primer maka beban yang tersambung akan putus sesaat, untuk kemudian diambil alih oleh genset dan bila catu daya utama masuk lagi maka beban langsung di ambil alih oleh catu daya utama, kemudian genset akan mati dalam beberapa menit sesuai set ting ACOS. Untuk catu daya dengan tegangan menengah/T M digunakan trasfo rmator step up untuk menaikkan te tegangan gangan dari out put generator gene rator agar sesuai/sama dengan t egangan jaringan distribusi distribusi T M, dan selanjutnya day a listrik listrik didistribusikan didistribusikan lewat lewat gardugardu-gardu gardu trafo distribusi (trasformator step down) sampai ke pemakai. Sebagai pedoman pengoperasian dan perawatan genset-genset tersebut, dari kapasitas kecil sampai yang besar, dianjurkan agar pertama-tama digunakan buku-buku petunjuk dari pabrik pembuatan masing-masing. Genset cadangan yang disebut sebagai pembangkit daya listrik sekunder harus selalu dalam keadaan siap dioperasikan. Perawatannya harus mengikuti prosedur yang telah ditentukan oleh pabrik. B. DOKUMEN T ERKAI ERKAIT T Persyaratan catu daya sekunder dan waktu pemutusan catu daya yang diperbolehkan bagi fasilitas Visual aids dan radio aids tercantum dalam tabel I.1 sesuai buku Aerodrome Design Manual Part 5. Catu daya genset yang menggunakan ACOS dengan waktu pemutusan 8-12 detik, masih memenuhi persyaratan bagi catu daya fasilitas visual aids dan radio aids Cat I. Bagi perlatan elektronik yang peka tegangan, pemutusan catu daya yang singkat semacam itu harus dihindari, karena dapat merubah setting/adjusment yang memerlukan penyetelan ulang untuk menormalkan kinerjannya. Untuk menghindari hal diatas maka peralatan elektronik fasilitas radio aids terutama yang ditempatkan dilokasi yang tidak dijaga seperti ILS, DVOR ataupun peralatan Radar yang catu dayanya tidak boleh putus, perlu dilengkapi dengan UPS. Umumnya UPS menggunakan catu daya sekunder AC/arus bolak-balik tanpa pemutusan, 1 phase 220 V atau 3 phase 220/380 V, dengan kapasitas sampai 25 KVA atau lebih.
C. FUNGS I PERALAT AN Generating set (genset) terdiri dari 2 (dua) bagian utama yaitu engine dan Generator . 1. Engine Engine Untuk penggerak genset umumnya digunakan engine (mesin). Mesin diesel disebut juga dengan motor bakar adalah mesin panas yang didalamnya ene rgi kimia dari pembakaran dilepaskan di dalam silinder mesin atau suatu pe sawat t enaga yang dapat mengubah e nergi panas menjadi tenaga mekanik de ngan jalan pembakaran bahan bakar. Mesin diese l berfungsi se bagai penggerak (prime mover) dari alternator yang mengubah energi mekanis menjadi ene rgi listrik. a. Karakterisitik mesin diese l Karakteristik utama dari mesin diesel yang membedakan dari motor bakar yang lain adalah metoda penyalaan bahan bakar. Dalam mesin diesel bahan bakar diinjeksikan ke dalam Silinder, yang berisi udara bertekanan tinggi. Selama kompresi suhu udara dalam silinder mesin meningkat, sehingga ketika bahan bakar, dalam bentuk kabut halus, bersinggungan dengan udara panas ini, akan menyala, dan tidak dibutuhkan alat pe nyalaan lain dari luar. Karena alasan ini, mesin diesel juga disebut mesin peny alaan kompresi. Karakteristik mesin diese l lain yang penting adalah bahwa mesinnya menghasilkan puntiran yang kurang lebih tidak tergantung pada kecepatan, karena banyaknya udara yang diambil ke dalam silinder dalam tiap langkah hisap dari torak hanya sedikit dipengaruhi oleh kecepatan mesin. Banyaknya bahan bakar yang dapat dibakar di dalam silinder pada tiap langkah hisap dan usaha yang ditimbulkan oleh aksi torak, hampir konstan. Selain itu adanya fakta yang menunjukkan bahwa mesin diesel mempunyai efisiensi panas lebih tinggi dari pada mesin panas yang lain yaitu, menggunakan sedikit bahan bakar untuk penyediaan daya guna yang sama, serta menggunakan bahan bakar yang lebih murah daripada bensin. Tentu saja, te rdapat juga bebe rapa kerugian bila dibandingkan dengan mesin bens in, antara lain : 1) Mesin diesel lebih berat untuk daya kuda yang sama, 2) Pada mesin kecepatan tinggi, operasinya agak kasar, terutama pada beban ringan,
3) Harga awal yang sangat tinggi. b. Klasifikasi Mesin diese l Mesin diese l dapat dibagi menjadi beberapa kelompok yang masing-masing dibedakan menurut salah satu dari ciri berikut : 1) Daur operasi, 2) Meto de pengisian silinder, 3) Disain umum, 4) Jumlah dan dudukan silinder, 5) Meto de penginjeksian dan pembakaran bahan bakar, 6) Kecepatan Daur Operasi. Operasi Mesin Diesel dapat dibagi menjadi yang beroperasi pada daur tekanan konstan dan yang beroperasi pada daur kombinasi. Mesin dengan pembakaran yang dilaksanakan pada tekanan konstan adalah mesin besar injeksi udara kecepatan rendah. Suatu kombinasi, atau dwipembakaran, daurnya dengan satu bagian bahan terbakar pada volume konstan, seperti pada mesin bensin dan bagian yang lain terbakar pada tekanan yang mendekati konstan. Dalam mesin yang beroperasi pada daur kombinasi, pertama kali tekanan menanjak sampai puncaknya selama bagian pertama dari pembakaran, kemudian tetap kira-kira konstan, dan pada saat torak bergerak lebih jauh lagi dari titik mati, mulai turun menuju akhir proses pembakaran; daur ini khusus untuk mesin injeksi tanpa udara ke cepatan mencegah dan t inggi. Metode Pengisian Silinder. Silinder Mesin diese l dapat dibagi menjadi mesin empat langkah dan mesin dua langkah. Dalam mesin empat langkah, se lama dua langkah dari torak, atau satu putaran poros engkol, torak dan silinder berkerja sebagai pompa yang mengeluarkan hasil pembakaran dari pembakaran dalam daur sebe lumnya dan mengisi silinder dengan udara segar. Dalam mesin dua langkah, silinder dibilas dan diisi dengan udara segar o leh udara agak bertekanan yang diberikan oleh suatu pompa atau penghembus dari luar. Kemudian mesin empat langkah dapat dibagi menjadi mesin pengisapan alamiah dan pengisian lanjut (supercharged). Mesin jenis penghisapan alamiah pengisian udara segarmya ditarik masuk oleh vakum yang dihasilkan ketika torak bergerak menjauhi ruang pembakaran. Dalam mesin pengisian lanjut maka pengisiannya dimasukkan dalam silinder pada tekanan yang lebih dari atmosfir. Tekanan udara tinggi ini dihasilkan oleh pompa atau penghembus yang mirip dengan yang digunakan dalam mesin dua langkah. Perbedaan mesin disel empat langkah dan dua langkah :
Mesin 4 Langkah
Mesin 2 Langkah
Kontruksi Bangunan Mesin
Kontruksi Bangunan Ruwet (Memakai
Sederhana
Blower)
Menggunakan Katub
Umumnya tidak
Suara putaran motor berdesas desas
T idak berdesas desas/ pendek-pendek
Cara Pemakaian Bahan Bakar Biasa Pakai pompa blower Keuntungan mesin diesel dua langkah dengan mesin empat langkah : - Daya tenaga mesin diese l dua langkah lebih besar - Pada ukuran silinder dan putaran yang sama secara teo ritis mesin diesel dua langkah dayanya 2 x mesin diese l empat langkah. Kerugian mesin diesel dua langkah dibanding mesin diese l empat langkah : - Pemasukan udara murni pada sebagaian langkah piston. - Mesin diese l dua langkah lebih cepat panas. - Konstruksi mesin diesel dua langkah lebit ruwet. Desain Umum Umum. Semua mesin dapat dibagi menjadi mesin bekerja tunggal dan mesin bekerja ganda. Desain bekerja ganda hanya digunakan untuk mesin besar. Klasifikasi lain adalah mesin horizontal, vertikal, satu garis, jenis V, radial dan silinder berlawanan dan torak berlawanan, yang berarti mesin dengan garis tengah dari silinder yang horizontal, vertikal, sejajar, condong, dan berbentuk bintang. Juga mesin dengan silinder tunggal dan jamak, dengan dua, t iga, empat, e nam dan kadang-kadang 24 silinder. Desain umum mesin diesel erat kaitannya dengan pengaturan silinder. Untuk silinder satu garis ini merupakan pengaturan yang paling sederhana, dengan semua silinder sejajar atau satu garis (in line). Konstruksi ini biasanya digunakan untuk mesin yang mempunyai silinder sampai delapan. Mesin satu garis biasanya mempunyai silinder vertikal. Mesin dengan silinder horisontal digunakan untuk bus. Mesin semacam itu pada dasarnya adalah mesin ve rtikal yang direbahkan pada sisinya untuk mengurangi beratny a. Pengaturan silinder V, bila mesin mempunyai lebih dari delapan silinder, dan sulit untuk membuat poros engkol dan rangka yang tegar
dengan pengaturan satu garis. Pengaturan V dengan dua batang engkol yang dipasangkan pada pena engkol masing-masing, memungkinkan panjang mesin dipotong setengahnya sehingga lebih tegar, dengan poros engkol lebih kaku. Ini merupakan pengaturan yang paling umum untuk mesin dengan delapan sampai enambelas silinder. Silinder yang terletak pada satu bidang disebut sebuah bank; sudut antara dua bank bervariasi dari 30 sampai 120 derajat, sudut yang paling umum adalah antara 40 dan 75 derajat. Mesin radial mempunyai silinder yang semuanya terletak pada satu bidang dengan garis tengahnya berada pada sudut yang sama dan hanya ada satu engkol untuk tempat memasangkan semua batang engkol. Mesin ini dibangun dengan lima, tujuh, sembilan dan sebelas silinder. Mesin datar adalah mesin V dengan sudut 180 derajat antara bank. Pengaturan semacam ini digunakan untuk bus dan truk. Unit mesin jamak, berat tiap daya kuda, yang disebut berat mesin spesifik, makin besar dengan bertambahnya ukuran mesin, lubang dan langkahnya. Untuk mendapatkan mesin dengan keluaran daya sangat tinggi tanpa menambah berat spesifikasinnya, maka dua dan empat mesin lengkap, y ang memiliki enam atau delapan silinder masing-masing dikombinasikan dalam satu kesatuan dengan menghubungkan tiap mesin kepada poros pengerak utama dengan bantuan kopling dan rantai rol atau kopling dan roda gigi. Mesin torak berlawanan yaitu, mesin dengan dua torak tiap silinder yang menggerakkan dua poros engkol digunakan dalam kapal dan kereta rel. Disainnya menunjukkan banyaknya keuntungan dari segi pembakaran bahan bakar, menyeimbangkan masa ulak-alik, pemeliharaan mesin dan mudah dicapai. Adapun tipe mesin terdiri dari tipe V-line dan In-line yang masing-masing mempunyai keuntungan dan kerugian. Keuntungan dari tipe V-line dibandingkan dengan tipe In-line adalah dengan kapasitas daya yang sama, konstrukksinya Vline lebih kecil dan suaranya lebih halus. Sedangkan ke rugiannya yaitu tingkat ke sulitan dalam perawatan V-line lebih tinggi. Metode Penginjeksian Bahan Bakar. Bakar Dalam mesin diesel kecepatan rendah yang asli, bahan bakar diinjeksikan kedalam silinder oleh hembusan udara tekanan tinggi, sehingga dinamakan mesin injeksi tekanan udara. Perlengkapan injeksi udara terlalu berat dan rumit untuk mesin kecepatan tinggi, dengan lubang kecil, yang menggunakan berbagai jenis injeksi tanpa udara, atau mekanis. Saat ini injeksi mekanis digunakan untuk segala jenis dan ukuran dari mesin diesel. Kecepatan. Kecepatan Pembagian mesin menurut kecepatannya yaitu mesin kecepatan rendah, menengah dan tinggi mempunyai alasan berdasarkan fakta bahwa factor kecepatan mempengaruhi desain, pemeliharaan, dan umur mesin. c. Bagian-bagian mesin diesel 1)
Silinder.
2)
Kepala silinder (cylinder head), biasanya memegang katup pemasukan dan katub buang.
3)
T orak (piston).
4)
Batang engkol (connecting rod).
5)
Poros engkol (Crankshaft).
6)
Bantalan poros engkol atau bantalan utama dan bantalan batang engkol
7)
Pompa bahan bakar dan nose l bahan bakar
d. Sistem pelumasan 1)
Sistem pelumasan recik (splash system).
2)
Sistem pelumasan tekanan (force fe ed system).
3)
Sistem pelumasan kombinasi (splash and force fe ed syst em).
e. Sistem pe ndinginan mesin terdiri dari 2 sistem : 1) Air cooling syst em (sistem pe ndinginan udara) Sistem pendinginan udara adalah sistem pendingin mesin dengan udara luar yang diisap ke dalam mesin dengan menggunakan turbo fan, kemudian dibuang berupa udara panas. Secara umum sistem pendinginan udara ini banyak digunakan pada mesin dengan kapasitas di bawah 125 KVA. Keuntungannya tidak mudah korosi/karatan pada metal mesin dan pemeliharaannya mudah, namun terdapat kerugian yaitu memerlukan exhaust ducting untuk membuang udara panas dengan ventilasi udara yang harus cukup. 2) Water cooling syste m (sistem pendinginan air) Sistem pendinginan air adalah sistem pendinginan dengan menggunakan air melalui radiator. Adapun keuntungannya lebih efektif mendinginkan mesin, namun memerlukan perawatan yang lebih intensif se suai dengan manual operasi. 3) Kombinasi air cooling system dan water cooling system Sistem pendingin kombinasi ini menggunakan turbo charger, dimana udara yang dihisap turbo charger disaring melalui saringan udara (air filter) dan digunakan untuk membantu pendinginan air yang ada di dalam radiator. Udara tersebut selanjutnya digunakan untuk membantu
pembakaran mesin (air intake). Keuntungannya adalah pendinginan mesin sangat efektif, kapasitas kemampuan mesin bertambah, fuel consumption lebih rendah dan dapat menerima beban 100 % seketika. Sedangkan kerugiannya memerlukan perawatan lebih intensif sesuai dengan manual operasi. f. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menent ukan pemilihan suatu mesin antara lain : 1) Kebutuhan daya yaitu kapasitas mesin sebaiknnya lebih besar 20 - 25 % atau sama dengan kapasitas alternato r. 2) T emperatur lokasi 3) Ketinggian lokasi terhadap permukaan air laut. 2. Generator Generator a. Umum Listrik arus bolak-balik lebih banyak dipergunakan untuk kepentingan sehari-hari, seperti untuk lampu penerangan di rumah, industriindustri di pabrik dan keperluan-keperluan lain yang sering kita jumpai. Untuk memenuhi kebutuhan ini, maka terciptalah suatu alat pembangkit listrik yang disebut Generator. Generator arus bolak-balik disebut juga generator sinkron atau alternator adalah mesin yang menggunakan magnet untuk mengubah energi mekanik menjadi energy listrik. Prinsip kerjanya yaitu tegangan akan diinduksi pada konduktor apabila konduktor tersebut digerakkan pada medan magnet sehingga memotong garis gaya. Generator digerakkan oleh beberapa jenis mesin mekanis (uap, turbin air, mesin bensin atau mesin diesel). Generator arus bolak-balik memerlukan energy mekanis untuk operasinya. b. Te ori dasar Dari pernyataan tersebut diatas dapat kita simpulkan bahwa syarat dasar terjadinya pembangkitan listrik adalah : 1) Magnet untuk menghasilkan medan magnet exsitasi. 2) Sebuah kawat yang berupa lilitan kawat/kumparan. 3) Gerakkan yang relatif antara kawat dengan magnet tersebut , umumnya gerakkan tersebut berupa kecepatan putaran yang konstan c. Prinsip Kerja generato r
Gambar I.1. Prinnsip kerja Ge nerator 1) Generator dengan sistem eksitasi terpisah.
Gambar I.2. Generator dengan sistem eksitasi terpisah 2) Generator brushless
Gambar I.3. Gene rator Brushless 3) Generator Brushless – Self Exited and Regulated
Gambar I.4. Generator Brushless – Self Exited and Regulated 4) Gene rator Three Phase Brushless
Gambar I.5. Generator T hree Phase Brushless d. Hubungan T erminal Generator
Gambar I.6. Hubungan T erminal Gene rator
Gambar I.7. Hubungan T erminal Gene rator Stamfo rd e. Tegangan Jenis generator yang umum saat ini terdiri dari 1 phase 220 V dan 3 phase 220/380 V dengan frekue nsi 50 Hz. f. Siste m coupling Sistem coupling antara mesin diesel dan alte rnator te rdiri dari single bearing alternator dan do uble bearing alternator. g. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan kapas itas gens et sebagai be rikut : 1) Bila genset digunakan untuk beban linier (on line UPS), maka sebaiknya kapasitas genset 1 ½ kali beban yang ditanggung UPS. 2) Bila genset digunakan untuk be ban biasa (tidak linier), maka kapasitas ge nset minimum 0,9 kali beban maximum. 3. Auto Automatic matic Change Over Ove r Switch Switch (ACOS)
a. Fungsi ACOS ACOS adalah suatu panel saklar pindah dari catu daya utama ke catu daya sekunder atau sebaliknya yang dikontrol oleh sebuah unit kontrol automatic (automatic main failure). Bila terjadi gangguan pada catu daya primer maka beban yang tersambung akan putus sesaat dan kemudian akan diambil alih oleh ge nset Bila catu daya utama masuk lagi maka beban langsung diambil alih oleh catu daya utama sesuai waktu pengesetan ACOS, kemudian genset akan mati dalam beberapa menit sesuai setting. b. Jenis-Jenis Automatic Main Failure (AMF) AMF merupakan unit f ungsi automatic dan saat ini AMF buatan SEG yang banyak digunakan meliputi : 1) NP1-1; Untuk genset cadangan tunggal bila catu daya utama/PLN terganggu. 2) NP1-2; Untuk genset-gense t yang dioperasikan pararel secara otomatis. 3) EP1-1; Modul tambahan sebagai kelengkapan dengan 8 buah sirkuit supervisi. 4) FP1-2; Modul sinyal remote de ngan 8 buah output t anpa tegangan (pote nsial free ) dan 2 buah sinyal kolektif . 5) DP1-1; Modul-module tambahan untuk supervisi dan indikator kecepat an. 6)
T P1-1; Unit diagnostik dengan indikasi digital dari semua setelan waktu dan pengukuran, dan juga kondisi semua sirkuit-sirkuit
fungsional. 7)
PP1-1; Sistem perekam untuk dete ksi, evaluasi, penyimpangan data oleh sebuah printer yang terpasang di dalam atau yang
ditempatkan di atas meja. 8) NC2; Untuk genset-gense t yang dioperasikan pararel secara otomatis. 9) NC3; Untuk genset-gense t yang dioperasikan pararel secara otomatis. c. Keuntungan penggunaan AMF AMF dari sistem ini yang diatur dan dikontrol oleh prosesor tidak hanya memberikan fungsi-fungsi start/stop dan supervisi dengan tingkat keandalan operasi yang tinggi seperti biasanya, namun juga beragam tambahan fungsi dan kemungkinankemungkinan penyambungan (switching possibilities) yang akan menyederhanakan teknik pusat pembangkit dan akan mengurangi pembeayaan panel-panel sambungan/switchboard serta rele-rele, sehingga akan membantu menghemat pembeayaan keseluruhan.
T ambahan keuntungan yang lain : Perangkat keras dan perangkat lunak sudah ditata sedemikian sehingga unit AMF yang tersedia dalam stok, dapat disesuaikan dengan berbagai type genset, kondisikondisi catu daya utama/PLN dan persyaratan-persyaratan fungsional dengan menggunakan built in coding plug
dan
potensiometer-potensiometer.
Jadi
tak
perlu
lagi
memesan
sebuah
“unit
automatik
khusus
untuk
memenuhi
persyaratanpersyaratan tertentu” d. Pemilihan unit-unit fungsi automatik Pilihan unit-unit dan anjuran tentang pemesanan sebagai cont oh unt uk AMF NP1-1 AMF ini dapat dipakai untuk : - Panel Auto ant ara PLN dan saklar utama/c.b. generator. - Panel Auto yang dikombinasikan dengan automatic peak looping device. - Panel Auto yang menggunakan sinkronisasi overlap. - Panel Auto yang dikombinasikan dengan f ungsi “sprinkler” untuk pemadam kebakaran. Berlainan dengan unit automatik NP1-1, fungsi unit automatik NP1-2 tidak dilengkapi dengan supervisi atau monitor tegangan catu daya utama/PLN dan kont rol saklar utama generato r. NP1-2 ini dapat digunakan untuk : - Panel Auto dengan fasilitas change over exte rnal - Panel Auto untuk beberapa genset yang dioperasikan pararel. - Panel Auto untuk bebe rapa gense t yang dioperasikan pararel dengan automatic and load depende nt prime mover (yang mesin penggeraknya diatur oleh beban secara otomatis). AMF NP1-1 dan NP1-2 dapat diperoleh dengan alternatif be rikut : - dengan 6 buah sirkuit supervisi - dengan 9 buah sirkuit supervisi - untuk catu daya DC 15 - 40 volt
- untuk catu daya DC 6 - 40 volt. Dengan jenis dan harga st andar UFA dilengkapi de ngan - Label tulisan lepas unt uk sinyal-sinyal gangguan - Plug-plug kode (coding plugs) standard dan potensiometer untuk penyetelan UFAdapat di encode kan (encoded) dan disetelkan sesuai persyaratan di pabrik, pada waktu dilakukan tes serah terima, dengan harga tambahan.
D. T EORI PENUNJANG Dalam pembahasan teori penunjang akan dijelaskan sedekit mengenai relai dan kontaktor. 1. Relai Relai Pada aplikasi pembuatan panel ACOS untuk proses kontrol digunakan relai sebagai elemen penting. Pada dasarnya relai berfungsi sebagai alat penghubung rangkaian. a. Relai Pengendali elektromekanis Relai pengendali elektromekanis (an electromechanical relay = EMR) adalah saklar magnetis. Relai ini menghubungkan rangkaian beban ON atau OFF dengan pemberian energi elektromagnetis, yang membuka atau menutup kontak pada rangkaian. EMR mempunyai variasi aplikasi yang luas baik pada rangkaian listrik maupun elektronik. Misalnya EMR dapat digunakan pada kont rol urutan panel ACOS. Relai biasanya hanya mempunyai satu kumparan, tetapi dapat mempunyai beberapa kontak. Jenis EMR diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Gambar I.8. Relai elektromekanis (electromechanical ralay = EMR) Relai elektromekanis berisi kontak diam dan kontak bergerak. Kontak yang bergerak dipasangkan pada plunger. Kontak ditunjuk sebagai normally open (NO) dan normally close (NC). Apabila kumparan diberi tenaga, terjadi medan elektromagnetis. Aksi dari medan pada gilirannya menyebabkan pluger bergerak pada kumparan menutup kontak NO dan membuka kontak NC. Jarak gerak plunger biasanya
pendek sekitar ¼ in atau kurang. Kontak normally open akan membuka ketika tidak ada arus mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menghantarkan arus atau diberi tenaga. Kontak normally close akan tertutup apabila kumparan tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya. Masing-masing kontak biasanya digambarkan sebagai kontak yang tampak dengan kumparan tidak diberi daya. Banyak EMR yang mempunyai beberapa perangkat kontak yang dioperasikan dengan kumparan tunggal. Misalnya relai yang digunakan untuk mengont rol beberapa ope rasi penghubungan dengan arus t unggal terpisah. Tipe re lai control yang digunakan untuk me ngontrol dua lampu tanda diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
Gambar I.9. Relai yang digunakan untuk mengont rol beberapa ope rasi penghubungan dengan arus tunggal te rpisah. Dengan saklar dibuka, kumparan ICR dihilangkan tenaganya. Rangkaian pada lampu hijau terhubung melalui kontak NC ICR2, sehingga lampu tersebut akan menyala. Pada saat yang sama rangkaian pada lampu pilot merah terbuka melalui kontak NO ICR1, sehingga lampu tersebut akan padam. Kalau saklar tertutup, kumparan diberi tenaga. Kontak NO ICR1 menutup sehingga lampu pilot merah menyala. Pada waktu y ang sama, kont ak NC ICR2 membuka untuk menghidupkan lampu pilot hijau. Relai elektromekanis dibuat dalam berbagai jenis untuk berbagai aplikasi. Kumparan relai dan kontak mempunyai ukuran kerja terpisah.
Kumparan relai biasanya dirancang bekerja pada pengoperasian dengan arus dc atau ac, tegangan atau arus, tahanan dan daya pengoperasian normal. Kumparan relai yang sangat peka yang dirancang untuk bekerja pada rentang mili ampere rendah, sering dioperasikan dari transistor atau rangkaian terpadu. Gambar I.10.a. memperlihatkan suatu relai jenis terbuka, tidak dikemas; kontak, kumparan dan semua bagian yang bergerak ditunjukkan sehingga dapat dilihat. Dengan relai jenis yang dikemas ini, tutup plastic menahan kontak sehingga tidak diekpos pada lingkungan yang korosif. Jenis steker yang diperlihatkan pada Gambar I.10.b. dapat diubah tanpa mengganggu pengawatan rangkaian. Apabila relai digunakan pada suatu aplikasi, maka langkah pertama adalah harus menentukan tegangan kontrol (kumparan) dari relai yang akan be kerja. Te rdapat kumparan yang mencakup sebagaian besar te gangan standar.
Gambar I.10. Relai pengendali Relai berbeda dalam jumlah dan susunan kontak. Meskipun ada beberapa kontak “ single break ” yang digunakan pada relai industri, sebagian relai yang digunakan pada kontrol peralatan mesin mempunyai kontak “ double break ” (Gambar I.11.).
Semua kontak memantul pada saat penutupan, dan pada relai pengoperasian cepat, hal ini dapat menjadi sumber masalah. Penggunaan kontak “ double break ” mengurangi masalah ini
Gambar I.11. Susunan ko ntak relai Spesifikasi paling penting ko ntak relai adalah ukuran ke rja arusnya. Ini menunjukkan besarnya arus maksimum yang dapat ditangani kont ak. Tiga ukuran kerja arus umumnya adalah : - “In-rush” atau “Kapasitas menghubungkan kontak” - Kapasitas normal atau kapasitas mengalirkan terus menerus. - Kapasitas membuka atau kapasitas memutuskan. Kontak juga dirancang untuk kemampuan kerja maksimum tegangan ac atau dc yang dapat beroperasi. Oleh karena itu, sebagian besar relai yang digunakan pada rangkaian kontrol yang ukuran kerja kontaknya lebih rendah (0-15 A, maksimum 600 V), menunjukkan level arus yang dikecilkan pada tempat mereka bekerja. Meskipun relai kontrol dari berbagai pabrik berbeda dalam penampilan dan konstruksi, relai tersebut dapat ditukarkan pada sistem pengawatan kontrol jika spesifikasinya cocok dengan permintaan sistem. Sebagaian besar kontak pada saat ini dibuat dari campuran perak dibandingkan dari tembaga. Bahan ini digunakan karena konduktifitas perak yang bagus. Oksida perak yang terbentuk pada kontak adalah juga penghantar yang bagus. Meskipun kontak kelihatan jelek atau bernoda, namun kontakkontak tersebut masih dapat beroperasi dengan normal. b. Relay Solid-State Solid-state relay (SSR) dirancang untuk melakukan tugas yang sama dengan EMR, namun masing-masing mencapai hasil akhir dengan cara yang berbeda. SSR tidak mempunyai kumparan dan kontak sesungguhnya, dan sebagai pengganti, digunakan alat penghubungan semikonduktor sperti transistor biporlar, MOSFED, SCR atu triac. Relai solid state tidak mempunyai bagian yang berputar, relai tersebut tahan terhadap goncangan dan getaran serta ditutup rapat terhadap kotoran dan kelembaban. c. Timing Relai
T iming relay adalah relai konvens ional yang dilengkapi dengan mekanisme atau rangkaian perangkat ke ras tambahan untuk menunda pembukaan atau pe nutupan kont ak beban, T iming relay sama dengan relai kontrol yang lain, menggunakan kumparan untuk mengont rol operasi dari beberapa kontak. Perbedaan antara relai control dan relai pemilih waktu adalah bahwa kontak timing relai menunda perubahan posisinya apabila kumparan diberi tenaga atau dihilangkan tenaganya. 2. Kontaktor Kontaktor Magnetis Magnetis Kontaktor magnetis sama dalam operasinya dengan elektromekanis (EMR). Keduanya mempunyai keistimewaan penting yang umum : kontak bekerja apabila kumparan diberi energi. Bahwa relai digunakan untuk tugas-pilot pada rangkaian kontrol sebab kontak-kontak tersebut dimaksudkan untuk memutuskan arus yang kecil, umumnya sekitar 15 A atau kurang.
Gambar I.12. Kontakt or magnet is T he National Electrical Manufacture Assosiation (NEMA) mendefinisikan kont aktor magnet is sebagai alat yang digerakkan se cara magnetis untuk meny ambung atau membuka be rulang-ulang rangkaian daya listrik. Tidak sepe rti relai, kont aktor dirancang untuk meny ambung dan
membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak. Keuntungan penggunakan kontaktor megnetis sebagai pengganti peralatan control yang dioperasikan secara manual meliputi hal berikut : - Pada penanganan arus besar atau te gangan tinggi, sulit untuk membangun alat manual yang cocok. Lebih dari itu, alat sepe rti itu besar dan sulit mengoperasikannya. Sebaliknya, akan relative sederhana untuk membangun kontaktor magnetis yang akan menangani arus yang besar atau tegangan tinggi, dan alat manual hanya mengontrol kumparan dari kontaktor. - Kontakt or memungkinkan operasi majemuk dilaksanakan dari satu ope rator (satu lokasi) dan diinterloked unt uk mencegah kesalahan dan bahaya operasi. - Pengope rasian yang harus diulang beberapa kali dalam satu jam, dapat digunakan kontakto r untuk menghemat usaha. Operator secara sederhana hanya menekan tombol dan kontaktor akan memulai urutan event yang betul secara otomatis. - Kontakt or dapat dikontrol secara otomatis dengan alat pilot yang sangat peka. Alat pilot ini menurut sifat dasarnya terbatas pada daya dan ukuran, dan akan sulit membuat desainnya untuk menangani arus besar secara langsung. -
Te gangan yang tinggi dapat diatasi dengan kontakt or dan menjauhkan seluruhnya dari operator, sehingga meningkatkan
keselamatan/keamanan instalasi. Operator juga tidak akan berada di sekitar bunga api daya tinggi yang selalu menjadi sumber bahaya dari kecelakaan akibat ke jutan listrik, kebakaran, at au mungkin luka pada mata. - Dengan kont aktor peralatan kontrol dapat dipasangkan pada titik yang jauh. Satu satuny a ruang yang diperlukan dekat mesin adalah ruangan untuk tombol tekan. Hal ini memungkinkan mengontrol satu kontaktor dari banyak tombol tekan seperti yang dikehendaki, dengan hanya menjalankan sedikit kawat lampu control antara stasiun. - Dengan kontaktor, kontrol otomatis dan semi otomatis mungkin dilakukan dengan peralatan seperti kontrol logika yang dapat diprogramkan (Programable Logic Controller = PLC). Bagian-bagian prinsip dari kontaktor magnetis adalah electromagnet dan kontak. Gambar I.13.a. menunjukkan empat jenis pengoperasian elektromagnetis: anak genta/lonceng, bel engkol, aksi-horisontal, dan aksi-vertikal. Rangkaian magnet terdiri dari baja ringan dengan permeabilitas tinggi dan magnet-sisa yang rendah. Tarikan magnet yang dibangkitkan oleh kumparan harus cukup untuk menutup jangkar terhadap gravitasi dan kontak pegas. Untuk mencegah jangkar dari penahan oleh magnet sisa, celah udara permanen harus diberikan pada rangkaian magnet (Gambar I.13.b.). Ini umumnya dicapai dengan menempatkan “shim” bahan non magnetic antara inti dan kerangka penyangga di bawah kepala inti atau pada bagian depan inti.
Gambar I.13. Kontaktor yang mengoperasikan electromagnet Kumparan kont aktor mempunyai sejumlah lilitan kawat berisolasi untuk memberikan belitan ampere yang diperlukan untuk b eroperasi pada
arus yang ke cil. Kumparan dibuat untuk be roperasi diatas kisaran 80-110 % ukuran kerja te gangan ac atau dc. Kumparan kont aktor arus se arah mempunyai sejumlah lilitan dan t ahanan yang t inggi. Arus yang melewatinya dibatasi de ngan tahanan. Arus yang melewati kumparan ac dibatasi dengan rangkaian impedansi dan reaktansi yang mempunyai efek yang lebih besar dibandingkan dengan t ahanan. Akibatnya, tahanan kumparan kontakt or ac adalah rendah dan jumlah lilitan relatif se dikit. Pada magnet dc, arus pada kumparan sama baik pada waktu kontaktor membuka atau menutup. Pada magnet ac, arus pada kumparan sangat ditentukan oleh reaktansi rangkaian, yang lebih rendah apabila kontaktor membuka karena adanya celah udara pada rangkaian magnet. Oleh karena itu, ada arus kejutan yang tinggi pada kumparan ketika kontaktor pertama kali dihubungkan dengan lin suplai. Arus kejutan tersebut bisa 5 sampai 20 kali arus yang mengalir melalui kumparan ketika kontaktor sudah tertutup. Kenyataan tersebut harus diperhatikan ketika kontaktor ac dan relai digunakan. Lebih lanjut dari itu harus diperhatikan bahwa alat pilot yang menangani arus kumparan harus cukup kapasitasnya untuk melewatkan arus kejutan listrik. Tarikan electromagnet yang dioperasikan pada arus bolak-balik adalah getaran dan sama de ngan nol dan dua kali selama setiap siklus. Akibatnya, jangkar kumparan kontaktor ac mempunyai kecenderungan turun atau bergetar. Ini mengakibatkan kontaktor berbunyi dan merusak bagian yang bergerak. Bunyi dan kerusakan tersebut dapat dikurangi dengan menggunakan kumparan bayangan, seperti diperlihatkan pada Gambar I.14. Kumparan bayangan adalah lilitan tunggal bahan pengantar (biasanya tembaga atau almunium yang dipasangkan pada muka rakitan magnet. Ini membentuk penarikan magnet pembantu yang berbeda fase dengan medan utama, dan cukup kuat untuk menahan jangkar lekat dengan pinggir meskipun medan magnet utama mencapai nol pada gelombang sinus. Dengan desain kumparan bayangan yang bagus, kontaktor ac dapat dibuat untuk beroperasi dengan sangat tenang. Kumparan bayangan yang rusak akan memunculkan suara yang tidak enak. Kondisi seperti itu harus segera dipulihkan karena kontaktor akan mengalami pemanasan lebih dan cepat rusak.
Gambar I.14. Kumparan bayangan Perangkat inti dan jangkar kontaktor dibuat dari baja berlapis-lapis, sedangkan perangkat dc adalah pejal karena tidak adanya arus eddy pada arus dc yang rata. Perangkat kontaktor ac dapat mendengung secara berlebihan karena pelurusan yang tidak tepat, adanya barang asing antara permukaan kontak, atau hilanganya lapisanlapisan. Yang dimaksud dengan arus eddy adalah arus yang mengalir yang jumlahnya kecil yang diinduksikan pada bahan inti dan jangkar oleh garis-garis fluks magnet.
Kumparan ac menghasilkan GGL lawan yang membatasi arus yang mengalir pada kumparan ketika kontaktor diberi tenaga. Besarnya GGL lawan tergantung pada ketepatan pelurusan (penjajaran) jangkar dan potongan tutup-inti dan yang mengakibatkan rangkaian magnet. Pelurusan yang tidak tepat atau penghambatan kemampuan jangkar untuk bergerak, mengurangi GGL lawan dan menyebabkan peningkatan arus yang mengalir pada kumparan. Tergantung pada besarnya arus yang meningkat, kumparan dapat hanya terpanaskan atau dapat terbakar jika arus bertambah cukup besar atau bertahan untuk waktu yang cukup lama. Kontak utama bertindak sebagai saklar, membuka dan menutup rankaian terhadap beban. Umumnnya kontaktor disuplai pada satu, dua, tiga atau empat susunan kutub. Kontak utama harus mengalirkan arus kerjanya tanpa mengalami panas lebih, membuat arus tanpa pantulan atau melelehkan dan menggangu arus tanpa bunga api yang tidak semestinya.
Gambar I.15. Kontak ut ama dan pembantu
Bersambung.....
Sumber : DIT JEN Perhu bunga n Udara
Comment Name
Email
Comment
Submit
Kategori Artikel Agama Penerbangan Ekonomi Teknologi
Search
widgets
