LAPORAN KERJA PRAKTEK
SISTEM PENGOPERASIAN PANEL KONTROL MOTOR INDUCED FAN GBM 304 DENGAN KENDALI ELEKTROMAGNET DI PUSRI-IB
Dibuat untuk memenuhi syarat kurikulum pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bengkulu
Oleh : Joni Irawan G1D006007
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BENGKULU 2010
58
BAB V Sistem Pengoperasian Pengoperas ian Panel Kontrol Motor Induced Fan GBM 3 04 dengan Sistem Elektromagnet di PUSRI-IB
5.1
Umum
Sebagian besar industri banyak menggunakan motor sebagai mesin produksi maupun mesin pendukung produksi. Untuk itu diperlukan proses pengoperasian mesin. Mesin yang banyak digunakan adalah motor induksi 3 fasa. Motor ini dikontrol oleh panel kontrol motor. Di dalam proses pengoperasian terdapat sistem pengendalian dan sistem pengaturan. Pengendalian ada yang bersifat manual, semi-otomatis dan otomatis. Pengendalian Pengendalian tersebut menggunakan menggunakan sistem elektromagnetik. Salah satu contoh adalah proses pengoperasian panel kontrol motor Induced Fan GBM 304 dengan kendali Elektromagnet di PUSRIIB. PUSRI-IB memiliki tiga pembagian pembagian area kerja kerja beban yaitu area Urea, Urea, Amoniak, dan Utility. PUSRI-IB memiliki 2 ruangan panel listrik utama. Satu ruangan gabungan antara panel beban amoniak dan utility sedangkan yang satunya lagi gabungan antara panel beban Urea dan Utility. Pada ruangan panel listrik terdapat DS ( Disconnected Switch), Switch ), MPR ( Motor Protection Relay), Relay), MCC ( Motor Motor Control Center ) dan panel kontrol motor. MCC merupakan pusat kontrol motor dimana satu MCC terdapat beberapa unit beban. Untuk area Urea terdapat MCC 58, MCC 511, MCC 514, area Amoniak terdiri dari MCC 51, MCC 52, MCC 513, MCC 51 A sedangkan area Utility terdiri dari MCC 510, MCC 512, MCC 515, MCC 59, 59, MCC 53, MCC 54. Beban Motor GBM 304 merupakan salah satu beban MCC 511 yang memilki kapasitas besar di urea. Motor ini terdapat sebanyak 6 unit terletak di Prilling Tower lantai Tower lantai paling atas. Di ruangan panel listrik terdapat 6 Panel kontrol motor GBM 304 dengan kode A s.d. F. Motor ini digunakan sebagai sebagai Induced Fan atau yang biasa dikenal sebagai Blower sebagai Blower . Blower ini bekerja menghisap menghisap udara panas dari dari bawah dan dibuang dibuang ke atas sistem axial .
59
5.2
Asumsi-Asumsi Data
Dalam melakukan perhitungan rating kontaktor dan arus maksimum yang mengalir pada rangkaian panel motor maka diperlukan asumsi data sebagai berikut :
5.2.1
Data Tegangan Saluran Beban, Daya Aktif Beban dan Cos Phi Beban
y
Tegangan
y
Daya Aktif (P) = 45 KW
y
Cos phi
5.2.2
5.2.3
Vrms = 440 Volt
= 0.679
Data Transformator Transfor mator Step Down 1 fasa
Merk
= Siemens
Kapasitas Kapas itas
= 200 VA
Tegangan
primer
= 440 Volt
Tegangan
sekunder
= 110 Volt
Data Motor GBM 304
Tabel
5.1 Spesifikasi GBM 304
No. Nomor Alat
Nama Alat
66 GBM 304 B
INDUCED FAN FOR PRILLTOWER
Merk
Toshiba (Japan)
Serial Number
1020117565
Daya Aktif (P)
45
Tegangan
(V)
440
Arus (A)
90
Frekuensi (Hz)
50
Putaran Putara n (rpm)
725
Kutub
8
Fasa
3
60
IP
55
Kelas Isolasi
F
Type
TIKK
Rating
Cont
Rotor
Cage
Amb Temp
40
T emp
80
Rise
Bearing DE
NU 318
Bearing NDE
6320
Sumber : PT PUSRI
(a)
(b)
Gambar 5.1 a)Motor a)Mot or GBM 304 tampak depan b) Motor GBM 304 304 tampak atas
61
5.3
Komponen-Komponen Komponen-Ko mponen yang Terdapat di Panel Motor GBM 304
Gambar 5.2 Isi panel motor GBM 304 bagian kontrol
Gambar 5.3 Isi panel motor GBM 304 bagian daya
62
Gambar 5.4 Local Control Switch yang terdapat di pintu panel kontrol motor.
5.3.1
Komponen Rangkaian Daya Day a
1. MCCB MCCB atau Moulded Case Circuit Breaker adalah alat pengaman yang berfungsi sebagai pengamanan terhadap arus hubung singkat dan arus beban lebih. Di dalam panel Motor GBM menggunakan MCCB merk siemens seri 3 VF 31 dengan rating 100 A. 2. Sekering Sekering sering disebut juga dengan pengaman lebur atau fus e. Fungsi sekering adalah mengamankan peralatan atau instalasi listrik dari gangguan hubung singkat. singkat. Di panel ini terdapat sekering kontrol dan sekering da ya. 3.
Transformator
Step Down 1 fasa .
Transformator
yang digunakan untuk menurunkan tegangan. tegangan. Di dala m
rangkaian ini guna transformator menurunkan tegangan tegangan 480 V menjadi 110 110 V. Dengan kapasitas 200 VA. 4. Current Transformator (C T) Digunakan untuk mengukur arus beban suatu rangkaian. Ratio C T disini adalah 100/5 A. 5. Saklar Tuas
63
Untuk memutuskan dan menghubungkan daya motor. 6. Kabel Penghantar Kabel yang digunakan pada motor ini adalah jenis NYFGBY 3Cx50 2
mm . 7.
Terminal
Sebagai tempat menyambungkan menyambungkan titik saluran.
5.3.2
Komponen Kontrol
1. Kontaktor magnet magnet Kontaktor magnet atau saklar magnet merupakan saklar yang bekerja berdasarkan prinsip kemagnetan. Artinya sakelar ini bekerja jika ada gaya kemagnetan pada penarik kontaknya . Bagian-bagian prinsip prinsip terdiri dari: 1.
Kontak daya umumnya hanya dilengkapi dengan 3 buah susunan kutub kontak daya yang digunakan sebagai saklar membuka dan menutup rangkaian terhadap beban. Kontak daya terbuat dari tembaga berlapis perak. Kemampuan hantar arusnya tinggi.
2.
Kontak bantu berfungsi berfungsi sebagai sebagai rangkaian kontrol/kendali. kontrol/kendali. Bahan Bahan kontaknya kontaknya terbuat dari tembaga. t embaga. Kemampuan hantar arusnya kecil.
3.
Kumparan
elektromagnetis
berfungsi
untuk
menyambung
dan
memutuskan kontak daya dan kontak kontrol secara elektromagnetis. 4.
Pegas inti berfungsi untuk membantu membantu mengembalikan mengembalikan kontak kontak ketika kumparan elektromagne elektr omagnetisnya tisnya lepas. Untuk memilih kontaktor harus memperhatikan beberapa hal:
a)
Tegangan
kerja
b) Besarnya daya c) Kemampuan hantar arus (kontaknya) (kontaknya) d) Jumlah kontak bantu yang dimiliki. dimili ki. Pada Panel Kontrol Motor GBM 304 menggunakan Kontaktor Merk
: Siemens
Seri
: 3TF52
T egangan
kerja
: 400 V AC kontak utama
64
110 V AC kontak bantu Kontak Utama
: 1 3 5 Kontak daya 2 4 6 Kontak Beban
Kontak bantu
: 2 NO yaitu 13 14 dan 43 44 2 NC yaitu 21 22 dan 31 32
Rating Arus 2.
Termal
: 170 A
Over Load Relay ( TOLR)
T hermal
Over Load Relay (TOLR) adalah suatu pengaman beban
lebih menurut PUIL 2000 bagian 5.5.4.1 yaitu proteksi beban lebih (arus lebih) dimaksudkan untuk melindungi motor dan perlengkapan kendali motor, terhadap pemanasan berlebihan sebagai a kibat beban lebih atau sebagai akibat motor tak dapat diasut. Untuk panel motor ini
TOLR
tidak terhubung dengan
CT proteksi. Pemilihan termorelai, yang harus diperhatikan: a) Kemampuan hantar arus (KHA) b) Tegangan kerja nominal c) Nilai nominal arus beban lebih (seting arus beban lebih). Pada panel kontrol motor ini menggunakan menggunakan Merk
: siemens
Seri
: 3ua62
Kontak Utama
: 1 3 5 Kontak daya
TOLR
2 4 6 Kontak Beban Kontak Bantu
: 1 NC yaitu 95 96 1 NO yaitu 97 98
Setting Setti ng Range arus
: 63 - 90 A
T egangan
: 400 Volt AC kontak utama
Kerja
110 Volt AC kontak bantu 3. Pilot Lamp (Lampu Indikator) Digunakan sebagai tanda untuk keadaan run, stop dan fault. Untuk keadaan run menggunakan lampu merah, stop menggunakan lampu hijau dan gangguan menggunakan lampu orange. Letak lampu indikator di pintu panel.
65
Tegangan
kerja pilot pilot lamp adalah 110 V dan memiliki daya aktif sebesar 3
watt. 4. Push Button Push button adalah saklar tekan yang digunakan sebagai switch motor. Push button terdapat di pintu panel. Untuk tombol start menggunakan Normally Open (NO) warna merah dan tombol stop menggunakan Normally menggunakan Normally Close (NC) warna hijau.
T egangan
Kerja Push Kerja Push Button 110 V.
5. Amper Meter Digunakan untuk membaca membaca arus beban motor GBM 304 memiliki memiliki kalibrasi 100/5 A. 7
Rotary Switch Digunakan untuk mengetahui arus fasa dan arus a ntar saluran.
5.4
Perhitungan Rating Penghantar, Rating MCCB, Rating Kontaktor
Magnet, Rating TOLR dan Arus Maksimum Rangkaian Kontrol 5.4.1
Rating Penghantar
Menurut PUIL 2000 pasal 5.5.3.1, yang berisi ³penghantar sirkit akhir yang menyuplai motor tunggal tidak boleh mempunyai KHA kurang dari 125 % arus pengenal beban penuh Perhitungan arus pengenal beban penuh (In) : In =
=
= 89,9 A
Jadi Kemampuan Hantar Arus (KHA) Penghantar adalah I = 125 % x In = 125 % x 89,9 = 112,37 A
5.4.2
Rating MCCB
Untuk sirkit akhir yang menyuplai beberapa motor, nilai pengenal atau setelan gawai proteksi hubung pendek, tidak boleh melebihi nilai terbesar dihitung menurut
Tabel
5.5-2 untuk masing-masing motor, ditambah dengan jumlah arus
beban penuh motor lain dalam sirkit akhir itu. Untuk motor sangkar 250 % x In Perhitungan arus pengenal beban penuh (In): In =
=
= 89,9 A
Jadi Rating MCCB adalah 66
I = 250 % x In = 250 % x 89,9 = 224,75 A
5.4.3
Rating Kontaktor Magnet
Perhitungan arus pengenal beban penuh (In): In =
=
= 89,9 A
Jadi Rating Kontaktor Magnet adalah I = In/80 % = 89,9 / 0.8 = 112,37 A
5.4.4
Rating TOLR
Untuk motor dengan tegangan 440 V.
TOLR
tidak terhubung dengan C T.
Sehingga rating TOLR disetting berdasarkan besarnya arus pengenal beban penuh (In). Jadi Rating
5.4.5
TOLR
disini adalah 89,9 A dibulatkan menjadi 90 A.
Arus Maksimal yang yang Mengalir pada Rangkaian Kontrol Panel Panel Motor GBM 304
Diketahui : Kapasitas Trafo Step Down 1 fasa adalah 200 VA. Tegangan
Sekunder Trafo 110 Volt
Perhitungan : Arus maksimum yang mengalir pada rangkaian kontrol adalah 200 VA / 110 V = 1,82 A
67
5.5
Sistem Pengoperasian Pengoperasi an Panel Kontrol Motor Induced Fan GBM 304
Gambar 5.5 Diagram connection panel kontrol motor GBM 304 Keterangan Kode -
MC (Kontak utama kontaktor)
-
49 (Kontak utama
-
42x (Kontak bantu NO kontaktor) kontaktor )
-
49x (Kontak bantu
-
GL (Green Light)
-
RL (Red Light)
-
OL (Orange Light)
-
W (signal)
-
CT (Current Transformator)
-
MCCB (Moulded Case Circuit Breaker)
-
F (fuse)
TOLR)
TOLR)
68
5.5.1
Umum
Sebelum masuk ke proses pengoperasian dijelaskan sedikit bahwasanya untuk pengasutan motor GBM 304 menggunakan pengasutan hubungan langsung dikenal dengan istilah Direct istilah Direct ON Line ( DOL), DOL), pengasutan p engasutan dilakukan untuk motor induksi dengan kapasitas kecil, ataupun dengan pertimbangan pertimbangan besar arus a rus asut yang tinggi dan kejutan mekanisnya tidak akan mengganggu terhadap jaringan listrik dan mesin itu sendiri. Sistem Direct ON Line bisa di lihat pada gambar 5.5. Sedangkan sistem pengendaliannya
dengan menggunakan kontaktor dengan
sistem elektromagnet yang digandeng oleh
Termal
Over Load Relay ( T OLR)
sebagai pengaman beban lebih dengan sistem bimetal .
5.5.2
Posisi Menghidupkan atau
ON
Dengan memperhatikan gambar 5.5, pertama yang dilakukan adalah MCCB 51 dinaikkan.Walaupun MCCB sudah dinaikkan kondisi rangkaian belum bekerja (motor belum running) dan arus listrik mengalir melewati fuse kontrol, kontak bantu Normally Close (NC)
TOLR
menuju lampu indikator off (GL)
sehingga lampu ini menyala karena mendapatkan supply tegangan AC 110 V yang terhubung netral. Besarnya arus yang diserap lampu 0,027 A. Jika tombol start Normally Open (NO) di-ON-kan menjadi Close (tertutup) yang terhubung dengan kontak bantu Normally bantu Normally Open (NO) terminal 13 14 kontaktor. Arus listrik mengalir dari listrik listrik jala-jala dengan dengan maksimum arus yang dapat lewat sebesar sebesar 1,82 A melewati fuse, relay
TOLR,
push button start, melewati terminal koil push koil A1A2 dari
koil kontaktor 42 42 ke netral netral N, push button stop yang dapat dilihat berdasarkan berdasarkan run signal (w). Akibatnya koil kontaktor 42 akan energized energized (kumparan (kumparan dialiri arus bersifat magnet) sehingga plat tembaga terhubung antara bagian yang bergerak dan diam. Sehingga kontak bantu Normally bantu Normally Open (NO) 42x 42x 13 14 menjadi close (tertutup) berfungsi sebagai pengunci. pengunci. Walaupun tombol tombol start
posisi dilepas dilepas
aliran listrik ke koil kontaktor 42 tetap energized dan motor induksi berputar karena tombol start paralel dengan kontak bantu Normally Open (NO) 13 14 kontaktor (Loop tertutup), serta menjadikan kontak utama close (tertutup) yang akhirnya akan menghidu menghidupkan pkan lampu indikator merah mera h (RL). Untuk push Untuk push button test hampir sama dengan prinsip start terhubung dengan kontak bantu Nomarlly Open
69
43 44, disini tidak ada proses penguncian karena tidak berhubungan dengan tombol stop (bukan rangkaian loop), pada saat ditekan koil kontaktor energized dan menjadikan kantak bantu bantu Normally Open menjadi close (tertutup) sehingga motor running motor running dan pada saat dilepas motor berhenti. Bila terjadi gangguan yang disebabkan beban lebih sehingga sehi ngga Termal Over Load ( TOLR) merasakan gangguan dikarenakan melebihi setting Full setting Full Load Ampere (FLA) 90 A maka
TOLR
yang
semula kontak 95 96 Normally Close (NC) akan menjadi Open ( T erbuka) dan kontak 97 98 yang semula Normally Open (NO) akan menjadi Close ( T ertutup) berdasarkan prinsip bimetal. Akibat kontak bantu 97 98 Normally Open (NO) menjadi close ( tertutup) maka lampu indikator orange (OL) akan menyala terhubung netral. netral. Arus tidak mengalir pada koil A1 A2 kontaktor kontaktor sehingga kontak bantu Normally Open (NO) kembali terbuka dan mengakibatkan kontak utama akan terbuka.
Tambahan
ampermeter yang ada di diagram connection berfungsi
sebagai alat ukur arus nominal motor yang menggunakan bantuan rotary switch untuk mengetahui arus fasa maupun arus line yang terhubung dengan C T pengukuran. Ratio CT 100/5 A amper maka amper meter dikalibrasikan juga 100/5 A sehingga arus yang terbaca adalah 89,9 A. Dari gambar 4.5 tombol start Normally Open (NO) terhubung dengan kontak bantu Normally bantu Normally Open (NO), tombol stop Normally close (NC) terhubung dengan kontak bantu Normally Close (NC) begitu juga dengan tombol test yang terhubung dengan kontak bantu Normally Open (NO).
Kontak
Utama
berhubungan langsung dengan kontak bantu Normally Open (NO) berdasarkan gambar 3.19 jika menjadi close maka kontak kontak utama utamapun pun close akibat energized .
5.5.3
Posisi Member Memberhentikan hentikan atau
OFF
Bila tombol tekan stop Normally Close (NO) ditekan akan menjadi open (terbuka), maka loop tertutup dari rangkaian gambar 4.5 akan terbuka, hilangnya aliran listrik pada koil A1 A2 kontaktor 42 akan de-energized (kumparan tidak dialiri listrik). Akibatnya kontak bantu bantu Normally Normally Open (NO) 13 14 yang semula menjadi close close (tertutup) pada saat motor beroperasi beroperasi akibat tidak adanya aliran listrik kemudian kembali kembali lagi menjadi menjadi Normally Normally Open (NO) maka kontak utama pun akan open (terbuka).
70
Di bawah ini gambar 5.6 5.6 jalur hubungan hubungan tombol tekan start,stop dan test.
Gambar 5.6 Hubungan tombol tekan teka n pada diagram connection motor GBM 304 Penjelasan gambar 5.6 tombol tekan start berhubungan dengan tombol tekan stop terhubung paralel sedangkan tombol tekan test tidak ada hubungan dengan tombol start maupun stop. Bila tombol start sudah ditekan namun motor tidak beroperasi maka terjadi kerusakan pada kontaktor magnet. Akibat Akibat tidak bertemunya bert emunya kontak yang bergerak dengan kontak yang tetap pada saat kumparan dialiri arus listrik (energized ( energized ). ). Tindakan
± tindakan dalam memperbaiki memperbaiki kontaktor magnet magnet adalah
1. Bagian permukaan dari kontak daya dirataka n menggunakan gerinda, kikir dan ampelas, sedangkan sebagai pembersih akhir digunakan alkohol 70%. Untuk bagian kontak magnetnya menggunakan ampelas dan dibersihkn menggunakan alkohol 70%. 2.
Setiap
melakukan
perbaikan
kontaktor
magnet
harus
dilakukan
penggantian pada pegas inti untuk menjaga elastisitas pegas. 3. Melakukan
pemeriksaan
kumparan
magnet
dengan
menggunakan
ohmmeter untuk menentukan apakah berfungsi tidaknya kumparan tersebut.
71
