Materi Pelatihan Level 2 _ Electrical Gen _

Operator Level 2

STANDAR PELATIHAN TEHNIS OPERATOR GENERATOR SET

OPERATOR LEVEL 2

PT. SUMBERDAYA SEWATAMA TAHUN 2008

Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

1

Operator Level 2

DAFTAR ISI BAB I. DASAR – DASAR KELISTRIKAN 1.1

Teori Electron ………………………………………………………

1.2

Dasar – dasar Electromagnetik ………………………………….

BAB II. DASAR – DASAR SYSTEM PEMBANGKITAN 2.1

Jenis – jenis pembangkit tenaga listrik ………………………….

BAB III. GENERATOR 3.1

Curve generator ……………………………………………………

33

3.2

Lead Connection …………………………………………………..

39

3.3

SR 4 Generator ……………………………………………………

42

3.4

Komponen Generator …………………………………………….

45

3.5

Voltage Regulator …………………………………………………

50

3.6

Generator Rating ………………………………………………….

64

BAB IV. BASIC PARALLEL 4.1

Syarat parallel ………………………………………………………. 66

4.2

Metode Parallel …………………………………………………….

70

4.3

Pengaturan Daya Aktif & reaktif …………………………………..

75

4.4

Load Karakter ………………………………………………………. 83

BAB V. CONTROL DAN PROTEKSI 5.1

Electronic Modul Control Panel ( EMCP ) ……………………….. 86

BAB VI. SWITCH GEAR 6.1

Panel Control Genset ( PCG ) ……………………………………

127

6.2

Transformer ……………………………………………………….

154

6.3

Cubicle Panel Tegangan menengah ……………………………. 163

6.4

Metering & Out Going ……………………………………………


168

2

Operator Level 2

PELATIHAN TEHNIS OPERATOR GENSET LEVEL 2 Judul Pelatihan

:

Pengoperasian Unit Generator Set Level 2

Diskripsi

:

Standar Latih Kompetensi ini berkaitan dengan penerapan dan pelaksanaan pengoperasian Unit Generator Set untuk operator level 2 sesuai dengan standar dan batasan pengoperasian.

TUJUAN

:

Untuk menghasilkan tenaga tehnik ketenagalistrikan yang memiliki kompetensi dalam bidang pengoperasian unit Generator set sesuai dengan standar.

SASARAN

:

Setelah

mengikuti

pelatihan

ini

operator

Genset

PT.

Sumberdaya Sewatama diharapkan mampu menerapkan prosedur

pengoperasian

sistem,

Persiapan

operasi

Generator Set, melaksanankan pengoperasian, melakukan pemantauan dan pengendalian terhadap penyimpangan kondisi operasi, serta membuat laporan pengoperasian Generator Set. PRASYARAT

:

Telah lulus uji operator level 1


3

Operator Level 2

DASAR – DASAR KELISTRIKAN


4

Operator Level 2

DASAR – DASAR KELISTRIKAN SUBYEK PEMBAHASAN q

Pembahasan tentang teori atom

q

Pembahasan tentang tahanan, kapasitor dan diode

q

Pembahasan mengenai hubungan antara tahanan, arus dan tegangan

q

Pembahasan mengenai pengukuran tahanan dan tegangan pada rangkaian tertutup

KRITERIA PEMBAHASAN q

Menjelaskan tentang teori electron

q

Menjelaskan prinsip dasar tahanan, kapasitor dan diode

q

Menjelaskan tentang dasar – dasar elektromagnetik

q

Menjelaskan tentang hubungan antara tahanan, arus dan tegangan

q

Menjelaskan tentang pengukuran tahanan dan tegangan pada rangkaian tertutup

q

Menjelaskan cara menghitung besarnya tahanan, tegangan dan arus dala m rangkaian tertutup

SASARAN Setelah mempelajari materi ini diharapkan operator mengetahui dan paham tentang beberapa hal yaitu :

q

Dasar – dasar kelistrikan yaitu pemahaman mengenai tahanan, kapasitor dan diode.

q

Teori dasar electron, definisi zat, molekul, masa atom, proton, electron, neutron, electron bebas & hokum columb

q

Operator bisa melakukan penghitungan besarnya tahanan, tegangan dan besarnya arus dalam rangkaian tertutup.

q

Operator memahami tentang medan magnet dan hokum – hokum yang berkaitan dengan medan magnet.

q

Operator dapat memahami tentang rangkaian seri dan parallel pada rangkaian tertutup.


5

Operator Level 2

LISTRIK FUNDAMENTAL Dalam mempelajari dasar kelistrikan , baiknya kita terlebih dahulu memahami tentang teori elektron yang terdiri dari hal – hal sebagai berikut : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Zat Molekul Masa Atom Proton, Neutron, Elektron Elektron Bebas Hukum Columb

Element - element di atas sangat penting di proses terjadinya listrik, maka dari itu kita akan bahas lebih mendalam tentang element di atas. Zat adalah suatu benda yang dapat di sentuh dan dirasakan oleh bagian tubuh manusia, dimana zat itu sendiri mempunyai bentuk yang beragam seperti : Zat cair, padat, gas dll. Molekul adalah bagian yang kecil dari suatu zat, molekul mempunyai sifat fisis dan sifat kimia yang sama dengan zat asal molekul itu sendiri. Contoh nya adalah air merupakan zat yang paling banyak kita jumpai di kehidupan sehari – hari, setetes air di bagi – bagi serta di pecah sampai menjadi bagian yang terkecil. Maka partikel yang terkecil itu di namakan “ Molekul “. Massa adalah sifat fisika dari suatu benda yang umum digunakan untuk mengukur banyaknya materi yang terdapat disuatu benda. Dalam Sistem Internasional SI, massa diukur dalam satuan kilogram. Alat yang digunakan untuk mengukur massa biasanya adalah timbangan. Tidak seperti berat, massa disetiap tempat selalu sama. Misalnya: massa kita ketika di bumi dan di bulan sama, akan tetapi berat kita di bumi dan di bulan berbeda. Hubungan antara massa dan berat adalah massa*(percepatan gravitasi) merupakan berat. F= m*g. F adalah force atau gaya/berat, m adalah massa, dan g adalah percepatan gravitasi (daya tarik bumi). Beberapa orang menuliskan rumus tersebut dalam bentuk W=m*g. di mana W menyatakan weight atau berat/gaya. Menurut ilmu fisika, massa seseorang akan selalu sama di manapun dia berada, akan tetapi berat orang tersebut akan berbeda untuk satu tempat dengan tempat yang lain (berat orang tersebut di kutub akan lebih besar dari pada beratnya di katulistiwa).


6

Operator Level 2 Mirip dengan hal itu, berat suatu benda di atas permukaan laut akan lebih besar dari pada beratnya pada puncak gunung yang tinggi. Hal ini disebabkan ka rena percepatan gravitasi di kutub lebih besar daripada di katulistiwa, dan percepatan gravitasi di atas permukaan laut lebih besar dari pada di tempat yang lebih tinggi ( karena jaraknya ke pusat bumi lebih jauh) . Atom adalah zat paling terkecil dari molekul dan tidak dapat dibagi lagi dengan cara apapun, dan didunia ini terdapat banyak jenis atom yang dapat membentuk jutaan benda yang berlainan.

( Gambar 1.1 ) Tata surya dapat diilustrasikan sebagai struktur atom , inti atom terletak di tengah dan dikelilingi lintasan elektron yang bermuatan negatif. Inti atom terdiri dari Proton dan Neutron. Muatan yang membuat struktur atom sendiri mempunyai massa yang berlainan antara lain : • • •

Proton mempunyai massa Neutron mempunyai massa Elektron mempunyai massa


: 1.673.10 kg Massa. : 1.675.10 kg Massa. : 9.1.10 kg Massa.

7

Operator Level 2

Proton, Neutron dan Elektron Proton adalah bagian dari struktur atom yang bermuatan positif dan proton mempunyai sifat yaitu memiliki satu muatan listrik.

proton +

_

Garis gaya positif ( Gambar 1.2 )

Neutron merupakan struktur atom yang bermuatan netral dan mempunyai sifat tidak bermuatan arus listrik, Neutron terbentuk apabila jarak elektron dan proton semakin dekat maka semua garis gaya dari elektron akan bergabung dengan semua garis gaya dari proton sehingga tidak terdapat medan luar. Akibatnya akan terbentuk suatu kelompok netral atau tak bermuatan. Ini dikenal dengan sebutan neutron.

Elektron merupakan partikel yang paling kecil dan ringan dari struktur atom yang bermuatan negatif, dikarenakan elektron mempunyai sebuah gaya medan yang tidak tampak serta garis – garis gaya tersebut mengarah keluar. elektron

_

Garis gaya negative ( Gambar 1.3 )

Dan proton juga memiliki gaya medan di sekeliling nya medan positif tersebut di gambarkan oleh garis – garis kearah dalam.


8

Operator Level 2 # Menurut hukum fisika dasar # Muatan yang sama akan membuat suatu gaya saling tolak menolak, dan muatan yang berlainan akan membuat gaya tarik menarik.

_

_

+ _

+ _

Muatan sejenis saling tolak menolak

_

+ _

Muatan lain jenis saling tarik menarik

Sesuai dengan teori tersebut, garis gaya negatif tidak akan tergabung dengan garis gaya negatif yang lain, yang terjadi adalah garis -garis gaya tersebut akan saling tolak-menolak. Sedangkan bila proton dan elektron yang berada pada jarak tertentu akan saling tarik-menarik. Jika sebuah elektron dan proton saling tarik menarik, maka elektron lah yang bergerak mendekati proton hal ini dikarenakan massa proton lebih berat 1835 kali massa elektron. Oleh karena itu, biasanya elektron lah yang bergerak dalam kelistrikan. Medan yang mengelilingi elektron dan proton dikatakan sebagai medan elektrostatik yang menunjukkan adanya suatu simpanan energi didalamnya. Jika elektron bergerak, akan timbul kelistrikan dinamik yang menunjukkan adanya suatu gerakan. Untuk menggerakan sebuah elektron, perlu ada adanya suatu medan bermuatan negatif untuk mendorongnya dan suatu medan positif untuk menariknya, atau seperti pada suatu rangkaian listrik, ada muatan negatif dan positif bersama-sama.


9

Operator Level 2 Elektron Bebas Kebanyakan atom mempunyai sebuah inti yang terdiri dari semua proton dari atom tersebut di tambah satu atau lebih neutron. Sisa elektron menglilingi inti dalam beberapa lapisan. Lapisan pertama ditempati 2 elektron, lapisan kedua ditempati 8 elektron, lapisan ketiga akan penuh jika mempunyai 18 elektron dstnya.

Elektron-elektron pada lapisan terluar dapat dengan mudah terlepas dan berkeliaran bebas dalam ruang terbuka yang terdapat diantara atom dan molekul sehingga dinamakan elektron bebas. Ada juga elektron lain pada lapisan terluar yang sulit terlepas dan disebut elektron terikat.

Konduktor, Isolator dan Semikonduktor Bahan-bahan yang terbuat dari atom-atom (molekul-molekul) yang mempunyai elektron bebas pada lapisan (kulit) terluar disebut sebagai Konduktor (Penghantar). Atom-atom pada bahan yang hanya memiliki elektron terikat akan menolak adanya pertukaran elektron. Bahan demikian disebut sebagai Isolator. Pada material yang memiliki sifat diantara kedua bahan tersebut diatas (semikonduktor), elektron tetap terikat pada atomnya pada suhu rendah (0oK). Sehingga semikonduktor tetap bersifat sebagai Isolator. Bahan-bahan serupa dikenal dengan sebutan Semikonduktor Intrinsik (murni). Bila temperatur dinaikkan, sebagian elektron akan bebas dan mudah bergerak walaupun dipengaruhi oleh medan yang kecil. Maka isolator ini sekarang mulai dapat menghantar arus dan disebut sebagai semikonduktor Ektrinsik (tak murni).atau dapat disimpulkan seperti dibawah ini: Atom yang pada orbit terjauhnya Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

10

Operator Level 2 mempunyai electron kurang dari 4 disebut KONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron sama dengan 4 disebut SEMIKONDUKTOR, sedangkan yang mempunyai electron lebih dari 4 disebut ISOLATOR. Hukum Coulomb Coulomb adalah jumlah muatan yang mengalir melalui suatu penampang kawat dalam waktu satu detik bila besarnya arus dalam kawat adalah satu ampere. Satuan dasar dari muatan listrik e dihubungkan dengan Coulomb melalui: e = 1.6 x 10-19 C Hukum Coulomb menyatakan “besarnya gaya diantara dua benda bermuatan sebanding dengan hasil kali muatan-muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara muatan-muatan tersebut”. Dengan pernyataan yang lebih sederhana hukum Coulomb dinyatakan secara perhitungan matematis yang diberikan sebagai berikut: qq F = k 1 22 d keterangan: F = gaya (N/Newton) k = tetapan Coulomb (8,99 x 10 9 N.m 2/C2) d = jarak antara muatan-muatan (m2) q1 = muatan 1 (C/Coulomb) q2 = muatan 2 (C/Coulomb) bila kedua muatan mempunyai tanda yang sama, yaitu jika keduanya positif atau negatif, gaya bersifat tolak menolak. Kuantitas Listrik Kuantitas Listrik

Simbol

Satuan (Sistem SI)

Muatan

Q, q

Coulomb (C)

Arus

I, i

Ampere (A)

Beda Potensial

E, e

Volt (V)

Daya

P, p

Watt (W)

Tenaga / kerja

W, w

Joule atau wattdetik (J/Ws)


11

Operator Level 2 Faktor – faktor Kelistrikan Didalam faktor – faktor kelistrikan ada lima hal yang harus kita ketahui diantara lain : •

Tegangan ( Voltage )

•

Arus ( Ampere )

•

Hambatan ( Resistance )

•

Daya ( watt )

•

Hukum Ohm

Tegangan ( Voltage ) Setelah kita mempelajari teori elektron sebelumnya, maka Tegangan adalah gaya dari medan elektrostatik yang mampu menggerakan muatan lainnya di karenakan terjadinya perbedaan muatan potensial. Penemu dari teori tersebut adalah Alessandro volta ilmuwan yang berasal dari Italy, Nilai dari perbedaan muatan potensial tersebut dikenal dengan nama electromotif Force ( EMF ). Satuan dari perbedaan itu adalah Volt yang sering di sebut dengan Voltage ( Tegangan ). Tingkatan satuan – satuan yang digunakan didalam besaran tegangan listrik adalah : Awalan pangkat 10 Kelipatan 1018 1015 1012 109 106 103 102 101

Awalan eksa peta tera higa mega kilo hekto deka

Singkatan E P T G M k H da

Kelipatan 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18

Awalan desi senti Mili micro Nano Piko Femto ato

Singkatan D C M ? N P F A

Arus Listrik Adalah besarnya muatan listrik yang mengalir dalam sebuah konduktor, dimana besar tersebut menurut seorang Ilmuwan yang bernama Charles Coulomb sebesar q = 6,28 X 10 18 proton atau electron.

Untuk mengetahui muatan listrik yang mengalir tiap detik pada suatu konduktor dapat dipakai rumus :

Intensitas dari arus tersebutdinyatakan dalam Ampere ( A ).


12

Operator Level 2 Hambatan ( Resistance ) Adalah perlawanan dari suatu benda terhadap aliran dari elektron yang d isebut resistance. Satuan besarnya hambatan listrik adalah Ohm dilambangkan dengan huruf yunani Omega ( O ). Menurut penemu teori tersebut George Simon Ohm bahwa pada tegangan yang tetap jumlah arus yang mengalir melalui material tergantung dari tipe material dan ukurannya. Maka bisa diambil kesimpulan bahwa besar kecil nya suatu hambatan dipengaruhi beberapa faktor, antara lain : •

Panjang atau pendeknya konduktor

•

Besar atau kecilnya penampang konduktor

•

Tahanan jenis penghantar

•

Temperatur

( Gambar 1. Faktor – faktor Hambatan ) Daya ( Power ) Bisa didefinisikan sebagai energi yang diberikan pada elektron tiap satuan waktu, dimana daya ( p ) sebesar : P=v dq/dt = vi dengan satuan watt ( 1 watt = 1 volt x 1 Amper ) berikut ini adalah gambar sederhana tentang aliran arus pada beban karena potensial tegangan ( v ).


13

Operator Level 2 Apabila tegangan (v) mengaliri suatu beban dan arus (i) ikut mengalir di antaranya energi yang di berikan ke masing – masing elektron yang menghasilkan arus listrik sebanding dengan v ( Beda Potensial ). Dengan demikian total energi yang dihasilkan ke sejumlah elektron yang menghasilkan total muatan sebesar adalah sebanding dengan v x dq. Hukum ohm ( O ) Menurut George Simon Ohm penemu dari hukum Ohm adalah sebagi berikut : Pada kawat pengahantar, kuat arus sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan jembatannya. Dari Teori diatas dapat di apresiasikan dengan Rumus :

E=IXR I = E/R R = E/I

E

=

Tegangan

I

=

Arus

R

=

Resistor

Pada ilustrsi di atas adalah hubungan antara tegangan, arus dan resistor.

E (tegangan) = I (arus) X R (tahanan)

E (tegangan) I (arus)

= R (tahanan) E (tegangan)

R (tahanan) = I (arus)


14

Operator Level 2

Pada gambar di atas adalah bagaimana cara mencari nilai E (voltage). Dengan bantuan rumus bahwa E = I X R maka hasilnya adalah : Diketahui :

I R

= 200 mA (0.20 A) = 60 Ω

Maka

E

= 200 X 60 = 0.20 X 60 = 12 Volt

Pada gambar di atas yang dicari adalah besarnya filament Resistance (tahanan filament). Dengan bantuan rumus di atas maka besarnya R (resistance) adalah : Diketahui :

E I

= 12 V = 600 mA

Maka

R

=

12 0.60 = 20 Ω


15

Operator Level 2

Pada gambar di atas yang dicari adalah besarnya I (ampere). Dengan menggunakan formula di atas maka besarnya I adalah : Diketahui :

E R

= 24 V = 240 Ω

Maka

I

=

24 240 = 0.1 A (100 mA)

Dari Hukum Ohm tersebut berlaku : •

Jika Tegangan dinaikan maka arus akan naik

•

Jika Tegangan diturunkan maka arus akan turun

•

Jika hambatan diperkecil maka arusnya naik


16

Operator Level 2 Dasar Elektromagnetik Medan magnet dan garis -garis gaya magnet Medan Magnet Medan magnetik adalah ruang disekitar magnet dimana tempat benda-benda tertentu mengalami gaya magnetik. Gaya magnetik dapat ditimbulkan oleh bendabenda yang bersifat magnetik dan juga arus listrik/muatan listrik yang bergerak. Magnet mempunyai dua kutub, yaitu utara (U) dan selatan (S). Medan magnetik dapat digambarkan dengan garis-garis gaya magnetik yang disebut spectrum magnetik. Garis gaya magnetik didefinisikan sebagai garis khayal yang merupakan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila dapat bergerak dengan bebas. Garis gaya magnatik selalu memancar dari kutub utara ke kutub selatan dan tidak pernah memotong, seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Magnet batang sederhana

Gambar 2. Garis medan magnet batang sederhana Garis medan magnetik dianggap mempunyai karakteristik tertentu. Semua garis kekuatan:


17

Operator Level 2

• • • • • •

Mulai pada kutub utara dan berakhir pada kutub selatan . Kontinyu dan selalu membentuk loop yang lengkung. Tidak pernah memotong. Cenderung memendek sendiri , karenanya garis magnet diantara kutub yang berbeda menyebabkan kutub ditarik lebih dekat. Masuk dan keluarnya material magnet pada sisi kanan permukaan. Melewati semua material, magnet ataupun nonmagnet. Selain itu, tidak ada isolator untuk kuat garis magnet.

Medan Magnetik di Sekitar Arus Listrik Hans Christian Oersted (1777-1851 orang Denmark) merupakan orang pertama yang menemukan adanya medan magnet disekitar arus listrik. Gambar di bawah tampak jarum kompas diletakkan di bawah kawat penghantar. Saat saklar terbuka, pada kawat tidak ada arus listrik yang mengalir dan jarum kompas pada posisi sejajar dengan kawat. Apabila saklar ditutup sehingga arus mengalir pada kawat penghantar, maka jarum kompas menyimpang. Simpangan jarum kompas tergantung arah arus pada kawat dan letaknya.Dari percobaan ini, Oersted menyimpulkan bahwa "disekitar penghantar berarus listrik timbul medan magnet".

Gambar 3. Percobaan Oersted yang menunjukkan bahwa arus listrik menimbulkan medan magnet 1. Kaidah tangan kanan, dengan ketentuan : o o

arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik. arah lipatan jari yang berarah melingkar menunjukkan arah medan.

2 Kaidah sekrup putar kanan, dengan ketentuan : o o

arah putaran sekrup menunujukkan arah medan magnet. arah maju/mundurnya sekrup menunujukkan arah arus listrik.


18

Operator Level 2

Gambar 4. Aturan tangan kanan Oersted

Gambar 5.Arah gerak sekrup menunjukan arah arus Bentuk Medan Magnetic di Sekitar Penghantar Berarus : a. Medan magnetic disekitar penghantar lurus Medan magnet disekitar penghantar lurus berarus listrik berbentuk lingkaran sepusat dengan penghantar itu sebagai pusatnya.Untuk menentukan arah medan magnet dapat digunakan aturan tangan kanan. Arah medan magnet disekitar penghantar berarus listrik dapat dilihat pada gambar 3 dibawah ini :

Gambar 6. arah medan magnet disekitar penghantar lurus Secara matematis besarnya medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan :

dimana : r = jarak antara titik P dan sumbu kawat


19

Operator Level 2 b. Medan magnet disekitar penghantar berbentuk lingkaran Kaidah tangan kanan juga berlaku pada penghantar berbentuk lingkaran ini, dan arah meda magnetnya dapat dilihat pada gambar 4 dibawah ini :

Gambar 7 . Arah medan magnet disekitar penghantar berbentuk lingkaran Secara matematis besarnya medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan :

dimana : a = jari-jari c. Medan magnet disekitar kumparan Bila suatu kumparan diberi arus listrik, setiap bagian kumparan ini menimbulkan medan magnet disekitarnya. Medan magnet yang timbul merupakan gabungan medan magnet dari tiap bagian itu. Garis -garis medan magnet didalam selenoida (kumparan) saling sejajar satu dengan lainnya, yang dinamakan medan magnet homogen. Untuk menentukan arah medan magnet dalam selenoida digunakan aturan tangan kanan seperti pada penghantar melingkar.

Gambar 8. Arah medan magnet disekitar kumparan (selenoida) Secara matematis besarnya medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan : dimana : N = jumlah lilitan Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

20

Operator Level 2 Gaya Magnet Gaya Magnetik pada Penghantar Berarus Listrik Pada percobaan Oersted menunjukkan bahwa kutub – kutub magnet jarum mengalami gaya magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik. Suatu fakta menunjukkan bahwa penghantar yang berarus listrik dalam medan magnet juga mengalami gaya magnet. Gaya magnet pada penghantar berarus listrik yang berada di dalam medan magnet pertama kali diamati oleh Lorentz, sehingga gaya magnet ini disebut juga gaya Lorentz. Adanya gaya magnet pada penghantar berarus listrik didalam medan magnet dapat diamati pada rangkaian dibawah . Pada rangkaian dibawah, apabila saklar ditutup maka arus listrik mengalir dari A ke B. Pada saat itu aluminium foil akan melengkung keatas. Kemudian bila kutub sumber dibalik (arus mengalir dari B ke A), ternyata aluminium foil melengkung kebawah. Yang menyebabkan aluminium melengkung ke bawah atau ke atas tidak lain adalah suatu gaya yang dikenal sebagai gaya magnetik ( gaya Lorentz). Jadi arus listrik yang berada di dalam medan magnet mengalami gaya magnetik. Arah gaya magnetik tergantung pada arah arus dan arah medan magnet.

Gambar 9. Percobaan yang menunjukkan bahwa arus listrik mengalami gaya magnetik Secara matematis besar gaya magnet pada penghantar berarus listrik didalam medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan :

dimana : F = gaya magnet (N) B = kuat medan magnet (weber / m 2) i = kuat arus (A) l = panjang penghantar (m) a = sudut antara arah arus dengan arah medan magnet


21

Operator Level 2 Besar gaya magnetik ( gaya lorentz) dipengaruhi : • • • •

besar kuat arus listrik ( i ) besar medan magnet ( B ) panjang kawat ( l ) sudut antara arah arus dan arah medan magnet.

Untuk menetukan arah gaya magnetik (Gaya Lorentz) digunakan aturan tangan kanan sebagai berikut : • • •

arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik ( i ) arah jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet ( B ) dorongan telapak tangan menunujukkan arah gaya Lorentz ( F )

Gambar 10. Aturan tangan kanan Berikut ini menunjukkan beberapa contoh arah gaya magnetik pada penghantar berarus listrik didalam medan magnetik :

Gambar 11. contoh arah gaya magnetik.


22

Operator Level 2 DIODA by aswan Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. dioda memiliki fungsi yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang s iap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

dioda dengan bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.


23

Operator Level 2

dioda dengan bias negatif Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

grafik arus dioda Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi break down, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.


24

Operator Level 2 Resistor oleh aswan hamonangan Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol ? (Omega). Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut.

Warna Nilai

faktor Toleransi pengali

Hitam 0 Coklat 1

1 10

Merah 2 Jingga 3

100 1.000

Kuning 4

10.000

Hijau

5

100.000

Biru Violet

6 7

10 6 10 7

Abuabu

8

10 8

Putih Emas

9 -

10 9 0.1

5%

Perak

-

0.01

10%

-

20%

Tanpa warna


1% 2%

25

Operator Level 2 Tabel - 1 : nilai warna gelang Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya. Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya. Misalnya resistor dengan gelang kuning, violet, merah dan emas. Gelang berwarna emas adalah gelang toleransi. Dengan demikian urutan warna gelang resitor ini adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana violet dan gelang ke tiga berwarna merah. Gelang ke empat tentu saja yang berwarna emas dan ini adalah gelang toleransi. Dari tabel-1 diketahui jika gelang toleransi berwarna emas, berarti resitor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansisnya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resitor ini resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga gelang selain gelang toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua. Masih dari tabel-1 diketahui gelang kuning nilainya = 4 dan gelang violet nilainya = 7. Jadi gelang pertama dan kedua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm dan toleransinya adalah 5%. Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resitor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100? 5W.


26

Operator Level 2 Kapasitor Prinsip dasar dan spesifikasi elektriknya Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

prinsip dasar kapasitor Kapasitansi Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis : Q = CV …………….(1) Q = muatan elektron dalam C (coulombs) C = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besar tegangan dalam V (volt) Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut : C = (8.85 x 10-12) (k A/t) ...(2)


27

Operator Level 2 Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan. Udara vakum

k=1

Aluminium oksida

k=8

Keramik

k = 100 - 1000

Gelas

k=8

Polyethylene

k=3

Untuk rangkain elektronik praktis, satuan farads adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasar memiliki satuan uF (10-6 F), nF (10 -9 F) dan pF (10-12 F). Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047uF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF.

Tipe Kapasitor Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. Membaca Kapasitansi Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v. Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau = 100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF. Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam datasheet. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut.


28

Operator Level 2 Tegangan Kerja (working voltage) Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik. Para elektro - mania barangkali pernah mengalami kapasitor yang meledak karena kelebihan tegangan. Misalnya kapasitor 10uF 25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC. Temperatur Kerja Kapasitor masih memenuhi spesifikasinya jika bekerja pada suhu yang sesuai. Pabrikan pembuat kapasitor umumnya membuat kapasitor yang mengacu pada standar popular. Ada 4 standar popular yang biasanya tertera di badan kapasitor seperti C0G (ultra stable), X7R (stable) serta Z5U dan Y5V (general purpose). Secara lengkap kode-kode tersebut disajikan pada table yang disediakan pabrik pembuat.


29

Operator Level 2

DASAR – DASAR SISTEM PEMBANGKITAN


30

Operator Level 2 JENIS - JENIS PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK Transmisi Industri Transmisi Distribusi Konsumen Step up transformer

Gradu induk

Generator

Gambar ilustrasi di atas adalah sistem pembangkitan, transmisi dan distribusi. Atau dengan kata lain dari generator pembangkit sampai ke beban pemakaian. Yang akan dibahas lebih khusus adalah tentang sistem pembangkit. Jenis – jenis pembangkit listrik antara lain : q Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) q Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) q Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap (PLTGU) q Pembangkit Listrik Turbin Gas (PLTG) q Pembangkit Listrik tenaga Air (PLTA) q Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) Pada dasarnya pembangkit tenaga listrik yang membedakan adalah kapasitas pembangkit, tenaga penggerak dan bahan bakarnya. Di bawah ini adalah contoh – contoh pembangkit listrik. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL (PLTD)


31

Operator Level 2 Pada pembangkit listrik tenaga diesel, diesel generator set adalah sebagai pembangkitnya. Bahan bakar dari pembangkit ini adalah HSD ( High Speed Diesel ) fuel atau MFO ( Marine Fuel Oil ) fuel. Beberapa diesel generator set dioperasikan secara parallel. Pada pembangkit ini umumnya mempunyai kapasitas yang lebih kecil dibandingkan dengan pembangkit jenis lain. Pembangkit jenis ini lebih simple dan tidak membutuhkan tempat yang luas sehingga lebih praktis dalam pemasangannya, akan tetapi pembangkit ini tidak efisien karena masih menggunakan bahan bakar minyak sehingga biaya operasinya cukup tinggi sedangkan daya yang dikeluarkan kecil. PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), generator digerakkan oleh turbin uap. Uap dihasilkan dari pemanasan air pada ketel – ketel uap. Bahan bakar dari pembangkit ini adalah batu bara. Pembangkit ini umumnyua mempunyai kapasitas yang lebih besar, serta mempunyai effisiensi yang tinggi karena bahan bakarnya adalah batu bara yang harganya relatif lebih murah jika dibandingkan dengan bahan bakar minyak dan daya yang dihasilkan lebih besar. Pembangkit ini umumnya dibangun didekat sumber air seperti dekat pantai, hal ini untuk mempermudah mendapatkan suplai air dan lebih mudah dalam transportasi batu bara. PEMBAN GKIT LISTRIK TENAGA GAS UAP


32

Operator Level 2 Pada pembangkit listrik tenaga gas uap, generator digerakkan oleh turbin uap. Pembangkit ini hampir sama dengan PLTU hanya bahan bakar yang dipakai adalah Gas. Pembangkit ini juga mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan PLTD. Pembangkit ini lebih effisien dibandingkan dengn PLTD. PEMBANGKIT LISTRIK TURBIN GAS

Pada Pembangkit Listrik Turbin Gas (PLTG), generator digerakkan oleh turbin gas. Pembakaran terjadi di dalam turbin itu sendiri. Bahan bakar dari PLTG adalah natural gas atau Combined Turbin Gas, bisa berbahan bakar gas atau fuel. Jenis pembangkit ini lebih effisien dibandingkan dengan PLTD. Turbin gas akan menghasilkan daya yang lebih besar, akan tetapi pembangkit ini hanya bisa dibangun pada daerah yang terdapat suplai gas sebagai bahan bakar, sehingga gas turbin tidak bisa dioperasikan disetiap tempat.


33

Operator Level 2

GENERATOR


34

Operator Level 2

GENERATOR SUBYEK PEMBAHASAN q

Dasar – dasar pembangkit Generator

q

Generator

q

Lead Connection

q

SR 4 Generator Set

q

Komponen Generator

q

Automatic Voltage Regulator (AVR)

q

Generator rating

q

Prinsip dasar parallel

q

Kontrol dan proteksi


Menjelaskan prinsip dasar pembangkitan

q

Menjelaskan generator AC 3 phase

q

Menjelaskan type lead connection

q

Menjelaskan tentang tipe generator SR 4

q

Menjelaskan tentang fungsi komponen generator

q

Menjelaskan fungsi dan cara kerja Automatic Voltage Regulator

q

Menjelaskan tentang pembagian rating generator

q

Menjelaskan tentang prinsip dasar parallel

q

Menjelaskan tentang pengaturan daya aktif & daya reaktif

q

Menjelaskan tentang load karakter

q

Menjelaskan jenis – jenis proteksi dan cara kerja proteksi pada generator

SASARAN Setelah mempelajari materi ini diharapkan operator mengetahui dan paham tentang prinsip dasar pembangkitan, memahami struktur generator, hubungan lilitan pada stator generator, memahami fungsi dan cara kerja Automatic voltage Regulator, serta mengetahui jenis – jenis proteksi yang terpasang pada generator set. Sehingga operator mampu mengidentifikasi secara dini setiap penyimpangan yang terjadi pada generator.


35

Operator Level 2

GENERATOR Generator adalah merupakan sumber pembangkit energi listrik yang merubah energi gerak mekanik menjadi energi listrik. Kaidah tangan kanan fleming’s dipakai untuk menentukan prinsip kerja generator listrik dengan menggambarkan hubungan antara arah fluks medan magnet, arah gerakan mekanik konduktor dan arah arus di konduktor. Pada pembahasan ini adalah mengenai generator arus bolak – balik (AC). Ada 3 syarat mutlak yang harus dipenuhi untuk sebuah generator agar dapat membangkitkan energi listrik yaitu : 1. Magnetic Field 2. Conductor 3. Relative Motion

Magnetic field Kekuatan dari magnetic Field (medan magnet) akan mempengaruhi besarnya tegangan induksi. Untuk menimbulkan medan magnet pada generator dengan cara membuat magnet buatan, Semakin kuat medan magnet yang timbul maka akan semakin besar tegangan yang keluar dari konduktor. Conductor Conductor adalah sebuah penghantar listrik, panjang konduktor akan mempengaruhi besarnya tegangan induksi. Semakin panjang konduktor (penghantar) maka semakin tinggi tegangan outputnya. Relative Motion Relative Motion (perubahan gerak putaran) akan mempengaruhi besarnya tegangan induksi. Semakin cepat gerakan konduktor memotong garis – garis gaya magnet (medan magnet) maka tegangan outputnya semakin tinggi pula.


36

Operator Level 2 Kondisi tersebut menganut hukum Farady’s yaitu : e=BLV e = tegangan induksi dalam volt B = kerapatan fluks medan magnet (tesla) L = panjang konduktor (meter) V = kecepatan konduktor (m/detik) KURVE GENERATOR Perlu diketahui bahwa ada tiga tipe voltage yang dihasilkan oleh sumber tegangan yang berbeda yaitu : Steady DC Voltage, Alternating Current, Pulsatind DC

Gambar di atas adalah tipe sumber tegangan DC voltage, tegangan ini mempunyai kurve yang stabil atau konstan. Contoh sumber tegangan ini adalah Battery/Accu. Output voltage pada posisi positif (+) selalu pada setiap saat.

Gambar di atas menunjukkan type sumber tegangan arus bolak – balik. Output tegangan berada pada posisi + dan – secara kontinyu. Contoh sumber tegangan ini adalah Generator arus bolak – balik.


37

Operator Level 2 gambar di atas menunjukkan sumber tegangan PWM (Pulse width Modulated) DC voltage. Output tegangan selalu dari 0 ke + dalam waktu tertentu. Contoh Sumber tegangan ini adalah proximity. Tegangan Generator AC

Tegangan pada generator AC seperti pada gambar di atas adalah berbentuk arus bolak –balik . Berbeda dengan tegangan arus DC yang stabil (steady). Pada Generator AC pada waktu tertentu tegangan mencapai titik puncak posisi tertinggi, dan pada waktu tertentu mencapai pada titik yang terendah. Untuk lebih memahami tentang arus bolak – balik perlu kita lihat proses terjadinya tegangan arus bolak – balik secara berurutan. Gambar 1

Pada gambar di atas adalah sebuah generator yang mempunyai rotor 2 pole (1 pasang) sebagai penghasil medan magnet. Pada kondisi di atas posisi ujung pole rotor adalah posisi yang terjauh dengan posisi lilitan konduktor stator (90°). Pada posisi terjauh ini maka tegangan dari generator adalah 0 karena tidak terjadi perpotongan medan magnet dengan konduktor. Dengan kata lain bahwa jika sebuah conductor memotong garis – garis gaya magnet (medan magnet) maka pada konduktor tersebut akan muncul tegangan.


38

Operator Level 2 Gambar 2

Pada gambar di atas kutub magnet dari rotor bergerak mendekati lilitan konduktor stator generator dengan sudut 45°. Dapat kita lihat bahwa tegangan generator mulai muncul pada kondisi ini, akan tetapi karena posisi dari kutub rotor belum pada titik puncaknya maka tegangan yang dihasilkan belum pada posisi tertinggi. Gambar 3

Pada gambar di atas kutub dari rotor generator pada posisi terdekat dengan konduktor stator generator pada posisi 0°. Pada posisi ini tegangan yang keluar dari generator pada posisi tertinggi. Karena medan magnet yang berpotongan dengan konduktor stator generator adalah posisi terdekat dan medan magnet yang terkuat. Gambar 4


39

Operator Level 2 Pada gambar di atas posisi dari pole rotor generator berputar menjauhi lilitan konduktor pada posisi 90° Pada posisi ini tegangan dari generator adalah 0. Karena posisi tersebut adalah posisi terjauh sehingga tidak terjadi perpotongan anatara medan magnet dengan lilitan konduktor stator generator. Gelombang sinusoida pada generator AC

Gambar di atas adalah karakter dari gelombang sinusoida arus bolak – balik. Ada beberapa istilah yang harus dipahami pada gambar ilustrasi di atas yaitu : q

Amplitudo Amplitudo adalah panjang gelombang dari arus bolak – balik. Semakin tinggi panjang gelo mbangnya maka beda potensialnya semakin besar.

q

Cycle Cycle adalah langkah satu siklus gelombang dari posisi tertinggi sampai pada posisi tertinggi berikutnya. Sebagai contoh sebuah generator mempunyai langkah cycle 50 dalam setiap detiknya. Maka dapat dikatakan bahwa generator tersebut mempunyai frequency 50 dengan satuan hertz.

q

Time Time adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan gerakan gelombang listrik. Dengan satuan detik. Jadi berapa kali cycle gelombang dalam perdetiknya dipengaruhi oleh kecepatan dari perpotongan antara medan magnet dengan konduktornya.


40

Operator Level 2 Gelombang sinusoida pada generator 3 phase 2 pole rotor

Pada gambar di atas adalah struktur generator AC dengan 3 phase dan 2 pole. Dibandingkan dengan generator 1 phase mempunyai beberapa perbedaan. Untuk melihat sinusoida dari generator 3 phase dibawah ini akan digambarkan bagaimana terjadinya yang terbentuk dari generator 3 phase.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa ketika phase tersebut mencapai pada puncaknya pada waktu yang tidak bersamaan. Phase 1 (coil1) mencapai puncak amplitudo lebih cepat dibandingkan dengan phase 2 (coil2). Dapat dilihat bahwa jarak antara phase 1 dan phase 2 adalah 120° dan jarak antara phase 1 dengan phase 3 adalah 240°. Pada generator 3 phase dengan 2 pole rotor generator maka jarak antara phase adalah 120° yaitu = 1 putaran (360°) 3


41

Operator Level 2 Gelombang sinusoida ada generator dengan 4 pole

Gambar di atas adalah generator dengan 4 buah pole rotor dan 1 phase output stator. Generator dengan u j mlah pole yang lebih banyak maka akan lebih cepat cycle nya dalam satuan waktu yang sama jika dibandingkan dengan generator dengan jumlah pole yang lebih sedikit. Perbedaan antara generator 2 pole dengan 4 pole bisa dilihat pada ilustrasi di bawah ini.

Generator dengan 4 pole akan lebih cepat cyclenya dibandingkan dengan generator dengan 2 pole. Pada satuan waktu yang sama ternyata generator dengan 4 pole 2 kali lebih cepat cycle nya dibandingkan dengan generator 2 pole. Dengan fakta seperti ini maka prime mover dari generator putarannya dapat berbeda antara satu generator dengan yang lain akan tetapi dapat tetap menghasilkan frequency yang sama.


42

Operator Level 2 Faktor yang mempengaruhi besarnya frequency dari generator yaitu : q Jumlah pole rotor generator q Putaran dari rotor generator Seperti formula di bawah ini :

LEAD CONNECTION Lead connection adalah menggambarkan hubungan lilitan pada stator utama generator. Umumnya yang dipakai adalah hubungan bintang (Wye Connection) Cara pemberian tanda pada ujung lead yaitu dengan initial T1, T2, T3 … dsb. Pemberian tanda tersebut mengacu kepada putaran arah jarum jam dari luar ke dalam.

Hubungan bintang mempunyi kelebihan yaitu mempunyai dua tingkat tegangan. Jika konfigurasi lilitan adalah diseri maka output tegangannya lebih tinggi. Untuk generator dengan rated voltage 400 Volt phase dengan phase . Akan tetapi jika hubungan lilitan statornya adalah parallel maka tegangan outputnya akan lebih rendah (setengah dari tegangan output pada hubungan seri) yaitu 200 Volt. Sedangkan tegangan phase ke netral dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut : Vp-n

= 0.58 x Vp-p

Sedangkan tegangan phase ke phase adalah : Vp-p = 1.732 x Vp-n Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

43

Operator Level 2 Lead connection configuration

Gambar diatas adalah konfigurasi lead connection dengan wye connection high voltage low amp. Pada konfigurasi ini lilitan stator setiap phase dua lilitan dihubungkan seri. Pada konfigurasi ini akan menghasilkan output voltage yang lebih tinggi dengan kapasitas arus yang lebih rendah.

Sedangkan pada gambar di atas adalah wye connection dengan lilitan dihubungkan secara parallel, maka tegangan output akan lebih rendah dibandingkan dengan hubungan seri. Akan tetapi pada hubungan parallelini kapasitas arusnya akan lebih tinggi dibandingkan dengan hubungan seri.


44

Operator Level 2 Jika sebuah generator 500 KVA hubungan lead connection pada statornya dirubah dari seri ke parallel maka kemampuan arusnya akan lebih tinngi yaitu : KVA 500

= Voltage x Arus x 1.732 = 200 x Arus x 1.732

Arus

=

500 x 1000 200 x 1.732 = 1443 Ampere

WIRE SYSTEM Sistem lilitan stator pada dasarnya bermacam – macam tergantung aplikasinya. Di bawah ini adalah beberapa tipe wire pada stator generator. Single voltage 4 wires

Pada gambar di atas adalah konfigurasi dari generator dengan single voltage 4 wire atau 3 phase. Pada tipe generator ini konfigurasi dari lilitan stator tidak dapat dirubah menjadi seri atau parallel. Dual voltage 10 wires

Pada gambar di atas adalah generator dengan dual voltage 10 wires. Pada konfigurasi ini dapat dirubah dari high voltage ke low voltage dengan cara merubah lilitan stator dari seri ke parallel.


45

Operator Level 2

SR 4 GENERATOR CATERPILLAR Generator SR4 adalah tipe generator yang didesign tanpa menggunakan sikat (brushless) lain halnya dengan generator tipe sebelumnya yang masih menggunakan sikat seperti tipe SRCV, SRSE, SRCR. SRCV

= Selft Regulated Constant Voltage

SRSE

= Staticaly Regulated Staticalt Excited

SRCR

= Staticaly Regulated Control Rectifier

Generator SR 4 (brushless)


46

Operator Level 2 Generator CAT berdasarkan eksitasinya dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Self Excited 2. Permanent Magnetic Generator ( PMG ) SELF EXCITED

Pada generator tipe Self Excited, Generator menerima power untuk keperluan eksitasi dan voltage sensing berasal dari main output generator armature (stator utama). Voltage regulator merasakan output voltage dari main stator dan melakukan pengaturan output exciter generator. Exciter kemudian memberikan power ke Main Rotating field generator (Rotor Utama). Selama main rotor berputar, main armature akan mengeluarkan output tegangan. Self excited umumnya dipakai pada generator dengan kapasitas kecil.


47

Operator Level 2 Permanent Magnetic Generator

Pada Permanent Magnetic Generator (PMG) power untuk regulator (AVR) berasal dari Pilot Exciter Generator. Pilot Exciter Generator terdiri dari Permanent Magnet (rotor) dan Armature (stator). Pilot Exciter Generator bekerja secara terpisah/tersendiri dari main generator. Pada beban besar eksitasi pada exciter akan lebih stabil. Perubahan tegangan pada saat perubahan beban tidak akan langsung mempengaruhi pada kondisi pilot exciter, Sehingga PM generator ini lebih tahan terhadap kondisi overload pada waktu yang singkat.


48

Operator Level 2

KOMPONEN GENERATOR Generator SR 4 mempunyai komponen dari urutan belakang ke depan sebagai berikut : 1. Rectifier 2. Pilot Exciter Armature (Stator permanent Magnetic) 3. Permanent Magnetic (Rotor Permanent Magnetic) 4. Exciter Armature (Rotor Exciter) 5. Exciter Field (StatorExciter) 6. Bearing Generator 7. main Armature (Stator Utama) 8. Main Field (Rotor Utama) 9. Rotor Shaft 10. Fan Generator 1. RECTIFIER Rectifier adalah beberapa diode yang dirangkai membentuk satu sirkuit yang berfungsi sebagai penyearah arus AC 3 phase dari rotor exciter menjadi arus DC untuk membuat kemagnetan pada main field. Pada generator SR 4 ada 3 jenis rectifier yaitu : q Two – Diode Rectifier Block q Three – Diode Rectifier Block q Six – Diode Rectifier Block Two – Diode Rectifier Block

Pada Two – Diode Rectifier Block di dalam rectifier terdapat 2 buah diode yang dirangkai membentuk satu sirkuit dengan 3 buah terminal output, yaitu satu terminal AC, terminal positif dan negatif. Generator yang menggunakan rectifier model ini memerlukan 3 buah rectifier, terminal positif dan negatif dihubungkan secara parallel pada ketiga rectifier tersebut.


49

Operator Level 2 Three – Diode Rectifier Block

Pada tipe Three – Diode Rectifier Block ada dua jenis rectifier yaitu Rectifier positif dan rectifier negatif. Di dalam rectifier terdapat tiga buah diode yang dirangkai membentuk satu sirkuit dengan 4 terminal output. Yaitu : 3 buah terminal AC1,AC2, AC3 untuk arus masuk dari exciter field dan 1 buah terminal untuk arus DC menuju ke main rotor field.


50

Operator Level 2 SIX – diode Rectifier Block

Pada Six – Diode Rectifier Block di dalam rectifier terdapat 6 buah diode yang dirangkai membentuk satu sirkuit dengan lima output terminal. Yaitu AC1, AC2, AC3, Terminal + dan Terminal -. Struktur komponen generator ROTATING RECTIFIERS STATOR WINDING

ROTOR WINDING

A.C. D.C.


EXCITER FIELD

EXCITER ARMATURE

AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR

51

Operator Level 2 Rotating Field Assembly

2. PILOT EXCITER ARMATURE (Stator Permanent Magnetic) Pada tipe Generator ini, Pilot Exciter Armature berfungsi memberikan tegangan supply ke Voltage Regulator (AVR). Pada saat tegangan output generator terjadi fluktuasi tidak akan mempengaruhi Pilot Excite r Armature akan tetap menyuplai tegangan yang stabil. Tegangan output dari Pilot Exciter Armature berkisar 70V s/d 100 V pada rated speed. 3. PERMANENT MAGNETIC Merupakan salah satu komponen generator yang berupa magnet permanent. Dengan magnet permanen akan menimbulkan medan magnet . Pada saat permanen magnet berputar maka medan magnet akan berpotongan dengan Pilot Exciter Armature dalam hal ini sebagai konduktor sehingga timbul tegangan pada Pilot Exciter Armature. 4. EXCITER ARMATURE Exciter Armature (rotor exciter) berfungsi untuk membangkitkan tegangan eksitasi ke Rotor Utama (Main Rotor). 5. EXCITER FIELD Exciter Field (stator exciter) berfungsi untuk membuat medan magnet. Pada saat exciter field mendapat supply tegangan dari Voltage Regulator maka exciter field akan menjadi magnet dan menimbulkan medan magnet. Pada saat Rotor exciter berputar maka terjadi perpotongan antara medan magnet yang ditimbulkan oleh stator exciter dengan lilitan Rotor Exciter. 6. MAIN ARMATURE Main Armature (stator utama) merupakan beberapa gulungan kawat penghantar yang dihubungkan secara hubungan bintang. Main Armature membangkitkan tegangan final output 3 phase AC. Tegangan output terjadi karena adanya perpotongan antara medan magnet yang ditimbulkan oleh main rotor dengan main stator sebagai konduktornya.


52

Operator Level 2 7. MAIN FIELD Main Field (rotor utama) berfungsi membangkitkan medan magnet. Pada saat Main field mendapat supply tegangan excitasi dari rotor exciter yang sudah disearahkan (DC) oleh rectifier group maka main rotor akan menjadi magnet dan akan membentuk medan magnet. 8. BEARING GENERATOR Bearing generator berfungsi sebagai tumpuan dari poros generator. Ada generator dengan single bearing dan double bearing. Kondisi bearing ini sangat mempengaruhi rotor utama, Jika kondisi bearing sudah aus maka air gap akan turun dan memungkinkan untuk terjadinya gesekan antara main stator dengan main rotor. Air Gap adalah jarak bebas antara permanen magnet dengan stator PM exciter. 9. ROTOR SHAFT Rotor shaft (poros generator ) berfungsi untuk menyalurkan tenaga dari primer mover sebagai penggerak generator. Pada poros generator terpasang rotor utama, exciter rotor dan permanent magnet rotor & rectifier block. Antara prime mover dan generator dihubungkan dengan menggunakan coupling. 10. FAN GENERATOR Fan generator berfungsi untuk menghisap angin dari sisi belakang generator dan kemudian membuang panasdari lilitan main rotor maupun main stator, sehingga tidak tejadi over heating terhadap lilitan pada generator. Jika temperature dari lilitan naik sampai pada batas kritis hal ini berpotensi merusak isolasi dari lilitan.


53

Operator Level 2

VOLTAGE REGULATOR

Voltage Regulator adalah suatu komponen pada generator set yang berfungsi mengatur tegangan yang keluar dari generator agar tetap stabil pada setiap kondisi. Baik pada kondisi tanpa beban atau pada kondisi terbebani. Ada beberapa jenis voltage regulator, setiap regulator mempunyai tampilan dan penyetelan yang berbeda- beda voltage Regulator yang dipakai pada Genset Caterplillar yaitu ; q q q q

VR 3 VR 6 DVR CDVR

TYPE VR3 Pada VR 3 terdapat tiga penyetelan yang dapat dilakukan yaitu : q Penyetelan voltage level yang berfungsi untuk menentukan tingkat tegangan output generator. q Voltage Droop yang berfungsi untuk mengontrol jumlah reaktif current pada saat generator beroperasi secara parallel. Dengan metode droop akan meruduksi perbedaan voltage.


54

Operator Level 2 Connection diagram VR3 PMPE Generator


55

Operator Level 2 TYPE VR 6 Pada VR 6 selain terdapat penyetelan Voltage level, Voltage Gain dan Voltage Droop juga terdapat penyetelan Knee Frequency. Penyetelan Knee Frequency berfungsi menurunkan tegangan secara otomatis pada saat terjadi penurunan frequency (Volt per herz) sehingga akan memberikan manfaat meringankan kerja engine pada saat terjadi droop frequency.


56

Operator Level 2 DVR (Digital Voltage Regulator) DVR merupakan voltage regulator yang berbasis mikroprosesor. Parameter dapat dirubah sesuai dengan aplikasi di lapangan. Parameter dapat dimonitor pada display voltage regultor.


57

Operator Level 2 DVR mempunyai fasilitas terbaru sebagai berikut : q KVAR/PF Controller q Over Excitation Protection q Over Voltage Protection q Under Voltage Protection q Diode Monitoring Trip q Reverse Power relay q System Monitring Parameter Berikut ini adalah unjuk kerja dari Digital Voltage Regulator (DVR) pada saat kondisi normal dan pada saat terjadi pembebanan. Unjuk kerja DVR pada kondisi tanpa beban

Pada gambar di atas adalah menunjukkan hubungan antara frequency dan tegangan dari generator pada unjuk kerja DVR kondisi tanpa beban. Pada saat frequency turun di bawah setting knee frequency (di bawah 100%) dari nominal frequency maka tegangan generator akan turun secara linear sampai pada batas under frequency point. Pada saat frequency mencapai underfrequency point maka safety device akan bekerja untuk shutdown engine secara otomatis. Unjuk kerja DVR pada saat pembebanan Pada unjuk kerja DVR (loading profil) menggambarkan bahwa pada saat generator menerima beban yang besar, frequency dari generator dan tegangan akan turun. Ketika frequency turun mencapai setting knee frequency maka tegangan akan berkurang sesuai dengan setting volt/hertz slope 1. Selanjutnya ketika frequency berkurang 5 HZ dari knee frequency maka volt/hertz slope 2 akan bekerja. Baik volt/hertz slope 1 maupun slope 2 nilainya dapat disetting pada parameter DVR dan dapat disesuaikan dengan aplikasi di lapangan.


58

Operator Level 2 Unjuk kerja DVR pada saat pembebanan

PARAMETER DVR Parameter DVR dapat dilihat pada display DVR dan dapat disetting sesuai dengan aplikasi di lapangan. Di bawah ini adalah parameter dari DVR sebagai beriktu : 1.

2.

3.

Parameter kode 01 – Generator output voltage Parameter ini disetting disesuaikan dengan rated output voltage dari generator tersebut. Jika generator rated voltage adalah 400 Volt untuk 50HZ maka settingnya adalah 400. Parameter

Title

Units

Range

Value

01

Generator output voltage

volts

00000 - 9999

400

Parameter kode 02 – Ratio Output Voltage to sensing voltage Parameter ini adalah merupakan nilai perbandingan antara tegangan output generator dengan sensing voltage untuk Voltage Regulator yaitu antara tegangan pada bus bar dengan tegangan pada terminal 20, 22, 24 pada DVR. Parameter

Title

Units

Range

Value

02

Ratio of output voltage to sensing voltage

-

001 - 100

002

Parameter kode 03 –Generator Type Parameter ini adalah setting dari type generator berdasarkan pada pengelompokan type exciter, frame, size, generator pole, dan engine speed. Parameter

Title

Units

Range

Value

03

Generator type

-

0000 - 0004

0004


59

Operator Level 2 4.

5.

6.

7.

Parameter kode 04 – Rated Generator Output Current Parameter ini adalah setting kapasitas arus 100% dari kemampuan generator yang tercantum pada name plate pada power factor 0.8 Parameter

Title

Units

Range

Value

04

Rated Generator output current

Amps

0000 - 9999

2886

Parameter kode 05 – CT voltage at rated generator current Parameter ini adalah merupakan nilai tegangan CT pada kondisi arus maksimal generator. DVR mendapat sensing dari droop CT untuk menentukan droop, gain & KVAR parameter. Parameter

Title

Units

Range

Value

05

CT Voltage at rated Generator current

volts

01 - 05

03.55

Parameter kode 06 – Knee Frequency Knee frequency adalah suatu metode yang diciptakan yang bertujuan agar engine tidak menanggung beban yang berat pada saat terjadi penurunan frequency akibat penambahan beban. Knee frequency dinyatakan dengan volt per hertz. Pengertiannya jika pada saat generaor terbebani kemudian frequency turun mencapai knee frequency maka tegangan juga akan turun. Parameter

Title

Units

Range

Value

06

Knee Frequency

HZ

045 - 065

49.8

Parameter kode 07 – Decreasing V / HZ slope 1 Parameter ini mempunyai peran bahwa jika frequency turun mencapai setting knee frequency maka tegangan akan secara otomatis turun. Besarnya penurunan tegangan adalah sesuai setting pada decreasing slope 1. Nilai setting parameter kode 07 anjuran pabrik adalah 2 volt. Parameter

Title

Units

Range

Value

07

Decreasing Volts/Hertz slope 1

Volts/HZ

001 - 010

002


60

Operator Level 2 8.

9.

Parameter kode 08 – Decreasing V / HZ slope 2 Parameter ini mempunyai peran bahwa jika frequency turun mencapai 5 HZ dibawah knee frequency maka tegangan generator akan turun. Besarnya penurunan tegangan kedua ini sesuai dengan setting pada decreasing V / HZ slope 2. Parameter

Title

Units

Range

Value

08

Decreasing Volts/Hertz slope 2

Volts/HZ

001 - 010

002

Parameter kode 09 – Minimum Voltage Parameter ini mempunyai peran sebagai batasan pada saat decreasing V / HZ slope 2 bekerja. Voltage generator akan mengalami penurunan sampai pada batas minmum voltage. Parameter

Title

Units

Range

Value

09

Minimum Voltage

%

050 - 100

050

10. Parameter kode 10 – Under frequency Pada saat frequency droop mencapai batas under frequency point (25HZ) maka voltage regulator akan melakukan regulasi sehingga tegangan generator menjadi nol. Parameter ini adalah merupakan safety device untuk mencegah terjadinya kerusakan pada generator atau juga beban pemakaian. Parameter

Title

Units

Range

Value

10

Under Frequency Point

HZ

020 - 040

025

11. Parameter kode 11 – Over voltage trip Parameter ini adalah merupakan safety device. Pada saat tegangan mencapai batas set point over voltage maka regulator akan memerintahkan untuk shutdown voltage (zero) Parameter

Title

Units

Range

Value

11

Over voltage trip Point

%

105 - 0140

140

12. Parameter kode 12 – Over voltage trip time Parameter ini adalah setting waktu tunda (time delay) terhadap proteksi over voltage mulai bekerja. Parameter

Title

Units

Range

Value

12

Over voltage trip time

Sec

0002 - 0030

0002

13. Parameter kode 13 – Under Voltage trip Parameter ini adalah merupakan safety device. Pada saat tegangan mencapai batas set poin under voltage maka regulator akan memerintahkan untuk shutdown voltage (zero)


61

Operator Level 2 Parameter

Title

Units

Range

Value

13

Under voltage trip point

%

0060 -0095

0060

14. Parameter kode 14 – Under voltage trip time Paramete r ini adalah setting waktu tunda (time delay) terhadap proteksi under voltage mulai bekerja. Parameter

Title

Units

Range

Value

14

Under voltage trip time

sec

0030 - 0120

0030

15. Parameter kode 30 – Droop percentage Parameter ini adalah mempunyai efek yang sama dengan penyetelan droop reosthat pada VR3. Pada saat generator beroperasi secara parallel maka droop persentage harus disetting sama antara generator, mengatur reactive current generator. Parameter

Title

Units

Range

Value

30

Droop percentage

%

000 - 010

003

16. Parameter kode 34 – Reverse Power trip Parameter ini merupakan setting safety device untuk reverse power. Proteksi ini bekerja pada saat real power (kW) pada generator yang beroperasi parallel terjadi arus balik, sehingga kW dari generator minus . Parameter

Title

Units

Range

Value

34

Reverse Power Trip

%

000 - 020

010

17. Parameter kode 35 – Reverse power trip time Parameter ini adalah setting untuk waktu tunda (delay time) untuk proteksi reverse power.

18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

Parameter

Title

Units

Range

Value

35

Reverse Power Trip time

sec

000 - 020

010

Parameter kode 50 – Generator output frequency Parameter kode 51 – Generator output voltage Parameter kode 52 – Parameter output current Parameter kode 53 – Generator reactive output current Parameter kode 54 – Generator real output parameter kode 55 – Exciter field current Parameter kode 56 – Killo watt Parameter kode 57 – Power factor Parameter kode 58 – Kilovars Parameter kode 60 – Hours Paremeter kode 90 - Password

Parameter 50 s/d 60 adalah merupakan tampilan status parameter pengukuran bukan merupakan setting safety device. Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

62

Operator Level 2 FAULT PARAMETER Pada Digital Voltage Regulator (DVR) mempunyai fasilitas parameter yang menunjukkan kode gangguan jika terjadi gangguan pada generator. Parameter tersebut dapat dilihat pada display DVR. Parameter tersebut sebagai berikut : Parameter kode 92 – Lates fault Pada parameter ini menunjukkan kode gangguan yang terjadi paling belakangan (terbaru), Kode ini akan secara otomatis tampil pada display jika tejadi alarm atau shutdown voltage. Parameter kode 93 – Previous fault Pada parameter ini menunjukkan kode gangguan yang terjadi yang sudah berlalu. Jika kode gangguan pada parameter 92 dihapus maka kode gangguan ini akan berpindah ke parameter kode 93 Parameter kode 94 – Fault clear Pada parameter ini dipakai untuk melakukan penghapusan (clearing) dari kode gangguan pada parameter 92 Parameter kode 95 – Alarm Fault Pada parameter ini berisi kode gangguan yang pertama terjadi sejak parameter sudah dihapus. Kode gangguan akan tampil pada display selama parameter kode 94 masih aktif. Jika tidak ada alarm fault yang aktif, maka pada dispay akan muncul angka 0. Parameter kode 96 – Shutdown fault reset Pada parameter ini bekerja seperti switch reset shutdown fault. Parameter kode 96 hanya bisa dipakai untuk mereset jenis gangguan yang resetable shutdown fault. Sedangkan untuk mereset jenis gangguan yang sifatnya non – resetable fault shutdown dengan cara melepas power DC 24 volt dari DVR. KODE GANGGUAN Untuk mengetahui penyebab dari gangguan yang terjadi perlu mengetahui arti definisi dari kode gangguan yang muncul pada display DVR. Ada bebrapa kode gangguan yang perlu diketahui yaitu : Fault kode 601 – Internal memory failure Kode gangguan ini menunjukkan adanya kerusakan pada EEPROM. Untuk menghapus kode gangguan dengan fasilitas clearing pada parameter 92. Lakukan program ulang parameter 1 s/d 35. Jika kode gangguan masih aktif maka DVR perlu diganti. Fault kode 602 – Internal Watchgdog Failure Kode gangguan ini menunjukkan adanya kelainan pada mikroprosessor. Hal ini disebabkan adanya induksi electromagnet. Sehingga perlu kabel shielded & sistem grounding yang bagus, atau juga disebabkan oleh tegangan supply DC terlalu rendah (dibawah 18 VDC)


63

Operator Level 2 Fault kode 603 – Rotating diode Kode gangguan ini menunjukkan adanya variasi arus yang mengalir cukup besar pada exciter field yang diakibatkan oleh adanya kelainan pada diode, hubung singkat atau open sirkuit. Fault kode 701 – Under voltage Kode gangguan ini disebabkan voltage regulator mendeteksi terjadinya tegangan turun lebih rendah dari setting point under volotage trip. Fault kode 702 – Over voltage Kode gangguan ini disebabkan voltage regulator mendeteksi terjadinya tegangan lebih melebihi set point over voltage. Fault kode 703 – Over Excitation Kode gangguan ini disebabkan oleh arus excitasi pada exciter field terlalu besar atau berlangsung terlalu lama. Arus yang besar dapat menyebabkan kerusakan pada generator. Fault kode 704 – Loss of Excitation Kode gangguan ini menunjukkan bahwa voltage regulator mendeteksi arus eksitasi nol, kode gangguan ini akan muncul jika voltage regulator mendeteksi power factor 0.4 kapasitif. Kemungkinan juga bisa disebabkan oleh pemasanagn polaritas dari CT yang tidak benar. Fault kode 705 – Reverse Power Kode gangguan ini menunjukkan bahwa voltage regulator mendeteksi adanya arus balik yang melebihi set point reverse power. Kemungkinan disebabkan polaritas CT/PT yang tidak benar atau beban generator minus saat operasi parallel. Fault kode 801 – Instantaneous trip Kade gangguan ini akan mucul jika voltage regulator mendeteksi arus eksitasi lebih besar dari 28 ampere, dan secara otomatis Voltage regulator akan memutus arus eksitasi ke exciter. Fault kode 802 – Loss of sensing Kode gangguan ini menunjukkan bahwa voltage regulator mendeteksi ada salah satu dari sensing input terminal 20, 22, 24 dalam kondisi open sirkuit atau short sircuit. Fault kode 803 – Loss of frequency Kode gangguan ini menunjukkan bahwa voltage regulator mendeteksi frequency nol. Voltage regulator mendeteksi frequency dari permanent magnetic filed bukan dari voltage sensing input. Fault kode 901 – Digital Voltage regulator memory Kode gangguan ini menunjukkan bahwa ada gangguan pada EEPROM memory. Voltage regulator tidak bisa berfungsi lagi.


64

Operator Level 2 PENGELOMPOKAN JENIS GANGGUAN Jenis gangguan dapat dideteksi oleh digital voltage regulator dibagi menjadi 4 yaitu : a. Alarm fault b. Resetable shutdown fault c. Non – resetable fault d. Severe fault a. Alarm fault Pada kondisi ini DVR mendeteksi adanya kelainan yang tidak mempengaruhi kerja dari generator. Sehingga generator tetap beroperasi secara normal. Contoh gangguan ini misalnya gangguan pada internal memory pada DVR, hanya dengan direset kembali maka alarm fault akan normal kembali. Alarm fault mempunyai kode gangguan dalam range 600 ( seperti 601, 602, 603) b. Resetable shutdown fault Pada kondisi ini Digital Voltage Regulator atau generator mengalami penurunan perfomance, sehingga DVR akan mereduksi tegangan eksitasi 3.0 volt atau lebih kecil sehingga tegangan generator menjadi low. Gangguan ini dapat dihapus pada parameter kode 92. Jenis resetable shutdown fault ini mempunyai kode gangguan pada range 700 (701, 702, 703, 704, 705) c. Non resetable shutdown fault Pada kondisi ini DVR tidak dapat bekerja dengan normal, hal ini disebabkan oleh adanya gangguan yang sifatnya permanen seperti tegangan input sensing putus atau frequency loss. DVR akan mereduksi tegangan excitasi 3.0 atau lebih kecil, sehingga tegangan output generator menjadi low. Jenis gangguan ini hanya dapat direset dengan cara memutus sementara power input DC yang menuju ke AVR (±10 detik) setelah gangguan permanen sudah diatasi. Non resetable shutdown fault ini mempunyai kode gangguan pada range 800 (801, 802, 803) d. Severe fault Dalam kondisi ini DVR mengalami gangguan pada EEPROM. DVR tidak dapat berfungsi lagi dan tidak dapat direset, DVR harus diganti. Kode gangguan ini adalah 901..

CDVR (Caterpillar Digital Voltage Regulator) CDVR adalah voltage regulator generasi terbaru dari produk Caterpillar yang berbasis mikroprosessor. Parameter setting CDVR hanya dapat dilakukan dengan bantuan ET tools.


65

Operator Level 2 CDVR FEATURE CDVR mempunyai keunggulan dibandingkan voltage regulator type sebelumnya, keunggulan tersebut di antaranya adalah : q

Berbasis tehnologi microprocessor dan mempunyai tiga control mode yaitu : Automatic Voltage Regulator (AVR), Power Factor Regulator (PF), Reactive Power Regulator (Var).

q

Dapat diprogram untuk kestabilan unjuk kerja

q

Soft start dengan adjustable time setting pada mode AVR

q

Pengaturan dual slope under frequency (volt/Hz)

q

Tiga phase atau single phase voltage sensing pada mode AVR

q

Single phase generator current sensing

q

Field current dan field voltage sensing

q

5 contact sensing input untuk interface system

q

Dilengkapi dengan lampu LED untuk indicator jika terjadi alarm atau shutdown fault

q

Alarm dan shutdown fault output driver untuk keperluan fault indicator

q

Remote komunikasi interface dengan menggunakan CAN 2.0B

q

Mempunyai 10 fungsi generator proteksi

Fungsi proteksi pada CDVR adalah : q

Generator Under Voltage

q

Generator Over Voltage

q

Loss excitation

q

Instantanenous field over current

q

Over excitation

q

Loss of sensing

q

Internal watchdog failure

q

Internal memory failure

q

Fault reset


66

Operator Level 2 Regulator karakteristik

CDVR mempunyai karakteristik unjuk kerja yang tidak jauh berbeda dengan DVR. Pada diagram di atas jika frequency di bawah 100 % dari nominalnya maka berlaku under frequency slope 1 (1-10 V/HZ). Selanjutnya jika frequency turun dibawah 90 % dari frequency nominal maka berlaku slope 2 (1-10 V/HZ). Jika frequency drop sampai batas 30 HZ maka regulator akan mengatur sampai pada batas minimum voltage. Connection Diagram CDVR dengan PMG generator


67

Operator Level 2

GENERATOR RATING Rating dari generator set dibagi menjadi 3 yaitu ; 1. Prime rating 2. Continuous rating 3. Stand by rating Prime rating Definisi dari prime rating adalah bahwa generator set tersebut dapar dioperasikan dengan beban yang bervariasi dengan waktu yang tidak terbatas dengan load factor 60 s/d 70 %. Aplikasi digunakan untuk industrial, pumping, construction, peak shaving. Continuous rating Definisi dari continuous rating adalah bahwa generator set tersebut dapat dioperasikan secara terus – menerus dengan beban yang konstan pada waktu yang tidak terbatas dengan load factor 70 – 100 %. Stand by rating Definisi dari stand by rating adalah bahwa generator set tersebut dapat dioperasikan dengan beban yang bervariasi dengan waktu yang terbatas. Load factor 60% atau lebih kecil. Generator name plate data Generator name plate data berisi spesifikasi dari generator set, letaknya umunya ditempel pada body generator. Informasi dalam name plate menyangkut : q

Serial Number

q

Rated output Voltage (Volt)

q

Current Capasity (Amp)

q

Kilowatt (kW)

q

Power factor (Cos Q)

q

Model

q

Frequency (Hertz)

q

Lead Connection

q

Insulating class

q

Generator frame

q

Excitation voltage

q

Excitation current


68

Operator Level 2

BASIC PARALLEL


69

Operator Level 2

BASIC PARALLEL Generator set pada aplikasinya bisa beroperasi dengan single operasi maupun dengan parallel operasi seperti halnya sumber listrik lainnya. Akan tetapi untuk beroperasi secara parallel ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi untuk dapat melakukan parallel diantara generator set. A. SYARAT PARALLEL Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi sebelum melakukan parallel. 1. Putaran phase sama 2. Voltage Level sama 3. Frequency sama 4. Voltage harus se phase (in-phasing) 1.

PUTARAN PHASE Putaran Phase adalah urutan dari phase R S T, urutan dari generator yang beroperasi parallel harus sama, Sebagai contoh Phase R Genset 1 harus berhubungan dengan Phase R Genset 2, begitu juga phase S dan Phase T.

Pada gambar di atas menunjukkan dua generator set yang salah dalam putaran phasenya. Untuk itu sebelum melakukan comissioning pada saat instalasi perlu dilakukan pengecekan dengan menggunakan alat yang disebut Phase rotation (phase squence ceck). 2.

VOLTAGE LEVEL Voltage level adalah tingkat tegangan dari generator yang akan diparallel harus sama antara tegangan bus dengan tegangan generator yang akan diparallel. Jika terjadi perbedaan level tegangan pada saat parallel maka akan berpotensi terjadinya circulating current.


70

Operator Level 2 Kondisi di bawah ini menggambarkan jika dua buah sumber yang diparallel dengan kondisi level yang berbeda.

Seperti pada gambar di atas dua sumber air digabungkan dengan level yang berbeda yaitu 20 bar dan 10 bar, maka yang terjadi adalah level yang lebih rendah akan terdorong oleh level yang lebih tinggi. Contoh secara mekanis di atas juga berlaku untuk listrik. Jika dua buah sumber tegangan digabungkan dengan level tegangan yang berbeda maka tegangan yang lebih rendah akan terdorong sehingga terjadilah circulating current.

3.

FREQUENCY Frequency adalah jumlah getaran (cycle) listrik tiap detiknya, satuan dari frequenc y adalah Hertz (HZ). Untuk tegangan arus bolak balik 1 HZ adalah satu cycle atau satu gelombang penuh arus bolak balik. Besarnya frequency dari generator ditentukan oleh kecepatan perpotongan antara kutub magnet dengan konduktor. Atau dengan kata lain ditentukan oleh kecepatan rotor generator. Generator dengan jumlah kutub yang lebih banyak akan memerlukan putaran rotor yang lebih rendah sedangkan generator dengan jumlah kutub yang lebih sedikit akan memerlukan putaran yang lebih tinggi untuk dapat menghasilkan frequency yang sama.


71

Operator Level 2

Kondisi di atas menggambarkan dua engine yang digabung dengan perantara gear. Engine 1 beroperasi pada putaran 1000 RPM sedangkan engine 2 beroperasi pada putaran 1500. Jika kedua output shaft dihubungkan dengan menggunakan gear maka yang terjadi adalah engine yang putarannya lebih rendah akan terputar oleh putaran yang lebih tinggi. Kondisi seperti di atas tentunya tidak dapat dioperasikan secara bersamaan. Contoh di atas menggambarkan secara mekanika, kondisi seperti ini juga berlaku pada energi listrik yaitu generator. 4.

VOLTAGE IN PHASE Untuk memahami prinsip dasar dari tegangan arus AC (bolak balik) di bawah ini akan dijelaskan mengenai proses terjadinya tegangan pada arus AC. Out put voltage vector

N

R

+

Volts

S

Out put voltage phase genset

U

Time

-

S T

1 C y c l e = 3 6 0 degres

Pada ilustrasi di atas menggambarkan out put voltage vector pada generator. Satu siklus adalah 360º, Pada saat kutub U rotor berada pada 0º maka tegangan 0 Volt, Pada saat kutub U rotor berada pada posisi terdekat dengan lilitan stator phase R ( 90º) maka tegangan out put pada posisi tertinggi, Pada saat kutub U posisi terjauh dengan lilitan stator phase R ( 270º) maka tegangan posisi minus tertinggi. Pada saat posisi rotor kembali ke posisi semula maka tegangan out put pada 0 Volt.


72

Operator Level 2 Gambar di bawah ini akan membantu mempermudah pemahaman secara mekanika bagaimana jika kedua sumber energi disatukan tetapi mempunyai sudut yang berbeda.

Jika melihat gambar di atas jelas bahwa kedua gear tersebut tidak akan bisa saling berhubungan untuk saling memutar. Perbedaan sudut menyebabkan kedua gigi gear tidak dapat menyatu.

Begitu juga dalam listrik. Jika dua buah sumber energi listrik diparallel dengan perbedaan sudut phase maka kedua sumber tegangan tersebut tidak akan dapat diparallel. Gambar di atas menunjukkan dua sumber tegangan yang mempunyai sudut phase yang berbeda, generator 1 lebih dulu cyclenya dibanding dengan genset 2. Sehingga kedua generator tersebut terjadi beda sudut phase.

+ Out put voltage phase R genset A Volts Time

1 Cycle = 360 degres

Out put voltage phase R genset B

Pada ilustrsi di atas kedua genset mempunyai sudut phase yang sama, sehingga kedua generator tersebut mencapai titik puncak tegangan yang bersamaan.


73

Operator Level 2 METODE PARALLEL Ada 4 metode yang dapat dilakukan untuk parallel generator, yaitu : 1. 2. 3. 4.

MANUAL PARALLEL DENGAN LAMPU MANUAL PARALLEL DENGAN SYNCHROSCOPE PERMISIVE PARALLEL SEMI AUTOMATIC

1. Manual Parallel Dengan Lampu Trafo

~

Genset 1

Incoming Close

CB OPEN

Lampu ⊗synchronising

OUT GOING

Swicth Sinchronising

~

Genset 2

CB CLOSE

Trafo Tegangan Bus Tegangan Generator

Incoming Close

SYSTEM CUSTOMER

Pada diagram di atas menggambarkan dua generator set yang beroperasi secara parallel. Genset 1 akan dilakukan parallel sedangkan Genset 2 sebagai tegangan bus. Anak panah menunjukkan tegangan kerja. Pada saat Switch Synchronizing posisi “ON” maka tegangan bus mengalir ke lampu Synchronizing. Tegangan Genset 1 mengalir ke lampu synchronizing. Lampu Synchronizing akan menyala terang redup hal ini disebabkan terjadinya perbedaan tegangan antara tegangan bus dengan tegangan genset 1 . Pada saat lampu synchronizing padam tegangan bus dengan tegangan genset 1 dalam kondisi sephase (sama). Pada saat lampu Sunchronizing padam maka CB Genset 1 dilakukan Close maka genset tersebut sudah beroperasi secara parallel.

LAMPU SYNCHRONIZING

Synchronizing Lamp adalah lampu indikator untuk memonitor apakah tegangan Bus dan Tegangan Generator mencapai titik yang sama. Pada saat Synchronizing lamp menyala pada saat itulah terjadinya titik perbedaan tegangan yang paling tinggi. Sedangkan pada saat Synchronizing Lamp padam saat itulah tidak terjadi perbedaan tegangan antara Generator dengan tegangan Bus.


74

Operator Level 2 BREAKER CONTROL SWITCH

Pada saat Synchronizing Lamp padam pada saat itulah CB Generator dapat diclosing dengan cara memutar breaker control switch ke arah close (kanan), lampu indikator close akan menyala. Maka dua sumber tegangan bus dan generator sudah beroperasi parallel. Untuk melepas beban dengan cara memutar breaker control switch ke kiri dengan sebelumnya mngurangi beban. lampu indikator open akan menyala mengindikasikan bahwa bahwa CB open.

2. Manual Synchrone Dengan Synchroscope MAIN BUS

CB SS SL SYN PT

PT

⊗

CB

SL

= = = = =

Contac Breaker Synchronising switch Synchronising Lamp Synchroscope Potensial Transformer

SYN

SS

PT

~

Generator

Tegangan Generator Tegangan Bus

Pada metode ini dilengkapi dengan synchroscope. Kelebihan metode ini adalah : 1. Dapat mengetahui kondisi generator yang akan diparallel apakah putaran lebih cepat atau lebih lambat terhadap main bus, dengan cara melihat arah putaran dari jarum synchroscope. 2. Dapat mengetahui perbedaan frequency dari generator yang akan diparallel, semakin cepat putaran jarum syncroscope berarti perbedaan frequency antara generator dengan main bus semakin besar. Pada saat jarum syncroscope berputar pelan dan posisi jarum tepat tegak lurus ( jam 12.00 ) maka breaker ( CB ) langsung dihubungkan ( close ). Maka generator tersebut sudah beroperasi secara parallel. Untuk mengatur daya aktif (KW) generator dengan cara mengatur speed governor dari engine. Sedangkan untuk mengatur daya reaktif dari generator dengan cara mengatur tegangan dari generator.


75

Operator Level 2 Putaran dari jarum SynchroneScope menunjukkan beberapa kondisi sebagai berikut Ø Jarum Synchronscope berputar searah dengan jarum jam maka menunjukkan bahwa frequency (cycle) dari generator lebih rendah dari pada frequency (cycle) Main Bus. Ø Jarum Synchronscope berputar berlawanan arah dengan putaran jarum jam maka menunjukkan bahwa frequency dari (cycle) dari generator lebih tinggi dari pada frequency (cycle) Main Bus. Ø Jarum Synchronscope berputat cepat menunjukkan bahwa perbedaan frequency antara generator dengan Main Bus masih tinggi. Sebaliknya jika putaran jarum synchronscope berputar pelan menunjukkan berbedaan frequency kecil. Jarum Zero Volt menunjukkan perbedaan tegangan antara tegangan Generator dengan tegangan main Bus. Pada saat Jarum Zero Volt berada pada posisi puncak (atas) maka pada saat itu terjadi perbedaan tegangan paling tinggi antara tegangan bus dengan tegangan generator. Sebaliknya jika jarum Zero Volt berada pada titik paling bawah pada saat itulah perbedaan tegangan kecil (nol). Pada saat jarum zero volt pada posisi terendah (nol) dan gerakan jarum zero volt pelan maka pada saat tersebut generator dapat dilakukan parallel dengan aman. Jika gerakan jarum zero volt masih cepat maka perbedaan cycle antara generator dengan bus masih tinggi, sehingga pada kondisi ini generator tidak aman untuk dilakukan parallel. 3. Permissive Parallel Tegangan Bus Fuse Switch Synchro SYN CB SYN Resisto r

V V

F

OV F

Synchro Ceck Relay

Fuse

~

Generator

Tegangan Generator Tegangan Generator


76

Operator Level 2 Pada metode ini selain menggunakan synchronescope juga dilengkapi dengan synchrone ceck relay. Pada saat switch synchrone posisi ON, frequency dan tegangan antara generator dengan bus sudah sama serta sephase maka contact synchro ceck relay akan close, pada kondisi tersebut Contact breaker bisa langsung dihubungkan ( close ). Maka generator tersebut sudah beroperasi secara parallel. Apabila masih terjadi perbedaan frequency, tegangan, serta phase tidak sama maka contact synchro ceck relay akan selalu open, pada kondisi ini proses parallel tidak dapat dilakukan. 4. Semi Automatic Parallel

MAIN BUS

PT

D B

C S

S Y

S Y

C C

SYR X

CB PT DBR SYR SS SYRX VBR VBT BCT CS CC

= CIRCUIT BREAKER = POTENTIAL TRANSFORMER = DEAD BUS RELAY = SYNCHRO CECK RELAY = SYNCHRO SWITCH = AUXILIARY RELAY = VOLTAGE BUILD UP RELAY = VOLTAGE BUILD UP TIMER = BREAKER CONTROL TRANSFORMER = CONTROL SWITCH = CLOSING COIL

CB SYR

DBR

SS

PT

VBT BCT

~

Generator

Tegangan Generator V B

Tegangan Bus

Pada schematic diagram semi - automatic parallel, proses parallel berlangsung secara otomatis. Sebelum parallel berlangsung terjadi proses pengecekan yang dilakukan oleh relay - relay. Adapun tahapannya sebagai berikut : 1. Ketika synchronizing ceck relay dalam kondisi siap parallel ( frequency, tegangan, phase sama ) maka contact relay akan bekerja dari normaly open ke close. 2. Pada saat ada power di main bus maka Dead Bus Relay akan bekerja dari normaly close ke open. 3. Selanjutnya Auxiliary relay bekerja. Contact Auxiliary relay akan normaly open ke close.

bekerja dari

4. Pada saat mulai melakukan parallel syncrhonizing switch ( SS ) dalam kondisi close. Control Breaker switch ( CS ) mendapat power selanjutnya bekerja untuk megoperasikan kontak breaker untuk close.


77

Operator Level 2 5. Pada prakteknya perlu untuk menjaga kemungkinan Breaker CB bekerja lebih awal pada saat kondisi tegangan Generator belum mencapai tegangan kerja. Oleh karena itu dilengkapi dengan Voltage Build Up Relay dan timing module ( VBT ). 6. Contact Voltage Build Up Relay ( VBT ) akan normaly open Contact Breker CB tidak dapat bekerja ( close ) sampai timer bekerja dan voltage build up relay mendapat power. Beberapa genset yang beroperasi parallel perlu dilengkapi dengan Reverse power relay, bertujuan untuk mencegah terjadinya arus balik ke generator, hal ini bisa disebabkan karena engine mengalami low power seperti terjadi problem pada fuel system. Pada saat terjadi reverse power relay akan bekerja mengaktifkan Circuit breaker untuk trip (open). Jika panel control tidak dilengkapi dengan reverse power relay akan sangat berbahaya, hal ini karena arus balik dapat menyebabkan kerusakan pada generator. Generator akan menjadi motor, selanjutnya generator akan memutar engine. Jika kondisi seperti ini berlangsung dalam waktu yang lama maka generator dapat mengalami kerusakan.


78

Operator Level 2

PRINSIP DASAR PENGATURAN DAYA AKTIF & REAKTIF PADA GENERATOR PARALLEL Sebelum membahas masalah pengaturan daya aktif dan daya reaktif perlu dipahami dahulu pengertian dari tiga hal pokok yaitu : q Power Factor (cos Q) q Daya Aktif q Daya Raktif

VOLTAGE -

VOLTAGE +

Power Factor adalah karakteristik dari beban listrik dan bukan Generator. Generator akan mensuplai power berapapun Power Faktor dan permintaan beban.

0°

90°

180°

270°

360°

Voltage and current in phase V X I = Active Power (KW)

Jika antara tegangan dan arus mencapai nilai puncak pada waktu yang sama, kita dapat menyatakan bahwa kondisi tersebut dalam satu phase dan dalam kesatuan power factor. Tegangan dan arus menghasilkan Aktif Power (KW), KW sama dengan KVA. Pada saat tegangan dan arus tidak dalam satu phase artinya tidak mencapai nilai puncak pada waktu yang sama. Hasil dari produksi ini selanjutnya dinamakan Apparent Power atau secara umum disebut sebagai KVA. Apparent Power (KVA)

Generator

Motor

G

Active Power (KW) Reactive Power (KVAR)

Voltage and current Out of Phase V X I = Apparent Power


79

Operator Level 2 Apparent Power (KVA) terdiri dari dua komponen yaitu Daya Aktif (KW) yang mana terdapat dalam perubahan gaya dari gaya listrik menjadi gaya mekanik. Reaktif Power (KVAR) Aktif P o w e r ( K W )

Reaktif P o w e r ( K V A R )

Yang kedua adalah Reaktif Power (KVAR) atau juga disebut sebagai daya Imaginer. Reactive Power tidak berperan terhadap power output, akan tetapi memberikan persediaan untuk membuat suatu kemagnetan pada beban motor, transformer ataupun juga peralatan electromagnetic lainnya. Pada gambar ilustrasi di atas menggambarkan bahwa ketika tidak dalam satu phase (in phase) tegangan dan arus akan menghasilkan komponen “Negatif” reactive atau magnetizing power. Sebagai tambahan dari “Positif” Daya Aktif.

Aktif P o w e r ( K W ) S u d u t phase

Reaktif P o w e r ( V A R )

Seperti gambar di samping, Jika antara tegangan dan arus terjadi perbedaan phase yang cukup jauh, maka Aktif Power akan berkurang dan Reaktif Power akan bertambah. Terjadi perbedaan sudut phase yang lebih besar antara tegangan dan arus. Reaktif Power membutuhkan lebih besar per KW dari power yang diproduksi.


80

Operator Level 2 Besarnya sudut antara Voltage (Tegangan) dan Current (Arus) disebut sebagai Power Factor. Power Factor adalah Cosine dari sudut phase anatara tegangan dan arus.Nilai kwantitif dari Power factor dinyatakan antara 0 dan 1, dapat dinyatakan positif atau negatif. Arus ketinggalan dari tegangan atau arus mendahului tegangan. Beberapa type dari beban listrik membutuhkan Reaktif Power yang mana tidak mengkonsumsi power atau Kilowatts, tetapi membutuhkan arus yang mana harus disediakan oleh generator. Generator untuk maksimum dibuat lebih besar KVA dari pada KW. Power Factor dapat dikalkulasikan dengan formula di bawah ini. Kilo Watt (KW) Kilo Volt Ampere (KVA)

=

Power Factor (PF )

Generator normalnya standar industri untuk Power Factor adalah 0.8. Nilai ini adalah spesifikasi dari NEMA dan dipakai oleh Generator Caterpillar. Jika Generator mempunyai 0.8 Power Factor dan actual Power factor dari beban perbedaannya cukup signifikan ini akan melebihi salah satu dari engine atau generator, ini jika power factor lebih dari 0.8. Pada kondisi dimana Power factor lebih besar dari 0.8 keluaran (Output) dari standart genset biasanya dibatasi oleh Hose Power (HP) dari engine sebagai penggerak Generator. Sedangkan jika Power Factor lebih kecil dari 0.8 keluaran (Output) dari standart genset biasanya dibatasi oleh Arus (Current) dari generator. Reaktive Power (KVAR) adalah factor yang menentukan pada ukuran generator ketika power Factor (PF) lebih kecil dari 0.8. Aktive Power atau engine KW adalah factor yang menetukan ketika Power factor lebih besar dari pada 0.8 Kembali lagi bahwa Power Factor (PF) adalah ditentukan oleh karakteristik beban bukan oleh Generator. Jadi ada beban (Electric Load) yang bersifat induktif dan ada beban yang bersifat kapasitif. Jenis beban yang umumnya menyebabkan Power Factor lebih rendah dari 0.8 adalah seperti Motor induksi, mesin las, Tungku pemanas, SCR variable Speed motor, UPS. Sedangkan Jenis beban yang umumnya menyebabkan Power Factor lebih tinggi dari 0.8 adalah seperti Wound rotor induction motor, Resistive heating, Synchronous Motor.


81

Operator Level 2 Ada dua hal mendasar yang perlu dipahami berkenanaan dengan pengaturan Daya Aktif (KW) dan Daya Reaktif (KVAR) yaitu : 1.

Pengaturan Daya Aktif (KW) antara Generator yang sedang beroperasi secara parallel hanya dapat dilakukan dengan cara mengatur speed dari engine governor. Oleh karena itu Daya Aktif tidak dapat diatur dengan cara mengatur excitasi generator (mengatur level tegangan).

2.

Mengatur adjust Volatage level (Level Tegangan) pada Generator yang beroperasi secara parallel hanya akan memberikan efek pada Daya Reaktif (KVAR)

Motor

G2

G1

Daya Aktif (KW) Daya Reaktif ( K V A R )

Pada ilustrasi di atas menggambarkan dua Generator yang beroperasi parallel. Generator 1 dan Generator 2 menunjukkan supply beban yang seimbang baik Aktive Power (KW) maupun Reaktif Power (KVAR)

EFEK VOLTAGE LEVEL TERHADAP REAKTIF POWER High Voltage

Low Voltage

•

Less LevelReactive Setting Power

•

G1

Daya

More LevelReactive Setting Power

G2 G1

(KW)

DayaAktifReaktif

(KVAR)

Jika Voltage Level (Level Tegangan) G2 dinaikkan (ditambah), maka Daya Aktif (KW) G2 tidak akan bertambah tetapi akan menghasilkan Daya Reaktif (KVAR) yang lebih tinggi. Jika Generator 2 (G 2) menghasilkan Reaktif Power (KVAR) yang lebih besar, maka Generator 1 (G 1) akan menghasilkan reaktif Power yang lebih kecil.


82

Operator Level 2 Bagaimanapun Generator 2 (G 2) menghasilkan lebih besar daya dibandingkan Generator 1 (G 1). Kondisi seperti ini dapat menyebabkan terjadinya Overload pada generator 2 (G 2). Sekarang kita dapat melihat efek dari pengaturan tegangan terhadap pembagian Reaktif Power pada Generator yang beroperasi parallel. Pada Generator yang beroperasi parallel dengan kapasitas yang sama pengaturan Reaktif power harus balance untuk menghindari terjadinya generator Overload.

EFEK CIRCULATING CURRENT

Voltage Differences Cause Circulating Currrents To Flow

CIRCULATING CURRENT

KW

AMPERE

Arus akan mengalir di antara Generator pada power system dimana satu dari Generator akan menyuplai ke yang lain dengan Magnetizing Power atau yang umum disebut sebagai Circulating Current. Perbedaan tegangan menyebabkan terjadinya aliran arus di antara generator yang beroperasi parallel. Walaupun tidak melebihi dari beban (rated KW), generator kemungkinan bisa terjadi Overload (Current Overload) dari arus yang bersirkulasi. Kondisi Overload ini tidak dapat dideteksi dari Kw meter, hanya bisa dideteksi dengan Ampere meter yang terpasang pada panel Generator. Kondisi Overload ini dapat menyebabkan panas yang berlebihan pada winding Generator dan memungkinkan mengurangi umur dari winding Generator. Jika Generator mengalami overload, system proteksi harus bekerja untuk mengamankan generator. Pada Generator Control Panel umumnya telah dipasang proteksi untuk arus lebih seperti over current relay, oleh karena itu setting yang tepat sangat dibutuhkan agar proteksi dapat bekerja pada kondisi critical dan pada waktu yang tepat.


83

Operator Level 2 EFEK VOLTAGE DROOP TERHADAP REAKTIF POWER Low Voltage

High Voltage

•

Less Reactive Droop G1

•

More Reactive Droop G2 G1

Daya Aktif (KW) Daya Reaktif (KVAR)

Generator yang beroperasi parallel dengan voltage droop yang sama akan menyuplai jumlah Reaktif Power yang sama pula. Jika generator yang beroperasi parallel mempunyai Voltage droop yang berbeda, efeknya cukup banyak sama seperti jika voltage level berbeda. Generator dengan Voltage Droop yang kecil akan menghasilkan Reaktif Power yang lebih besar dibandingkan dengan Generator yang mempunyai Voltage droop yang besar, dan Circulating Current (Arus Sirkulasi) akan mengalir diantara Generator tersebut. Walaupun Circulating Current (Arus Sirkulasi) normal dan masih bisa ditoleransi, ini tidak membantu output power. Oleh karena itu Circulating Current dapat diminimalkan dengan mengatur voltage regulator yang sesuai.

EFEK SPEED DROOP TERHADAP AKTIF POWER Pada dasarnya generator dapat diparallel walaupun mempunyai kapasitas yang berbeda, yang membedakan adalah kemampuan dari generator tersebut untuk dapat menanggung beban yang dipikul. Generator yang lebih kecil tentunya akan lebih rendah atau terbatas kemampuan menanggung beban dibandingkan dengan generator yang lebih besar. Di bawah ini akan digambarkan bagaimana jika terjadi suatu kondisi seperti sebagai berikut : 1. Dua generator set diparallel dengan kapasitas yang berbeda tetapi mempunyai speed droop yang sama. 2. Dua generator set dengan kapasitas yang sama tetapi mempunyai speed droop yang berbeda. 3. Dua generator set dengan kapasitas yang sama dan mempunyai speed droop yang sama. 4. Dua generator set dengan kapasitas yang berbeda dan mempunyai speed droop yang berbeda.


84

Operator Level 2 Kapasitas berbeda dengan speed droop yang sama

Jika dua buah generator set beroperasi secara parallel dengan speed droop yang sama tetapi kapasitasnya berbeda yang satu mempunyai hosepower 200 HP dan yang satunya hospower 100 HP, maka yang terjadi adalah pada saat posisi 0 HP kedua engine sama – sama pada putaran 1545. dan pada 100 % hose power dari kapasitas masing –masing engine maka penurunan speednya akan sama. Sehingga bisa diambil kesimpulan bahwa dua generator set yang berbeda kapasitasnya jika beroperasi secara parallel dengan speed droop yang sama maka beban yang ditanggung oleh kedua generator set tersebut akan sesuai dengan kapasitasnya masing – masing. Kapasitas sama dengan speed droop yang berbeda

Jika dua buah generator set mempunya i kapasitas yang sama tetapi mempunyai speed droop yang berbeda maka yang terjadi adalah generator set dengan speed droop yang lebih besar pada saat posisi 0 HP putaran dari engine akan lebih tinggi dibandingkan dengan engine yang mempunyai speed droop yang lebih kecil. Engine dengan speed droop yang lebih besar penurunan putarannya akan lebih besar dengan hose power yang sama.


85

Operator Level 2 Kapasitas sama dengan speed droop yang sama

Jika dua buah generator set dengan kapasitas yang sama dan speed droop yang sama, maka pada saat beban 100% maka kedua – duanya mempunyai penurunan putaran yang sama sehingga apabila kedua generator set tersebut beroperasi secara parallel maka kedua generator set tersebut akan mempunyai respon beban yang sama pada saat terjadi perubahan beban.

Kapasitas berbeda dengan speed droop berbeda

Jika dua buah generator set mempunyai kapasitas yang berbeda dan speed droop yang berbeda seperti gambar di atas, sebagai contoh yang satu dengan speed droop 3 % dan yang satu lagi dengan speed droop 0 %, maka yang terjadi adalah generator set dengan speed droop 0% berapapun beban yang ditanggung engine tidak akan mengalami penurunan speed. Kondisi di atas jelas terjadi ketimpangan pada engine dengan speed droop 0% akan selalu menanggung beban yang lebih tinggi pada setiap kondisi perubahan beban.


86

Operator Level 2

LOAD KARAKTER Pada dasarnya beban (load) mempunyai karakter yang berbeda – beda. Ada tiga pengelompokan load berdasarkan voltage dan current yaitu : 1. Resistive Load 2. Inductive Load 3. Capasitive Load Resistiv e Load

Resistive Load adalah beban – beban yang berupa tahanan (resistor). Jika nilai tahanan rendah maka electron akan mudah untuk mengalir melewati tahanan (resistor) dan generator akan memproduksi sedikit gaya (volt) untuk mendorong sejumlah electron (ampere) untuk mengalir. Jika nilai tahanan tinggi generator harus menambah voltage tetapi akan memperkecil arus yang mengalir. Resistor tidak dapat menghasilkan magnetic field untuk …aliran arus listrik. Jadi pada Resistive load antara tegangan dan arus mencapai pada titik puncak dalam waktu yang sama. Inductive Load

Inductive Load adalah beban – beban yang berupa coil (lilitan). Seperti beban coil adalah beban yang mempunyai tahanan yang cukup kecil untuk Direct Current (DC)


87

Operator Level 2 karena tidak akan merubah medan magnet yang ada. Bagaimanapun jika arus yang mengalir adalah arus Alternating Current (AC) maka medan magnet (magnetic filed) secara constant selalu terbentuk selama arus listrik mengalir. Jadi tegangan mengalir mendahului arus. Dalam hal ini ka susnya seperti accumulator pada rangkaian hydrolic yang mana ketika kecepatan pompa bertambah, menyimpan energy dan melepaskannya ketika pompa putarannya turun. Contoh load yang bersifat induktif seperti motor – motor induksi, trafo las, dan komponen – kom ponen yang mempergunakan induksi electromagnetic. Capasitive Load

Capasitive load adalah beban – beban yang berupa capasitor. Pada capasitive load arus mendahului tegangan. Contoh beban – beban yang bersifat capasitive seperti kapasitor bank dan peralatan yang menggunakan komponen kapasitor.


88

Operator Level 2

KONTROL DAN PROTEKSI


89

Operator Level 2

KONTROL DAN PROTEKSI Agar generator set dapat selalu beroperasi secara kontinyu perlu dikontrol dan diproteksi apabila terjadi penyimpangan kondisi operasi. Oleh karena itu pabrik telah membuat sistem sedemikian rupa agar paramter dari generator set bisa dimonitor dan segala penyimpangan yang terjadi dapat dideteksi sedini mungkin, walaupun begitu tidak semua kelainan yang terjadi baik pada engine maupun generator dapat dideteksi oleh perangkat kontrol pada generator set. Di bawah ini akan dibahas mengenai kontrol dan proteksi terhadap generator set. Berbicara masalah kontrol tentunya tidak terlepas dari perangkat di generator set itu sendiri yang berfungsi mengontrol jalannya operasi genset. Sejalan perkembangan tehnologi yang ada, kontrol generator set pada umumnya menggunakan digital display kontrol. GENERATOR SET CONTROL (GSC) Generator Set Control (GSC) mempunyai fungsi sebagai berikut : q GSC mengontrol proses pada saat start stop engine q GSC menampilkan kondisi dan informasi generator output parameter q GSC memonitor sistem gangguan, GSC akan memerintahkan engine untuk shutdown jika mengalami kondisi kritikal q GSC akan memberikan informasi kepada operator mengenai penyebab dan komponen yang mengalami gangguan. q GSC mempunyai featur atau fasilitas untuk aplikasi customer seperti CIM atau CCM. Pada sistem GSC komponen utama adalah Electronic Control Module Panel (EMCP). EMCP adalah suatu panel dengan tehnologi digital dan mempunyai safety device di dalamnya. Sebelum tehnologi EMCP diproduksi, sebagai kontrol dari parameter engine menggunakan model konvensional. Di bawah ini perbedaan antara konvensional dengan EMCP. EMCP Versus Konvensional


90

Operator Level 2

Ada beberapa model dari EMCP yang dipakai oleh Caterpillar yaitu sebagai berikut : q EMCP I q EMCP II q EMCP II+ q EMCP 3

Electronic Modul Control Panel I (EMCPI) EMCP I adalah Electronic Modul Control Panel generasi yang lebih awal dibandingkan dengan EMCP II maupun EMCP 3. Di bawah ini adalah tampilan EMCP I.

EMCP I menampilkan display parameter engine dan generator, seperti RPM, Oil pressure, Water jacket temperatur, Service Meter Unit (SMU), Voltage battery, output voltage generator, arus generator. Selain menampilkan display parameter EMCP I juga mendeteksi setiap gangguan yang sifatnya kritikal untuk selanjutnya memerintahkan engine untuk shutdown. Selanjutnya EMCP I akan menampilkan diagnostic code pada display EMCP. Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

91

Operator Level 2 Engine Control Module Alar Module (AML)

Engine Control Module (ECM) akan menampilkan status parameter pada display, parameter yang termonitor pada display tersebut antara lain putaran engine (RPM), tekanan oli pelumas pada sistem (Oil pressure), suhu air pendingin (Water jacket temperature), dan Service Meter Unit (SMU) dan voltage battery. Di bawahnya display monitoring terdapat tanda untuk kondisi kritikal yang mengakibatkan engine shutdown. Indikator lampu warna merah akan muncul yang menyatakan bahwa engine tersebut terdapat masalah sehingga EMCP memerintahkan engine untuk shutdown. Alarm Module (ALM) akan mengeluarkan tanda peringatan (alarm) berupa lampu alarm dan sirine jika terjadi suatu kondisi dimana EMCP mendeteksi terjadinya kondisi ubnormal terhadap engine. Low battery voltage, low fuel level dan sebagainya yang sifatnya baru berupa peringatan bukan kritikal kondisi, dengan kata lain bahwa engine masih tetap dapat beroperasi. AC Meter Module (ACM)

AC Metering Module (ACM) akan menampilkan display parameter antara lain output voltage generator, Output current generator dan frequency. Untuk melakukan pengaturan tegangan generator terdapat adjust voltage potentiometer. Untuk melakukan pengaturan speed dari engine terdapat speed adjust potentiometer dan untuk mengetahui tegangan dan arus antar phase terdapat switch selector, dengan memutar switch sesuai yang kita kehendaki pada phase tertentu maka pada display ACM akan termonitor parameternya.


92

Operator Level 2

Jika engine mengalami gangguan sehingga EMCP akan memerintahkan engine untuk shutdown, selain itu Engine Control Module (ECM) akan memberikan informasi berupa Diagnostic Code yang muncul pada display ECM. Berikut ini adalah diagnostic code beserta difinisinya. q q q q q q q q q

01 dIAG 02 dIAG 03 dIAG 04 dIAG 05 dIAG 06 dIAG 07 dIAG 08 dIAG 09 dIAG

No magnetic speed pickup (speed sensor signal) No oil pressure/temperature sensor (transduser) signal Problem with input from Engine Control Switch (ECS) Loss off setpoint programmed into the ECM memory Engine shutdown with no shutdown command from the ECM Internal failure of the ECM or unstable voltage supply Internal programming switch does not match the value programmed into setpoint #2 Temperature probe problem High oil pressure when the engine is not running and has cooled down.

PROGRAM PARAMTER EMCP I adalah digital monitoring dan proteksi yang dapat diprogram. Hal ini memungkinkan untuk melakukan pemrograman ulang ketika pekerjaan penggantian EMCP atau memindahkan EMCP dari generator satu ke generator lain dengan tipe yang berbeda. Pada saat melakukan pemograman engine harus dalam keadaan stop.

Pada gambar di atas adalah fasilitas untuk melakukan pemrograman EMCP I. Ada tiga perangkat yang digunakan untuk melakukan pemrograman yaitu Potentiometer (2), Rotary Switch (3), Momentary switch (4). Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

93

Operator Level 2 Rotary switch adalah switch yang digunakan untuk melakukan pengaturan set point yang akan dilakukan perubahan. LCD display akan memunculkan posisi dari rotary switch. Momentary switch adalah switch yang digunakan untuk melakukan flashing terhadap setpoint yang akan dilakukan perubahan. Potentiometer digunakan untuk merubah data yang sudah flashing sesuai dengan aplikasi atau rekomendasi dari pabrikan. Setelah perubahan setpoint dilaksanakan untuk menyetop flasing dengan cara menekan momentary switch kembali. Yang perlu disadari bahwa hanya personil yang berkompeten yang boleh melakukan program parameter ini, kesalahan terhadap pemprograman dapat mengganggu sistem yang ada terutama yang berhubungan dengan safety device. Karena pemrograman parameter hanya dilakukan pada saat penggantian atau pemindahan EMCP hendaknya dilakukan oleh orang yang berkompeten. Di bawah ini adalah parameter pemrograman EMCP1. 02 ETR/ETS and Latching 0 atau 2 program ECM pengoperasian dengan energize to run (ETR) fuel solenoid 1 atau 3 program ECM pengoperasian dengan Energize to shutdown (ETS) atau latching fuel solenoid. 2 atau 3 program ECM maka ECM akan mengabaikan gangguan yang terjadi yang diakibatkan oleh transduser (sensor) seperti high coolant temperature, low oil pressure dan sensor module tidak berfungsi maka engine tidak akan shutdown. 03 Metric/English Pemrograman Parameter ini berkenaan dengan perubahan satuan dari pengukuran yang muncul pada display EMCP. 0 berarti memerintahkan EMCP untuk menampilkan display engine parameter dengan satuan English. 1 berarti memerintahkan EMCP untuk menampilkan display engine parameter dengan satuan metric. 04 Ring Gear teeth Pemrograman parameter ini dilakukan untuk memasukkan nilai setting sesuai dengan jumlah gigi ring gear pada fly wheel. 05 & 06 Over speed Program parameter ini berkenaan dengan setting parameter untuk over speed shutdown. 05 adalah setting over speed untuk range 400 s/d 2900 RPM 06 adalah setting over speed untuk range 2450 s/d 5000 RPM dengan kelipatan 10 RPM. 07 Crank Terminate Speed Program parameter ini berkenaan dengan deaktif dari motor stater pada saat putaran dari engine sudah mencapai terminate speed. Range pengesetan mulai dari 100 s/d 1000 RPM dengan kelipatan 10 RPM


94

Operator Level 2 08 Oil step speed Program parameter ini berkenaan dengan safety device terhadap putaran low idle dengan memperhatikan kondisi low oil pressure shutdown. 09 Rated Oil Pressure Shutdown Program parameter ini berkenaan dengan safety device untuk low oil pressure pada saat putaran engine di atas oil step speed selama 9 detik. Range pengesetan mulai dari 35 s/d 420 kPa (5 s/d 60 PSI) 10 Idle Oil Pressure Shutdown Jika oil pressure droop mencapai di bawah setpoint dan berlangsung selama 9 detik 11 High Coolant temperature Shutdown Jika engine coolant temperatur mencapai batas setpoint selama 10 detik, maka ECM akan mengaktifkan untuk shutdown unit. Range setting coolant temperature shutdown 90 - 120°C (203 - 248°F) 12 Low Coolant temperature Alarm Jika engine coolant temperature mencapai batas di bawah settpoint selama 2 detik maka ECM akan mengaktifkan untuk mengirim signal ke annunciator module. Annunciator modul akan menampilkan status alarm. Range setting dari 10 - 30°C (50 - 86°F). Factory set 21°C (70°F). 13 Over crank time Over Crank Time adalah total waktu untuk start engine (dimulai ketika perintah untuk start samapi muncul indikasi over crank). Range setting dari 5 – 120 detik. Factory setting 90 detik. 14 Cycle crank Jumlah waktu yang dibutuhkan untuk engine starter atau batasan waktu untuk motor stater bekerja. Range setting dari 1 – 60 detik. Factory setting adalah 10 detik. 15 Cold down Jumlah waktu yang dibutuhkan untuk proses cold down atau sampai engine stop. Range setting dari 0 – 30 menit. Factory setting adalah 15 menit.


95

Operator Level 2

Electronic Module Control Panel II (EMCP II)

EMCP II adalah Electronic Control Modul Panel yang mempunyai parameter dan safety device yang lebih lengkap serta mempunyai fasilitas Customer Interface Modul dan Customer Comunication Modul. Pada gambar di atas feature dari EMCP II. Terdapat GSC (Generator Set Control), ECS (Engine Control Switch), ALM (Alarm Module) ESPB ( Emergency Stop Push Button) dan Optional SLM (Synchronizing Ligh Module).


96

Operator Level 2

pada kolom di atas menunjukka n tampilan display EMCP pada tiga kondisi yaitu : q q q

Normal Mode Alarm Mode Shutdown Mode

Normal Mode Pada kondisi Normal Mode ini semua display (upper & lower ) menunjukkan fungsi monitoring sesuai dengan kondisi pengoperasian alat yang normal (tanpa ada penyebab kerusakan) Upper display menampilkan Voltage, frequency, Ampere. Lower display menampilkan Service meter, battery voltage, RPM, oil pressure, water jacket temperatur. Alarm Mode Pada alarm mode ini akan secara otomatis memunculkan kode – kode kerusakan yang bersifat non critical, dengan ditandai lampu fault alarm menyala (flash). Untuk melihat kode gangguan yang terjadi dengan cara menekan tombol alarm code. Shutdown Mode Pada mode ini apabila terjadi kerusakan yang bersifat kritikal maka EMCP akan memerintahkan engine untuk shutdown, selanjutnya pada upper display akan memunculkan kode yang menunjukkan penyebab terjadinya gangguan. Shutdown indicator yang ada pada GSC yaitu : q Low oil pressure q Emergency stop q High water temperature q Engine over speed q Low coolant level q Fault shutdown Service Mode Pada service Mode ini digunakan untuk beberapa fungsi set point. Seperti menghapus kode gangguan, memprogram service meter, verifikasi generator safety device dan fungsi kalibrasi.


97

Operator Level 2 Prosedur Untuk “ Service Mode “ • • • •

Posisikan switch ECS ke posisi OFF / RESET Tekan Service Mode pada GSC, pada upper display akan muncul “ SERV” kedip ( flash ) Pilih Option (dari OP1 sampai OP10) sesuai topik mode Untuk kembali ke Normal Mode tekan “ EXIT”

Untuk masuk ke OP4 s / d OP8 engine harus pada posisi stop. Switch ECS pada posisi OFF / RESET Service mode mempunyai 10 pilihan (option) untuk melakukan pemrograman yaitu : • • • • • • • • • •

OP1 OP2 OP3 OP4 OP5 OP6 OP7 OP8 OP9 OP10

Fault log viewing Set point viewing Password entry Fault log clearing Set point programming Spare input / Out put programming Hour meter programing Voltmeter / Ammeter programing Engine set point verification AC offset adjustment

OP1 - Fault Log Viewing Option1 (OP1) adalah pilihan untuk melihat kode diagnostic (diagnostic code ) yang tersimpan dalam fault log di GSC. Fault log berisi history tentang kode diagnostic yang pernah terjadi pada genset tersebut dan jumlah gangguan yang pernah terjadi. Setiap diagnostic kode menjelaskan komponen yang mengalami gangguan / component identifier (CID) dan menjelaskan bagaimana komponen mengalami kerusakan / Failure Mode Identifier (FMI). Status gangguan akan muncul pada upper display dengan kode “DIAG”. Gangguan yang sifatnya aktif maka kode “DIAG” akan flash (mengedip ). GSC hanya mampu menampung dalam memory sebanyak 12 diagnostic, jika lebih maka secara otomatis akan terhapus diagnostic yang sebelumnya. Contoh Diagnostic code : CID 168 FMI 02 Count 3 168 - adalah kode komponen yang mengalami gangguan. 02 - kode bagaimana komponen mengalami gangguan. 3 - adalah menunjukkan jumlah gangguan yang terjadi.


98

Operator Level 2 Prosedur untuk melihat kode gangguan yang tersimpan pada GSC sebagai berikut : • • • • • • •

Posisikan Engine Control Switch (ECS) pada OFF / RESET Tekan “ SERVICE MODE” OP1 akan muncul pada display Tekan “ SELECT” untuk melihat diagnostic yang tersimpan, Jika ada Diagnostic yang tersimpan maka akan muncul pada display seperti contoh : CID 169 FMI 02 Count 3 Tekan “SROLL RIGHT” untuk melihat semua diagnostic code yang tersimpan secara bergantian. Tekan “EXIT” untuk kembali ke Option (OP1) Untuk kembali ke Normal mode tekan “ EXIT” kembali.

OP2 - Generator Setpoint Viewing Option 2 (OP2) adalah pilihan untuk melihat setpoint dari generator. Setpoint adalah pemrograman yang memberi efek terhadap pengoperasian dari generator. Option 2 berisi setting parameter (PO1 s/d PO24) untuk EMCP II EUI, sedangkan untuk EMCP II+ (PO1 s/d PO33). Untuk melihat deskripsi dari masing - masing parameter dapat dilihat pada OP5. Prosedur untuk melihat setpoint program parameter yaitu : • • • • • •

Tekan “SERVICE MODE” akan muncul OP1 pada lower display Tekan “SCROLL UP” untuk merubah dari OP1 ke OP2. Tekan “SELECT” maka akan muncul PO1 beserta nilai setting. Teka “SCROLL UP atau SCROLL DOWN” untuk melihat set point parameter berikutnya. Tekan “EXIT” untuk kembali ke OP1 Tekan “EXIT” untuk kembali ke Normal Mode.

OP3 - Password Entry Option 3 (OP3) adalah pilihan untuk masuk ke password (kata kunci) Option 3 (OP3) adalah pintu atau proteksi untuk dapat melewati atau melakukan akses option 4 s/d option 10. Password (kata kunci) tidak dapat diganti, apabila salah dalam memasukkan Password maka akan muncul kata “FAIL” pada display GSC. Selanjutnya password entry harus diulang kembali. Prosedur memasukkan password sebagai berikut : • • • • • • •

Posisikan Engine Control Switch pada posisi OFF / RESET. Tekan “SERVICE MODE” Tekan “SCROLL UP”sampai OP3 muncul pada display. Tekan “SELECT” maka akan muncul “PE - - - - Tekan “SELECT” untuk mengedipkan (flashing) setrip p ertama Tekan “SCROLL RIGHT” akan muncul “PE 1 - - - Tekan “SCROLL DOWN” akan muncul “PE 13 - - -


99

Operator Level 2 • • • • •

Tekan “SCROLL UP” akan muncul ”PE 132 - Tekan “SCROLL DOWN” akan muncul “PE 1323 Tekan “SCROLL RIGHT” akan muncul “PE13231 Tekan “ENTER” maka akan muncul “PE PASS” Tekan “EXIT” untuk kembali ke OP1

OP4 - Fault Log Clearing Option 4 (OP4) adalah pilihan untuk melakukan penghapusan (clearing) diagnostic code, setelah semua diagnostic code terhapus maka tampilan “DIAG” pada display EMCP akan clear (hilang) Prosedur untuk melakukan penghapusan (clearing) • • • • • • • •

Posisikan ECS pada posisi OFF / RESET Tekan SERVICE MODE dan pilih option 3 (OP3) untuk melakukan password entry (memasukkan password) Tekan “SCROLL UP” untuk menuju ke option 4 (OP4) Tekan “SELECT” untuk melihat diagnostic code yang ada Tekan “SELECT” untuk mengedipkan (flashing) diagnostic code Tekan “ENTER” selama 2 detik sampai flashing diagnostic code terhapus, pada display kosong hanya muncul “SERV” Tekan “EXIT” untuk kembali ke OP1 Tekan “EXIT” untuk kembali ke normal mode

OP5 - Engine / Generator Programing Option 5 (OP5) adalah pilihan untuk melakukan pemrograman setpoint generator. Pada saat melakukan penggantian GSC perlu dilakukan pemrograman setpoint sesuai dengan type dan aplikasi generator. Pada setpoint OP5 terdapat beberapa parameter (P01 s/d P24) untuk EMCP II dan untuk (EMCP II+) terdapat set point OP5 - 0 (P01 s/d P033), OP5 -1 (P101 s/d P142). Pada OP5 -0 adalah setpoint program untuk parameter engine dan generator, sedangkan OP5 - 1 adalah setpoint program relay proteksi untuk mengamankan engine dan generator.


100

Operator Level 2 OP5 – Set point Programming EMCP II+


101



102



103

Operator Level 2


104

Operator Level 2


105

Operator Level 2


106

Operator Level 2 OP6 - Spare input / Out put programming Option 6 (OP6) ini adalah pilihan untuk melakukan pemrograman spare input / out put. Spare input dan spare out put ini adalah fasilitas tambahan yang dapat digunakan oleh custormer untuk menambah sensor inputan dari peralatan customer, sehingga out putnya dapat dikontrol oleh GSC. Spare Input Spare input adalah signal masukan dari customer untuk dihubungkan dengan GSC. Spare input ditandai dengan SP1, SP2, SP3. Spare input dapat diakses oleh customer pada terminal strip generator. • • •

SP1 ditandai pada terminal strip dengan kode “SW1” SP2 ditandai pada terminal strip dengan kode “SW2” SP3 ditandai pada terminal strip dengan kode “SW3”

Spare out put Spare out put adalah signal keluaran dari GSC yang dapat diakses oleh customer. Spare out put dapat diakses oleh customer pada terminal strip generator pada kontrol panel. Spare out put ditandai dengan “SPARE” OP7 – Hour meter Programming Option 7 (OP7) adalah pilihan untuk melakukan perubahan terhadap hour meter unit. Pada saat penggantian GSC perlu dilakukan perubahan hour meter sesuai dengan hour meter GSC yang diganti untuk keperluan preventive maintenance. Angka hour meter hanya dapat ditambah tetapi tidak bisa dikurangi. Untuk engine EUI maka pada saat penggantian GSC tidak perlu melakukan hour meter programming karena sudah dilakukan secara otomatis oleh ECM (Electronic Control Module) Prosedur pemrograman Hour meter • • • • • • •

Posisikan ECS pada posisi stop, tekan service mode, masukkan password entry pada OP3. Tekan “SCROLL UP” sampai pada pilihan OP7 tekan “SELECT” untuk memunculkan nilai hour meter Tekan “SELECT” akan muncul pada display “000000” Tekan “SCROLL RIGHT” untuk mengedipkan (flashing) angka yang paling depan dan memasukkan angka pengganti. Tekan “SCROLL RIGHT” untuk mengedipkan angka digit yang selanjutnya dan rubah angka sesuai dengan keinginan. Tekan terus “SCROLL RIGHT” sampai semua digit berubah. Setelah semua digit dirubah tekan “ENTER” maka akan muncul “ARE YOU SURE” jika sudah yakin maka tekan “ENTER” Jika ada kesalahan dan ingin mengganti maka tekan “SELECT” untuk memulai dari langkah awal lagi.


107

Operator Level 2 OP8 - Voltmeter / Ammeter Programming Option 8 (OP8) adalah pilihan untuk melakukan kalibrasi terhadap voltmeter dan ammeter. Ketika melakukan penggantian GSC atau ATB (AC Transformer Box) maka perlu dilakukan kalibrasi. Setiap transformer (ATB) mempunyai karakteristik yang berbeda sehingga dengan dikalibrasi maka keakurasian dapat terpenuhi. Ada lima transformer dalam ATB untuk memberikan informasi ke GSC tentang voltage dan ampere. Untuk keperluan kalibrasi dilengkapi bar code yang berada di bawah ATB. Pada saat melakukan kalibrasi harus memasukkan kode pada bar code. OP8 - Voltmeter / Ammeter program kalibrasi Ada 6 setpoint yang perlu dilakukan untuk Kalibrasi voltmeter dan ammeter yaitu : • • • • • •

AC01 - “A - B” adalah kalibrasi untuk voltage AC02 - “B - C” adalah kalibrasi untuk voltage AC03 - “C - A” adalah kalibrasi untuk voltage AC04 - “A” adalah kalibrasi untuk ampere AC05 - “B” adalah kalibrasi untuk ampere AC06 - “C” adalah kalibrasi untuk ampere

Prosedur pemrograman kalibrasi voltmeter / ammeter yaitu : • • • • • • • • •

Posisikan ECS pada posisi stop, tekan service mode, masukkan password entry pada OP3 Tekan scroll up untuk memiilih OP8 untuk masuk ke pilihan kalibrasi voltmeter / ammeter. Tekan “SELECT” maka “AC01” akan muncul pada display Tekan “SELECT” untuk mengedipkan (flashing) display Tekan “SCROLL UP atau “SRCOLL DOWN” untuk mengatur nilai kalibrasi sesuai dengan bar code untuk A - B voltage. Tekan “ENTER” agar flashing (kedip) berhenti Tekan “SCROLL UP” untuk mengulangi kalibrasi selanjutnya yaitu untuk AC01, AC02, AC03, AC04, AC05, AC06. Tekan “EXIT” untuk kembali ke tampilan OP1 Tekan “ EXIT” untuk kembali ke normal mode.

OP9 - Engine Setpoint Verification Option 9 (OP9) adalah pilihan untuk melakukan pengecekan kembali terhadap fungsi safety device apakah bekerja dengan baik. Sebagai contoh setting untuk low oil pressure, high jacket water temperature, engine over speed adalah parameter yang sudah diprogram pada OP5, parameter tersebut dapat disimulasikan dengan pilihan option 9 (OP9). Pada saat simulasi apabila safety device tersebut bekerja dengan baik maka engine akan shutdown.


108

Operator Level 2 OP10 - AC Offset Adjustment Option 10 (OP10) adalah pilihan untuk melakukan adjustment voltage. AC volmeter pada GSC dikalibrasi di pabrik pembuat. Pada saat generator beroperasi secara paralel, untuk mendapatkan keakurasian pembacaan di antara generator perlu dilakukan AC offset adjustment. Pada saat melakukan AC offset adjustment generator harus dalam keadaan operasi secara parallel. Kode Alarm Fault Kode alarm fault akan tampil pada upper display apabila terjadi gangguan pada engine yang sifatnya spesifik, lampu fault alarm akan flash (kedip) dan beberapa gangguan sifatnya fault shutdown. Contoh gangguan (fault shutdown) misalnya low engine oil pressure, high water temperature maka GSC akan memerintahkan engine untuk shut down (mati). Kode fault alarm dari AL1 s/d AL4 untuk EMCP II, sedangkan untuk (EMCP II+) AL1 s/d AL15. Alarm Fault Kode Alarm fault AL1 s/d AL15 akan muncul pada upper display GSC apabila terjadi gangguan, Adapun difinisi dari masing - masing kode gangguan AL1 s/d AL15 (fault alarm) sebagai berikut : 1. AL1 - High Water Temperature Pada saat temperatur air pendingin pada engine naik mencapai level setting high water jacket (107 °C) option 5 / parameter no.15 (set point OP5 - P015), maka engine akan shutdown dan akan muncul AL1 pada upper display GSC. 2. AL2 - Low water temperature alarm Ketika temperatur engine berkurang mencapai level setting low water temperature (21°C) yaitu option 5 / parameter 16 (setpoint OP5 - P016), fault alarm akan muncul pada upper display GSC 3. AL3 - Low engine oil pressure Pada saat tekanan oli turun mencapai level setting low oil press (205 kpa) Option 5 / parameter 13 (setpoint OP5 - P013) maka alarm fault akan muncul pada upper display GSC. 4. AL4 - Fault detected by engine ECM Untuk engine Series B menggunakan Electronic Control Module (ECM) untuk mengontrol kerja dari engine, apabila terjadi gangguan yang tidak dapat dideteksi oleh GSC maka ECM akan menginformasikan ke GSC tentang problem yang terjadi berupa alarm fault, selanjutnya GSC akan menampilkan kode AL4 pada upper display pada GSC dan lampu fault alarm akan flashing. 5. AL5 - Low Engine Coolant Level fault Pada saat permukaan air pendingin dalam radiator posisinya berada di bawah sensor coolant loss, maka GSC akan memunculkan alarm fault


109

Operator Level 2 AL5. GSC akan menunggu selama 10 detik sebelum low engine coolant level aktif. 6. AL6 - High Engine Oil temperatur Ketika temperatur dari oli pelu mas naik sampai pada batas level setting 107°C (setpoint OP5 - P026) maka engine akan shutdown, GSC akan memunculkan kode AL6 pada upper display engine shutdown. 7. AL7 - Generator Over Voltage Fault Ketika tegangan dari generator naik sampai diatas level setting over voltage 110% X tegangan normal (set point OP5 - P105) maka GSC akan memunculkan kode AL7 pada upper display, engine shutdown dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi (setpoint OP5 - P106). 8. AL8 - Generator Under Voltage Fault Ketika tegangan dari generator turun sampai dibawah level setting Under voltage 80% X tegangan normal (setpoint OP5 - P111) maka GSC akan memunculkan kode AL8 pada upper display, engine shutdown dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi (setpoint OP5 - P112). 9. AL9 - Generator Over frequency fault Ketika frequency dari generator naik sampai diatas level setting 55 Hz (setpoint OP5 - P117) maka GSC akan memunculkan kode AL9 pada upper display, engine shutdown dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi (setpoint OP5 - P118) 10. AL10 - Generator Under frequency fault Ketika frequency dari generator turun sampai pada level setting 45 Hz (setpoint OP5 - P123) maka GSC akan memunculkan kode AL10 pada upper display, engine shutdown dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi ( setpoint OP5 - P124 ) 11. AL11 - Generator reverse power fault Ketika reverse power mencapai level setting 15% di bawah beban 0 (setpoint P5 - P126) maka GSC akan memunculkan kode AL11, engines shutdown, dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi. 12. AL12 - Generator Phase Over Current fault Ketika arus yang mengalir melebihi level setting 110% dari kapasitas generator (set point 134) maka GSC akan memunculkan kode AL12, engine shutdown, dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai aplikasi. 13. AL13 - Generator Total Over current fault Ketika arus total (3 phase) yang mengalir melebihi level setting 110% dari kapasitas total (set point 136) maka GSC akan memunculkan kode AL13, engine akan shutdown, dengan waktu tunda 10 detik atau sesuai dengan aplikasi.


110

Operator Level 2 14. AL14 - Phase A no Voltage Input Fault Ketika GSC tidak menerima signal tegangan (salah satu phase) sehingga berpengaruh terhadap parameter out put dan metering output, maka GSC akan memunculkan kode AL 14, muncul lampu alarm menyala (flashing) akan tetapi engine tidak shutdown. 15. AL15 - GSC+ Configuration Error GSC akan melakukan pengecekan terhadap hubungan antara frequency, tegangan dan putaran dari engine. Kemungkinan kesalahan terjadi pada saat pemrograman yaitu OP5 - P009 (jumlah dari ring gear pada fly wheel) dan OP5 - P003 (jumlah pole / kutub dari generator), maka GSC akan memunculkan kode AL 15, muncul lampu alarm menyala (flashing). 2.4 DIAGNOSTIC CODE Apabila terjadi gangguan pada komponen elektrik atau rangkaian (sirkuit), maka GSC akan memunculkan diagnostic code yang diikuti dengan munculkan alarm fault atau shutdown fault. Alarm mode akan memberikan respon sebagai berikut : • GSC akan mengaktifkan lampu alarm indikator (flashing) • Ketika alarm code ditekan maka akan muncul diagnostic code (CID/FMI) pada upper display. • Engine tetap running dan masih bisa distart. Shutdown mode akan memberikan respon sebagai berikut : • GSC akan mengaktifkan lampu fault shutdown • Akan muncul diagnostic code (CID/F MI) pada upper display • Engine langsung shutdown


111

Operator Level 2 Diagnostic Code EMCP II+


112

Operator Level 2 Relay Status Indicator Di dalam GSC terdapat relay module, relay tersebut sifatnya permanen, jika salah satu relay mengalami problem maka penggantiannya adalah satu set relay module. Status relay-relay pada relay module akan ditampilkan pada lower display pada saat relay tersebut bekerja. Relay-relay tersebut yaitu : a. b. c. d. e. f. g. h.

K1 Electronic Governor Relay ( EGR ) K2 Generator Fault Relay ( GFR ) K3 Crank Termination Relay ( CTR ) K4 Starting Motor Relay ( SMR ) K5 Run Relay ( RR ) K6 Air Shutoff Relay ( ASR ) K7 Fuel Control Relay ( FCR ) K 8 Programmable Control Relay ( PCR )


113

Operator Level 2 K1 - Electronic Governor Relay (EGR) Ketika relay EGR aktif relay akan bekerja dari normally open ke normally close, Power DC akan dikirim ke electronic governor atau ECM. Untuk engine MUI dengan load share dan speed control 2301 A relay ini difungsikan untuk mengaktifkan pilihan low idle ke high idle putaran engine.

K2 - Generator Fault Relay ( GFR ) Ketika relay GFR aktif bekerja dari normally open ke normally close. Relay ini difungsikan untuk mengaktifkan breaker (ACB) pada saat terjadi shutdown pada engine sehingga tidak terjadi arus balik (reverse power)


114

Operator Level 2 K3 - Crank Termination Relay ( CTR ) Ketika relay CTR aktif bekerja dari normaly open ke normally close, relay ini bekerja apabila putaran engine sudah mencapai atau lebih besar dari crank terminate speed (400 rpm ) dan stater motor relay deaktif pada 400 RPM. Pada saat RPM engine mencapai 0 RPM maka CTR non aktif

K4 - Starting Motor Relay ( SMR ) Ketika relay SMR aktif bekerja dari normally open ke normally close, relay akan mengaktifkan starting magnetic swicth. SMR akan deaktif jika putaran sudah mencapai Crank Terminate Speed (400 RPM).


115

Operator Level 2 Scematic diagram Stater Motor Relay

Starting Motor Relay Urutan kerja dari starting system sebagai berikut : • • •

Pada saat switch ECS posisi start running maka Starter Motor Relay (SMR) K4 akan aktif close, sehingga arus listrik akan mengalir ke Starter Motor Magnetic Switch (SMMS) SMMS aktif menyebabkan kontak SMMS close, arus mengalir ke Pinion Solenoid (PS) pada saat pinion solenoid bekerja pinion gear akan bergerak maju ke arah gigi ring gear pada fly wheel. Pinion Solenoid (PS) aktif dan kontak pinion solenoid close sehingga arus mengalir ke Stater Motor (SM). Selanjutnya Motor starter akan berputar memutar fly wheel (engine)


116

Operator Level 2 • •

Pada saat engine berputar dan RPM mencapai putaran terminate speed (400 RPM) maka Starter Motor Relay (SMR) K4 akan deaktif, sehingga relay SMR open, selanjutnya arus yang ke SMMS terputus akibatnya pinion solenoid open. Pinion solenoid open sehingga arus yang ke Starter Motor (SM) terputus, selanjutnya pinion gear akan bergerak menarik ke posisi normal (terlepas dari ring gear fly wheel)

K5 - Run Relay ( RR ) Ketika relay RR aktif bekerja dari normally open ke normally close, relay ini bekerja pada saat engine start dan running normal. Relay ini digunakan untuk keperluan customer (external function) sedangkan untuk engine MUI (Mechanical Unit Injector) run relay digunakan untuk energize governor 2301A untuk supply power DC 24 V.


117

Operator Level 2 K6 - Air Shut Off Relay ( ASR ) Ketika relay ASR aktif bekerja dari normally open ke normally close, relay ini digunakan untuk air shut off pada saat engine fault shutdown, air shut off akan menutup saluran udara masuk.


118

Operator Level 2 K7 - Fuel Control Relay (FCR) Ketika relay FCR aktif bekerja dari normally open ke normally close, relay ini difungsikan untuk energize (power) ke electric converter / PWM untuk engine EUI. Pada saat switch Engine Control switch (ECS) posisi run maka fuel control relay mulai bekerja.


119

Operator Level 2 K8 - Programmable Spare Relay ( PSR ) Ketika relay PSR aktif bekerja dari normally open ke normally close, relay ini digunakan untuk external customer, Signal inputan dari customer dapat diprogram pada GSC.


120

Operator Level 2

ELECTRONIC MODUL CONTROL PANEL 3 (EMCP 3) Electronic Modul Control Panel 3 (EMCP3) adalah generasi terbaru, versi ini terdiri dari EMCP 3,1 EMCP 3,2 dan EMCP 3,3. Produk ini mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan produk sebelumnya.


121

Operator Level 2

Operator Level 2 ECM Generator Set

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Display Screen AC over view key Engine overview key Yellow warning lamp Red shutdown lamp Alarm acknowledge/silince key Lamp test key Run key

9. Auto key 10. Stop key 11. Scroll up key 12. Escape key 13. Scroll right key 14. Enter key 15. Scroll down key 16. Scroll left key

AC Over view AC ov er view key digunakan untuk menampilkan informasi mengenai AC parameter yang muncull pada display screen EMCP 3, seperti tampilan output voltage generator, output current generator, Frequency generator, Power factor aktif power (kW) dan reaktif power (kVAR ). Engine Over view Engine over view key digunakan untuk menampilkan informasi mengenai engine parameter yang muncul pada display screen EMCP 3, seperti tampilan RPM, water jacket temperature, oil pressure, SMU, Battery voltage. Alarm acknowledge/silince Tekan tombol Alarm acknowledge/silince untuk mereset lampu alarm atau horn yang sedang aktif. Lamp test Lamp test key digunakan untuk pengetesan lampu indicator. Pada saat tombol ditekan maka lampu indicator LED akan menyala. RUN Tekan tombol “RUN” untuk melakukan start unit secara manual AUTO Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

123

Operator Level 2 Tekan tombol “AUTO” maka generator set pada mode Auto start STOP Stop key digunakan untuk melakukan stop generator set Scroll up Scroll up key digunakan untuk menaikkan display menu atau monitoring screen. Scrool up key juga digunakan untuk setpoint entry. Pada saat memasukkan data numerical scroll up key digunakan untuk menambah digit dari 0 – 9. Escape Escape key digunakan selama melakukan pilihan struktur menu/submenu. Escape key juga digunakan untuk membatalkan data entry selama setpoint program. Jika escape key ditekan pada saat proses setpoint program maka tidak ada perubahan pada display screen yang tersimpan pada memory. Sroll Right Scroll righrt digunakan pada saat proses setpoint adjustment, selama proses numerical data entry scroll right key digunakan untuk memilih digit yang akan dilakukan perubahan (edit). Enter Pada saat proses program setpoint enter key digunakan untuk menyimpan pada memory setting program yang telah dilakukan. Pada screen menu enter key digunakan untuk memilih item menu ke sub menu. Down Down key digunakan untuk melihat menu selanjutnya pada display menu atau monitoring screen. Down key juga digunakan selama setpoint entry, digunakan untuk mengurangi digit 0 – 9. Down key juga digunakan untuk mengarahkan list ke bawah. Scroll left Scroll left key digunakan selama setpoint adjusment, selama proses entry data scroll left key digunakan untuk memilih digit yang akan diedit. ALARM INDIKATOR Yellow Warning light Jika yellow warning light menyala (flash) mengindikasikan bahwa ada kondisi warning aktif. Untuk melakukan reset dengan cara menekan tombol acknowledge/silence. Jika lampu yellow masih tetap flash pada saat tombol acknowledge/silence sudah ditekan maka warning dalam kondisi aktif sehingga penyebab terjadinya gangguan (warning) harus diatasi/normalkan terlebih dahulu. Red shutdown light Jika lampu red shutdown light flash maka telah terjadi gangguan yang sifatnya kritikal sehingga EMCP memerintahkan engine untuk shutdown. Lakukan reset dengan cara menekan tombol acknowledge/silince. Jika lampu red shutdown masih tetap aktif flash maka penyebab gangguannya harus diatasi terlebih dahulu.


124

Operator Level 2 PENGOPERASIAN EMCP 3

Dalam pengoperasian EMCP ada 5 level security untuk mengakses EMC P 3 yaitu: q Level 0 q Level 1 q Level 2 q Level 3 q Service tool Beberapa konfigurasi disetting pada level 0 sehingga dapat dirubah setiap saat dan oleh siapapun pada display tidak akan ada informasi security apapun. Level 1 dan 2 adalah security untuk mengakses setpoint dan fungsi dari pengontrolan, Security level 1 dan 2 diproteksi dengan password. Sedangkan security level 3 diproteksi dengan password factory dan untuk mengaksesnya harus menghubungi Caterpillar Dealer Solutions Network (DSN). Password hanya dig unakan untuk merubah parameter pada EMCP 3. Merubah parameter dengan menggunakan Service Tool tidak memerlukan password. Ketika dihubungkan dengan SCADA data link maka password juga perlu digunakan. Security level 1 dan 2 password dapat diakses pada security screen. Untuk mendapatkan security screen start pada “MAIN MENU” display EMCP. Selanjutnya dari MAIN MENU pilih CONFIGURE dan selanjutnya SECURITY

Selanjutnya pada security screen akan menampilkan level security pada display. Ada 6 pilihan pada security screen yaitu : 1. 2. 3. 4. 5. 6.

DROP TO MIN LEVEL ENTER LEVEL 1 OR 2 ENTER LEVEL 3 CHANGE LVL 1 PSWD CHANGE LVL 2 PSWD CHANGE SCADA PSWD


125

Operator Level 2 Memilih DROP TO MIN LEVEL akan memberikan efek pada minimum level security (level 0) yang berarti bahwa parameter dengan DROP TO MIN LEVEL dapat diakses oleh siapapun dan kapanpun tanpa memerlukan password. Memilih “ENTER LEVEL 1 OR 2” akan membuka password entry screen. Password entry screen mempunyai 16 digit. Masing – masing digit berupa angka dari 0 sampai 9. Memilih “ENTER LEVEL 3” akan muncul pada display “PHONE IN WITH” dan 16 digit dapat dimasukkan pada display screen. Pada security level 3 berarti perlu menghubungi Caterpillar Dealer SolutionS Network (DSN) SETPOINT PROGRAM EMCP 3 EMCP 3 mempunyai lebih dari 500 setpoint yang dapat diprogram, set point program dapat dilakukan dengan langsung mengoperasikan melalui screen display atau melalui SCADA data link. Untuk melakukan setpoint melalui display EMCP berikut ini pilihan dari menu pengoperasian.

Pada setpoint “MAIN MENU” terdapat 7 sub menu yang dapat dipilih, sub menu tersebut adalah : q CONTROL q ENG MONITOR/PROTECT q EVENTS q GEN MONITORING/PROTECT q I/O q NETWORK q OTHER Pada Sub menu “CONTROL” terdiri dari : q AUTOMATIC START/STOP q AVR DESIRED VOLTAGE q GOV DESIRED ENG SPEED q SHUTDOWN OVERRIDE


126

Operator Level 2 Pada Sub menu “ ENG MONITORING/PROTECT” terdiri dari : q BATTERY VOLT MONITOR q CRANK/START COUNTERS q ENG COOLANT TEMP MON q ENG OIL PRESS MONITOR q ENG SPEED MONITOR q ENHANCHE ENG MONITOR q SERV MAINT INTERVAL Pada Sub menu “EVENT” terdiri dari : q EVENT I/P FUNCTIONS q EVENT O/P FUNCTIONS q EVENT RESPONSE CONFIG • DIAGNOSTIC CONFIG • ENG PROTECT CONFIG • GEN PROTECT CONFIG • OTHER EVEN CONFIG q EVENT SYSTEM Pada Sub menu “GEN MONITOR/PROTECT” terdiri dari : q ENHANCED GEN MONITORING q GEN AC MONITORING q GEN AC POWER MONITORING q GEN OVER CURRENT q GEN OVER/UNDER FREQ q GEN OVER/UNDER VOLT q GEN REVERSE POWER Pada Sub menu “I/O” terdiri dari : q DIGITAL INPUTS q DIGITAL OUTPUTS q RELAY OUTPUTS q SPARE ANALOG INPUT Pada Sub menu “NETWORK” adalah : q DATA LINK – SCADA Pada Sub menu “OTHER” terdiri dari : q DIGITAL SELECTORS q REDUCED POWER MODE


127

Operator Level 2 Chart pengoperasian EMCP 3


128

Operator Level 2

SWITCH GEAR


129

Operator Level 2

PANEL CONTROL GENSET

SUBYEK PEMBAHASAN q

Dasar – dasar pembangkit Generator set

q

Generator

q

Lead Connection

q

SR 4 Generator Set

q

Komponen Generator

q

Automatic Voltage Regulator (AVR)

q

Generator rating

q

Prinsip dasar parallel

q

Kontrol dan proteksi


Menjelaskan prinsip dasar pembangkitan

q

Menjelaskan generator AC 3 phase

q

Menjelaskan type lead connection

q

Menjelaskan tentang tipe generator SR 4

q

Menjelaskan tentang fungsi komponen generator

q

Menjelaskan fungsi dan cara kerja Automatic Voltage Regulator

q

Menjelaskan tentang pembagian rating generator

q

Menjelaskan tentang prinsip dasar parallel

q

Menjelaskan tentang pengaturan daya aktif & daya reaktif

q

Menjelaskan tentang load karakter

q

Menjelaskan jenis – jenis proteksi dan cara kerja proteksi pada generator

SASARAN


130

Operator Level 2

PANEL CONTROL GENSET (PCG) SISTEM OPERASI Panel Control Genset ( PCG ) tegangan rendah (TR) adalah suatu panel yang terpasang setelah output generator & mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.

Sebagai penghubung dan pemutus tenaga listrik ke beban pemakaian secara aman. Sebagai tempat untuk melakukan pengukuran (metering) dan memonitor parameter dari generator set. Sebagai tempat untuk melakukan parallel (Sincronisasi) pada genset yang beroperasi secara paralel. Sebagai pengaman (safety device) generator pada saat terjadi gangguan baik yang berasal dari gangguan beban pemakaian maupun gangguan dari generator itu sendiri, Panel Kontrol Genset akan memutus beban secara otomatis pada saat terjadi gangguan.

Panel Control Genset (PCG) yang dipergunakan oleh generator Caterpillar mempunyai merk dan desain yang berbeda - beda, tetapi telah memenuhi standar yang telah ditentukan. Kapasitas dari PCG berbeda beda disesuaikan dengan kapasitas generatornya. Yang menentukan kapasitas Panel Control genset adalah besar kecilnya pemutus arus atau Circuit Breaker (CB) yang terpasang pada PCG tersebut. Sebagai contoh untuk PCG 2000 KVA, ACB yang terpasang adalah 3200 Ampere. Semakin besar kapasitas panel maka CB yang terpasang juga semakin besar.


131

Operator Level 2 KOMPONEN PANEL CONTROL GENSET (PCG) Panel Control Genset (PCG) terdiri dari beberapa komponen Di bawah ini contoh profil PCG 2000 KVA . Pandangan depan

NP 01: Genset power indicator NP 02: Bus power indicator NP1 : OCR NP2 : RPR NP3 : OVR NP4 : UVR NP5 : ACB Trip NP6 : Fault Engine NP7 : Trafo Fault NP8 : Emergency NP9 :Synchrone NP10: PB. Reset NP11: Lamp Test NP12: ON NP13: OFF NP14: PB. ON NP15: PB. OFF NP16: Auto – Off – Manual NP17: SA NP18: VA NP19: Synchrone Switch NP20: Emergency Stop NP21: Bearing High Temp NP22: Winding 1 High Temp NP23: Winding 2 High temp NP24: Winding 3 high temp NP25: Selector Switch (back up Adjust) NP26: Phase Unbalance


132

Operator Level 2 Pandangan samping

Cover panel samping

Ventilasi udara


133

Operator Level 2 Komponen PCG

Load sharing & speed control

Voltage transformer Relay proteksi Synchro check

relay

Relay Relay

ACB

Bus bar


134

Operator Level 2 Konstruksi PCG

CT

Bus bur Out going Bus bur incoming


135

Operator Level 2 Komponen dari panel PCG

Relay - relay Proteksi Sincron resistor Timer MCB Syncro ceck relay Under / Over Voltage Relay

Reverse Power relay Potensial Transformer Over Current relay

Terminal Strip


136

Operator Level 2 ACB ( Air Circuit Breaker ) Air Circuit Breaker ( ACB ) adalah salah satu jenis pemutus arus listrik yang digunakan pada tegangan kerja tegangan rendah. ACB terpasang pada PCG, Berfungsi sebagai penghubung dan pemutus tenaga antara sumber listrik dengan beban pemakaian. Air Circuit Breaker ( ACB )

ACB PRODUK GENERAL ELECTRIK (GE)

UVT / under Voltage Release Closing Coil

Handle manual CB mechanism Manual ON push button Manual OFF push button Motor mechanism

CB didesain untuk memutus arus secara otomatis antara sumber listrik dengan beban akibat dua kondisi yaitu Over Load dan Short Sircuit.

Apakah pengertian dari OVERLOAD & SHORT SIRCUIT? OVERLOAD - BEBAN LEBIH R

Satu kondisi dimana satu peralatan tertentu seperti motor mengambil arus melebihi arus nominal, terjadi pada selang waktu yang cukup lama.

R

Besar arus yang mengalir melebihi rating nominal untuk waktu yang cukup lama.

SHORT SIRCUIT - HUBUNG SINGKAT R

Kondisi gangguan merupakan reaksi langsung dari adanya satu konduktor fasa kontak dengan fasa yang lain, dengan konduktor ground, atau dengan body perlatan yang di ground

R

Arus hubung singkat dengan level yang tinggi terjadi, bila terdapat sambungan dengan impedensi NOL dia ntara konduktor


137

Operator Level 2

Metering Pada panel Control Genset ( PCG ) terpasang metering yang berfungsi mengukur energi listrik yang terkirim ke beban pemakaian. Komponen - komponen Metering tersebut meliputi:

1. Ampere Meter Ampere meter berfungsi menguku r besarnya arus yang mengalir ke beban pemakaian. Satuan dari arus listrik adalah Ampere (A). Arus listrik akan mengalir pada 3 phase generator R S T. Instalasi beban yang baik adalah perbedaan arus listrik di antara phase sekecil mungkin. Beban arus yang pincang pada salah satu phase melebihi rating current dapat menyebabkan terjadinya over load pada generator. Lilitan koduktor stator generator akan mengalami over heating dan menyebabkan terjadinya kerusakan generator. Amper Meter

To KW Meter

3 X CT 3000/5

ACB 4P 3200 A

M

>

>

>

From Genset R S T N

2. Volt Meter Volt meter adalah metering yang berfungsi mengukur beda potential (tegangan) yang keluar dari generator, baik tegangan phase per phase maupun phase dengan netral. Satuan dari tegangan adalah volt (V). Volt Meter

SW ACB 4P 3200 A

M

>

>

>

From Genset R S T N

3. Frequency Meter / Hz Meter HZ meter adalah metering yang berfungsi mengukur besarnya frequency listrik dari generator. Frequency adalah jumlah getaran listrik ( siklus ) dalam satu detik, satuan dari frequency adalah hertz ( HZ ). Untuk frequency generator ada yang 60 HZ atau 50 HZ. Besarnya frequency dari generator dapat dihitung dengan menggunakan rumus sbb : Jumlah kutub rotor generator x RPM generator F = 120


138

Operator Level 2

4. Kilowatt Meter / KW Meter KW meter adalah metering yang berfungsi mengukur besarnya daya aktif yang mengalir ke beban. Pada dasarnya yang menanggung atau merasakan beban / daya aktif adala h engine. Besarnya daya aktif dapat dihitung dengan rumus sbb :

Kilowatt

ν

= V X I X 3 X Cos Q = Voltage X Ampere X 1.732 X Cos Q

KW Meter 3 X CT 3000/5

ACB 4P 3200 A

M

>

>

> Fuse CB

From Genset R S T N

6.

KVAR Meter KVAR meter adalah metering yang berfungsi mengukur besarnya daya reaktif. Besarnya daya reaktif (KVAR) dapat dihitung dengan rumus : KVAR = V X I X √ 3 X √1 - ( Cos Q )² KVAR = Voltage X Ampere X 1.732 X √ 1 - ( Cos Q )²

Pada Generator beroperasi parallel, pada saat tegangan dari generator dinaikkan dengan Adjust Voltage Regulator maka efek yang akan timbul pada generator yaitu arus yang bersirkulasi akan lebih tinggi, yang kedua adalah Daya Reaktif (KVAR) akan menjadi naik sesuai dengan formula diatas. Sebaliknya jika Adjust Voltage diputar ke arah lebih rendah maka arus yang bersirkulasi akan turun dan nilai dari Daya Reaktif (KVAR) akan turun juga.


139

Operator Level 2 7.

Kilowatt Hour Meter Kilo Watt Hour Meter (KWH Meter) suatu alat yang berfungsi mengukur besarnya energi listrik ke beban pemakaian. Seperti telah diketahui bersama bahwa besarnya biaya pemakaian listrik berdasarkan jumlah KWH yang terbaca pada KWH meter. Besarnya KWH juga dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut : KWH = V X I X 1.732 X Cos Q X Hour / 1000 = Tegangan X Ampere X 1.732 X Cos Q X Jam / 1000

Pada sistem pembangkitan, panel Control Genset (PCG) dan Out Going terpasang metering KWH meter. Ada dua jenis KWH meter, yaitu digital KWH meter dan Analog KWH meter. Tingkat keakurasian dari pengukuran lebih tinggi KWH digital dibandingkan dengan KWH analog. Pengukuran daya listrik (pemasangan KWH meter) bisa dilakukan pada sisi tegangan rendah atau pada sisi tegangan menengah dan pada tegangan tingi. Sehingga Untuk melakukan penghitungan looses atau kerugian daya akibat rugi – rugi jaringan dan lainnya dapat dilakukan dengan melakukan perbandingan produksi KWH sisi TR dengan sisi TM. Diagram di bawah adalah KWH meter dengan sensing input 3 X CT 3000/5 dan sensing tegangan 3 phase. Pembacaan dari KWH analog adalah = (Stand KWH akhir – satnd KWH awal) X factor kali K W H

m e t e r i n g

T R

K W H M e t e r 3 X C T 3 0 0 0 / 5

A C B 4 P 3 2 0 0 A

M

>

>

> F u s e

F r o m

G e n s e t

R

S

T

C B

N

Pada Panel Control Genset (PCG) KWH meter dengan Current Transformer (CT) yang terpasang adalah 3000/5, maka faktor kali KWH analog jika tidak terpasang PT adalah : Faktor Kali = Nilai CT Ratio = 3000/5 = 600


140

Operator Level 2 Sedangkan pada metering KWH pada panel Tegangan Menengah (TM) dengan terpasang CT dan PT maka besarnya faktor kali penghitungan KWH analog adalah : Faktor kali = Nilai Ratio CT X Nilai Ratio Potential Transformer (PT) = CT X PT

MAIN BUS BAR CU 630A 3 PHASE 20 KV

KWH Meter

DS

VCB 630 A FUSE HV 20KV 6A FUSE 6A

CT 300/5

PT 20.000/100

Sebagai contoh : Pada gambar di atas diagram KWH meter dengan CT terpasang 300/5 dan PT terpasang adalah 20.000/100 maka besarnya faktor kali KWH analog tersebut adalah: Faktor Kali

= = = =

CT X PT 300/5 X 20.000/100 60 X 200 12.000

Jadi setiap KWH meter analog mempunyai factor kali yang berbeda – beda tergantung dari ratio PT dan CT yang terpasang. Sedangkan pada KWH meter digital penghitungan KWH produksi adalah nilai actual yang tampil pada diplay digital metering.


141

Operator Level 2

RELAY PROTEKSI Relay proteksi berfungsi untuk mengaktifkan ACB untuk melepas beban (triping ACB) saat terjadi gangguan pada generator, jaringan distribusi seperti short sirkuit dan lainnya yang memberikan efek cukup kritikal. Pada saat generator atau jaringan distribusi mengalami gangguan maka relay proteksi akan bekerja memerintahkan ACB untuk melepas beban, sehingga efek yang ditimbulkan dari gangguan dapat diminimalisir sekecil mungkin. Ada beberapa relay proteksi yang umumnya terpasang pada swicht gear Panel Control Genset. Relay proteksi sebagai berikut : 1. Over Current Relay ( OCR ) 2. Reverse Power Relay ( RPR ) 3. Over Voltage Relay ( OVR ) 4. Under Voltage Relay ( UVR ) 5. Trafo Fault Relay ( TFR ) 6. Engine Fault Relay ( EFR ) 7. Bearing High Temperature Relay ( BHTR ) 8. Winding High Temperature Rely ( WHTR ) 9. ACB trip 1.

OVER CURRENT RELAY Over Current Relay merk SEG

Over current relay adalah proteksi untuk arus lebih. Relay ini bekerja apabila arus yang mengalir pada generator melebihi kemampuan kapasitas rating ampere generator. OVR akan bekerja memerintahkan CB untuk open melepas beban. Dengan demikian kerusakan generator dapat dihindari.

Penyetelan setting OCR dengan model strip level. Nilai satu level adalah : CT terpasang X level Contoh jika level setting pada proteksi adalah 3 maka nilai over current setting adalah : 3000/5 X 3 = 1800 Amp Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

142

Operator Level 2 Over Current Relay merk crompton

Penyetelan setting OCR dengan menggunakan %. Besarnya nilai setting Over Current adalah : CT terpasang X setting % Contoh jika CT 3000/5 & setting OCR pada 90 %, maka nilai Over Current adalah : 3000 X 90 % : 2700 ampere Setting relay yang kurang tepat dapat menyebabkan proteksi tidak bekerja pada saat yang tepat, sehingga proteksi tidak dapat mengamankan genset tepat pada waktunya. Oleh karena itu perlu dibutuhkan skill yang cukup untuk melakukan setting proteksi ini. 2.

REVERSE POWER RELAY Reverse power relay merk SEG

Reverse power relay berfungsi untuk mengamankan generator pada saat terjadi arus balik (reverse) menuju ke generator. RPR bekerja mendeteksi arus balik, pada saat generator mengalami beban minus di bawah 0. Selanjutnya RPR akan memerintahkan ACB untuk open memutus arus menuju beban. Nilai setting RPR adalah : 5 s/d 10% minus di bawah 0 dengan waktu tunda 5 s/d 10 detik, atau sesuai dengan aplikasi di lapangan.


143

Operator Level 2 3.

OVER VOLTAGE RELAY Over voltage Relay bekerja pada saat tegangan dari generator melebihi rating out put ( over ), OVR akan mendeteksi tegangan out put generator, selanjutnya memerintahkan ACB open pada saat terjadi tegangan generator over, dengan demikian kerusakan dari peralatan baik generator itu sendiri atau peralatan konsumen pemakai energi listrik dapat dicegah. Over Voltage merk SEG

Setting OVR pada relay merk SEG menggunakan nilai level tegangan, besarnya tegangan setting adalah voltage phase to netral. Sehingga untuk mengetahui besarnya nilai OVR voltage phase to phase maka menggunakan formula sebagai berikut :

Nilai setting = 1.732 X setting level tegangan di relay proteksi Contoh : jika setting pada relay adalah 250 maka nilai setting OVR adalah : 1.732 X 250 = 433 Volt. 4.

UNDER VOLTAGE RELAY Under voltage relay bekerja apabila tegangan yang keluar dari generator lebih rendah dari tegangan rated out put generator. ( under ). UVR akan memerintahkan ACB untuk open memutus beban. Tegangan kerja pada system yang terlalu rendah dapat mempengaruhi fungsi kerja dari peralatan konsumen. Under Voltage Relay merk SEG


144

Operator Level 2 Under voltage relay bekerja bisa disebabkan adanya problem pada generator, akan tetapi juga bisa disebabkan oleh internal problem pada panel control itu sendiri. Seperti intermiten pada control wiring, atau problem pada proteksi itu sendiri. Gambar di atas adalah relay UVR merk SEG dengan setting voltage %. Nilai setting UVR adalah 70 s/d 80% dibawah tegangan normal. Contoh setting under voltage relay = Under Voltage = tegangan normal X 80% = 400 X 80%

= 320 volt 5. TRAFO FAULT RELAY Trafo Fault Relay bekerja apabila terjadi kelainan pada trafo step up, seperti high temperature trafo. Pada trafo step up terpasang DGPT ( Differential Gas Pressure and Temperature ) sebagai pengaman trafo. Trafo fault relay akan bekerja pada saat mendapat signal dari DGPT selanjutnya relay akan memerintahkan CB untuk open memutus beban ke trafo. Selain itu untuk aplikasi tertentu disamping signal memutus ACB signal dari DGPT juga digunakan untuk memutus Incoming MV (LBS), sehingga dari dua sisi yaitu sisi tegangan rendah dan tegangan tinggi aman. Setting untuk high temperatur trafo adalah 85° - 95° C 6. ENGINE FAULT RELAY Engine Fault Relay bekerja apabila Genset mengalami gangguan / shutdown atau karena genset mengalami low power. EFR mencegah terjadinya reverse power pada generator. Oleh karena itu EFR dan RPR memungkinkan bisa bekerja secara bersamaan. EFR bekerja setelah mendapat signal dari Electronic Modul Control panel ( EMCP ), selanjutnya EFR memerintahkan CB untuk open memutus beban. 7.

HIGH BEARING TEMPERATUR RELAY High bearing temperatur relay bekerja apabila temperatur bearing generator ubnormal. High bearing temperatur relay bekerja pada saat mendapat signal dari TSM ( Temperature Setting Meter ). Selanjutnya relay HBT ( High Bearing Temperature ) memerintahkan ACB untuk open memutus beban. TSM merubah nilai tahanan dari RTD ( Resistive Thermal Device ) sensor menjadi nilai temperatur. Semakin tinggi nilai tahanan yang terbaca oleh TSM maka semakin tinggi pula nilai temperatur yang terbaca. High bearing temperatur disetting 80° C.

8.

WINDING TEMPERATUR RELAY High winding temperatur relay bekerja apabila temperatur dari winding ( lilitan stator utama ) generator ubnormal. Relay akan memerintahkan ACB untuk open memutus beban. High temperatur winding terjadi bisa disebabkan karena generator mengalami over load, arus (current) pada generator melebihi ratingnya. Instalasi beban pemakain yang tidak balance antar phase berpotensi menimbulkan generator overload.


145

Operator Level 2

Relay high temperatur winding mendapat signal dari TSM. TSM akan membaca nilai tahanan dari sensor panas pada lilitan stator utama. TSM akan merubah nilai tahanan ke nilai temperatur. Setting untuk high temperatur winding adalah 165° C. Ada dua jenis sensor pengukur panas (temperature) yaitu : § RTD yaitu sensor pengukur panas yang bekerjanya jika terjadi perubahan panas maka resistannya yang akan berubah. § Thermocouple yaitu sensor pengukur panas yang bekerjanya jika terjadi perubahan panas maka tegangan yang keluar dari sensor tersebut akan berubah.

TSM temperatur bearing

TSM temperatur winding

Switch selector temperatur bearing

Switch selector temperatur winding

Switch selector temperatur bearing sebagai selector untuk menampilkan temperatur. Switch selector ke no.1 adalah untuk mengetahui temperatur bearing bagian depan. Switch selector ke no.2 adalah untuk mengetahui temperatur bearing generator bagian belakang. Pada TSM untuk temperatur Winding 1 adalah untuk mengukur temperatur winding phase R, Winding 2 adalah untuk mengukur temperatur winding phase S, Winding 3 adalah untuk mengukur temperatur winding phase T. 9. ACB TRIP RELAY ACB trip relay bekerja pada saat terjadi over load ( beban lebih ) dan juga short sircuit ( hubung singkat ). Unit trip akan mengaktifkan mechanical CB untuk open contak memutus beban. Pada unit trip dilengkapi setting adjusment untuk over current setting, instant trip, short circuit, short ground & time delay setting. Pada saat ACB trip bekerja maka untuk melakukan reset dengan menekan


146

Operator Level 2 tombol reset yang ada pada ACB. ACB trip tidak bisa diriset melalui tombol reset yang ada di panel GCP. Trip unit Broys type MPRO - 17

Ir x In = 0.8

Im x Ir = 6.0 Inst = 0.1

If x In = 0.4 Inst = 0

DEFINISI SIMBOL Ir = Setting beban lebih (over current) In = Arus nominal Im = Setting hubung singkat (short circuit) If = Setting groung fault (short ground) Inst = Setting trip segera (instant)


147

Operator Level 2

WIRING DIAGRAM Apakah yang dimaksud dengan wiring diagram ? Wiring diagram adalah menggambarkan rangkaian suatu peralatan / equipment dengan komponen - komponen yang diperlihatkan sesuai dengan posisi penempatan, terminal, sambungan kabel, ukuran kabel dan warna kabel. Wiring diagram disebut juga connection diagram. Untuk dapat membaca dan memahami dari wiring diagram sebuah peralatan, maka diperlukan pengetahuan tentang arti dari simbol - simbol yang ada pada wiring diagram.

SIMBOL - SIMBOL ELECTRIC Earth

Direct Current Alternating Current Positive polarity Negative polarity

~ +

-

Signal Lamp Terminal Number

35

Juction of conduktors

Three Phase winding Delta Connection

Double Juction

Three Phase winding Star Connection

Y

Three Phase winding Star with Neutral

Y

Common Point

Resisitor

Batterry Heater


148

Operator Level 2

SIMBOL - SIMBOL ELECTRIC

Variable resistor Polarised Capasitor

Normally open contact +

OR

Normally close contact

Transformer winding Transformer

OR

Normally open push button

3

Transformer with two sparate winding three phase star delta

[

Y

OR

Thermal overload element

3

Current transformer

Fuse OR

Diode

OR

Contactor DC generator

G _

DC Motor

M _

AC Generator

G

AC Motor

M

Three pole manually operated on load fuse switch Relay coil or contactor coil

~

OR

Circuit Breaker ( CB )

~

x

(

Operated by turning

∫

Operated by pushing

[

OR


149

Operator Level 2 Wiring & kompone n control pada GCP 3P, 4WIRE, 400V, 3200A 52

CT2 R - T 3000/5

32

VV FF

F 6-7 ZV 15

CT1 R - T 3000/5

DGM

KW

Q

SYN 25

3XPL⊗

⊗ 3XPL 52

ACB 4P 3200 A

F 10-12

27 59

HC

46

SYN SW

F 1-3 2 X VT 400/110V TO LOAD SHARING F 4-5

OUT GOING G

TO CONTROL BREAKER

GENSET 2000 KVA 3P 400V 50HZ

Keterangan : Keterangan : DGM : Digital Power Meter 15 : Speed Control HC

: Hour Counter

VV

: Double Voltage

FF

: Double Frequency

ZV

: Zero Volt

25 : Synchro ceck relay 27 : Under voltage relay 32 : Reverse power relay 46 : Phase unbalance relay SYN : Synchro ceck relay 51 : Over current relay SYN SW

: Switch Synchron

52 : Air Circuit Breaker 59 : Over voltage relay


150

Operator Level 2 Charging, closing & triping ACB pada GCP


151

Operator Level 2 Wiring diagram di atas adalah contoh panel GAE. Dari gambar di atas dapat kita lihat beberapa fungsi dari proses : • • •

Tripping ACB (ACB OFF) Charge Spring ACB Closing ACB (ACB ON)

Tiga proses tersebut sangat penting untuk dipahami agar kita bisa lebih mudah menemukan penyebab dari problem yang sering terjadi seperti misalnya ACB tidak dapat ON, ACB trip, atau motor mechanism tidak berfungsi. Tripping ACB Pada proses ini tegangan 220VAC dari terminal R01 mengalir melewati contact emergency stop (NC) menuju ke contact relay K1 (tripping relay) posisi NC, selanjutnya ke TB 5 (terminal block). Selanjutnya dari TB 5 diseri dengan beberapa contack relay proteksi yaitu : •

K19 (Phase unbalance Relay)

•

K15 (Bearing high temp Relay)

•

K16 (winding – 1 high temp Relay)

•

K17 (Winding – 2 high temp Relay)

•

K18 (Winding – 3 high temp Relay)

•

K8 (Over Current Relay)

•

K9 (Reverse Power Relay)

•

K10 (Over Voltage Relay)

•

K11 ( Under Vo ltage Relay)

•

K13 (Engine Fault Relay)

•

K14 (Trafo faultr Relay)

Pada saat kondisi normal relay – relay tersebut dalam posisi normaly close (NC), sehingga motor mechanism dan under voltage release mendapat supply tegangan 220VAC. Pada saat salah satu dari relay tersebut bekerja maka contact relay akan open atau relay K1 (tripping relay) bekerja maka tegangan supply 220VAC akan terputus, akibatnya Under Voltage Release tidak mendapat supply tegangan. Sehingga ACB dalam kondisi trip dan tidak dapat diclose (ON).


152

Operator Level 2 Charge Spring ACB Pada saat relay proteksi kondisi normal dan K1 (tripping relay) posisi close maka motor mechanism akan mendapat supply tegangan dan selanjutnya motor akan bekerja untuk charge spring ACB. Pada saat ACB sudah posisi charge maka motor secara otomatis akan berhenti berputar dan indikasi charge akan terlihat pada ACB. Sebaliknya jika spring posisi discharge maka indikasi akan terlihat pada ACB. Pada saat motor mechanism mengalami problem sehingga proses charge tidak dapat bekerja secara otomatis maka dapat dilakukan dengan memompa secara manual sampai indikasi charge muncul pada ACB. Closing ACB (ACB ON) Pada saat contact emergency stop pada panel GCP posisi normaly close (NC) dan relay K3 bekerja dari normaly open ke close. Relay K3 (bekerja apabila motor mechanism/ ACB dalam kondisi sudah charge) serta relay K2 (Closing relay) bekerja dari normaly open ke close maka closing coil akan mendapat supply tegangan 220VAC. Selanjutnya closing coil bekerja untuk melakukan closing ACB. Closing ACB tidak dapat dilakukan pada posisi sebagai berikut : • • • • • •

Emergency stop push button bekerja sehingga contact dalam posisi open. Relay K3 tidak bekerja sehingga kontact K3 dalam kondisi open, hal ini bisa disebabkan karena ACB dalam kondisi discharge. Relay K2 dalam kondisi open, hal ini bisa disebabkan oleh switch (S2) kondisi open (posisi O). S2 adalah switch selector untuk pilihan manual atau auto closing ACB. Relay K2 tidak berfungsi (rusak). Tidak ada supply tegangan dari terminal R01, kemungkinan fuse putus. Closing ACB tidak bisa dilakukan jika closing coil tidak berfungsi (rusak).


153

Operator Level 2 System control Circuit Breaker pada unit XQ POWER CONTROL BREAKER (CLOSING)

PRIMARY FUSES

BREAKER CONTROL POWER TRANSFORMER

CIRCUIT BREAKER CLOSE RELAY

PRIMARY FUSES F12

CBCR

F14

VBR

∼ ∼

F13

B4

A4

B1

A1

252 251

GENERATOR CIRCUIT BREAKER AC CONTROL VOLTAGE BILT UP RELAY

FROM GENERATOR

Pada diagram di atas memperlihatkan rangkaian system kontrol breaker close. F12 & F13 adalah fuse proteksi sebelum power transformer. F14 adalah fuse proteksi setelah PT ( Potensial transformer ) berfungsi menurunkan tegangan kontrol sesuai dengan tegangan kerja kontrol breaker. Pada saat generator beroperasi dan tegangan kontrol masuk ke sistem control breaker maka relay VBR (Voltage Built Up Relay) akan bekerja (close). Sehingga tegangan masuk ke CB terminal B1 & A1. Pada saat Switch CB dioperasikan ke posisi “ON” maka relay CBCR (Circuit Breaker Close Relay) akan bekerja (close) sehingga tegangan akan m engalir ke terminal B4 & terminal 251. Selanjutnya closing coil bekerja menekan mekanis CB untuk ON (close) POWER CONTROL BREAKER (TRIPING) 2

CDTR

52

CB2 ¤

∼

∼

130

¤

¤

∼

TO GSC RM 23 EFCR ¤ ¤

CB SHUNT TRIP

SDR CB2

∼ ∼

CBS

∼

2

130

CBS

: CIRCUIT BREAKER SWITCH

CDR

: COOL DOWN RELAY

SDR

: SHUT DOWN RELAY

CB

: CIRCUIT BREAKER

EFCR : ENGINE FAULT CONTROL RELAY


154

Operator Level 2 Wiring diagram di atas adalah system tripping CB pada panel Control Genset XQ. Fasilitas tripping menggunakan shunt trip. Setia p produk panel mempunyai system yang berbeda. Beberapa panel untuk fasilitas tripping menggunakan UVT. Antara UVT dan Shunt trip mempunyai prinsip kerja yang berbeda. UVT akan bekerja untuk tripping CB apabila tidak mendapat supply tegangan (deenergize). Sedangkan shunt trip akan bekerja apabila mendapat supply tegangan (energize). Triping CB (shunt trip) bekerja memutus (open) CB pada kondisi sebagai berikut : 1. Pada saat CBS (Circuit Breaker Switch) dioperasikan ke posisi “OFF”, pada kondisi ini kontak CBS terhubung/Close sehingga tegangan control 24 VDC mengalir ke CB shunt trip. 2. Pada saat terjadi engine fault, pada kondisi ini EFCR (Engine Fault Control Relay) bekerja/close, sehingga tegangan kontrol 24 VDC mengalir ke CB shunt trip. 3. Pada saat engine posisi cool down, pada kondisi ini SDR (Shut Down relay) bekerja/close, sehingga tegangan kontrol 24 VDC mengalir ke CB shunt trip. 4. Pada saat proteksi safety device bekerja, seperti OVR, OCR, UVR, RPR, UFR, OFR, sehingga SDR (Shut Down Relay) bekerja/close.


155

Operator Level 2

TRANSFORMER


156

Operator Level 2

TRANSFORMER SUBYEK PEMBAHASAN q

Prinsip kerja transformer

q

Induksi elektromagnetik

q

Konstruksi transformer

q

Proteksi transformer

q

Perawatan transformer


Menjelaskan prinsip dasar kerja transformer

q

Menjelaskan tentang induksi elektromagnetik

q

Menjelaskan tentang konstruksi transformer

q

Menjelaskan tentang proteksi pada transformer

q

Menjelaskan tentang perawatan pada transformer

SASARAN Setelah mempelajari materi pembahasan ini operator diharapkan dapat mengetahui dan paham tentang prinsip kerja transformer. Operator dapat melakukan pengecekan dan perawatan sesuai dengan prosedur yang benar sehingga faktor keselamatan lebih diutamakan


157

Operator Level 2

POWER TRANSFORMER Transformer adalah bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Pada sistem pembangkitan Power transformer berfungsi untuk menaikkan tegangan listrik. Sedangkan pada sistem distribusi Power transformer berfungsi sebagai penurun tegangan listrik. PRINSIP KERJA TRANSFORMER Prinsip kerja transformer adalah : q Berdasarkan induktansi mutual q Dua kumparan primer dan sekunder digulungkan pada satu inti ferromagnetic q Medan magnet yang dibangkitkan kumparan primer membentuk rangkaian magnetic melalui inti besi dan memotong kumparan sekunder q Bila terjadi perubahan fluks maka akan timbul tegangan induksi pada kumparan sekunder Induktansi mutual q Bila arus mengalir pada sebatang electromagnet maka akan dibangkitkan (timbul) medan – medan magnet disekelilingnya q Medan magnet ini memotong kumparan lain didekatnya dan pada kumparan tersebut timbul satu tegangan induksi q Efek demikian disebut induktansi mutual

Switch

Primary

FLUX

Secondary VOLT Iron Core Tegangan muncul ketika terjadi perubahan flux (medan magnet)

Ilustrasi di atas menggambarkan terjadinya induktansi mutual. Pada saat switch posisi tertutup (close) maka pada lilitan primary akan teraliri arus listrik, lilitan primary akan menimbulkan medan magnit disekelilingnya, terjadilah perubahan gerak flux (medan magnet) melewati Iron Core. Medan magnet pada iron core akan memotong kumparan (lilitan) pada lilitan secondary sehingga pada lilitan secondary akan timbul satu tegangan induksi. Prinsip inilah yang dipakai pada kerja Power Transformer. Besarnya tegangan output pada lilitan secondary tergantung pada jumlah lilitan secondary dan juga besarnya tegangan pada lilitan primary.


158

Operator Level 2 Konstruksi trafo Transformer yang biasa dipakai untuk pembangkit tenaga listrik adalah trafo type Conservator. Trafo ini pada umumnya digunakan untuk trafo kapasitas 1000 KVA ke atas. Conservator dipakai untuk mengurangi hubungan antara oli trafo dengan udara semaksimal mungkin. Tanki conservator duduk horizontal di atas trafo dan dihubungkan dengan pipa ke trafo.

Bushing medium voltage Bushing Low voltage Conservator Gelas penduga Buchholz relay Terminal Box

Kisi – kisi pendingin

Sistem pendinginan Sistem pendinginan trafo adalah type ONAN dengan media udara sebagai pendingin. Trafo dengan pendinginan alamiah ini sangat tergantung udara sekitar untuk disipasi panasnya. Dengan alasan itu penanganan yang baik untuk ventilasi dalam gedung dimana trafo diletakkan harus bisa membuang panas dan secepatnya memberikan udara baru dari luar. Kenaikan suhu pada trafo dipengaruhi oleh udara sekitar ditambah dengan panas trafo itu sendiri dimana tergantung beban yang diberikan.


159

Operator Level 2 Proteksi pada trafo Trafo adalah titik persimapangan antara tegangan tinggi dengan tegangan rendah, oleh karena itu fluktuasi dari jaringan – jaringan bisa mempengaruhi durabilitas dari trafo. Proteksi yang effisien harus diterapkan untuk melindungi trafo dari berbagai insiden. Alat proteksi melindungi trafo dari : q

Melindungi trafo dari tegangan berlebih yang disebabkan oleh salah satu phase. Dengan dipasang surge diverters over voltage pembatas dan lainnya.

q

Menghindari short circuit atau over current pada jaringan distribusi dengan fuse atau breaker ditegangan rendah.

q

Menditeksi dielektrik drop atau memberikan indikasi pada formasi gas dengan dipasang Buchholz relay atau gas detector

q

Memberitahukan dan memutus tegangan pada saat temperatur dielektrik naik tidak normal atau tekanan di dalam tanki naik dengan dipasang DGPT (thermometer, thermostat pressure gauge dan manostat)

Sewaktu trafo dihidupkan akan memberikan lonjakan arus yang tinggi. Arus start bisa mencapai 10 kali lipat dari arus nominal yang tertera pada name plate trafo.

Breather

Perawatan Rutin Transformer perlu dilakukan perawatan secara rutin untuk memastikan dan menjaga agar transformer dalam kondisi normal. Perawatan trafo meliputi : q

Pengecekan oli pada gelas penduga untuk memastikan bahwa oli di dalam conservator masih mencukupi.

q

Lakukan pemeriksaan terhadap kemungkinan terjadi kebocoran gasket pada bushing, gasket atau paking tanki utama.

q

Trafo yang memakai silicagel breather periksa warnanya, bila berubah warna menjadi merah maka perlu dilakukan penggantian silicagel. Atau dengan cara memanaskan silicagel pada 100° C sampai dengan 200° C. Warna merah akan kembali biru dan mempunyai fungsi yang sama seperti kondisi baru.

q

Pengecekan pada tegangan tembus oli setiap 2 tahun untuk mengetahui kelayakan dari oli transformer

Breather


160

Operator Level 2 Apabila terjadi rembesan oli terjadi, pertama yang harus dilakukan adalah memastikan dimana rembesan itu berasal, yaitu dengan cara membersihkan/mengelap dengan kain bersih. Perembesan dapat disebabkan oleh pecahnya insulator, rusaknya seal diantara tutup dan insulator dan antara insulator dan deck trafo.

Tap Changer Trafo Tap changer trafo berfungsi untuk merubah tingkat tegangan output transformer. Pengoperasian tap changer transformer dilakukan pada saat transformer dalam keadaan tidak bertegangan. Dual TAP changer HV Tap Pos I 50 HZ 1 12075 V 2 11788 V 3 11500 V 4 11213 V 5 10925 V 125.5 A

Dual Tap changer Position Of TAP Changer 1

1

2

HV Pos I 60 HZ 14490 V 14145 V 13800 V 13455 V 13110 V 125.5 A

HV Pos II 50 HZ 21000 V 20721 V 20433 V 20146 V 19858 V 72.2 A

HV Pos III 50 HZ 6972 V 6806 V 6639 V 6474 V 6307 V 218 A

LV 50 HZ 400 V 60 HZ 480 V 3608 A 3608 A

Position Of TAP Changer II

Hihg Voltage (volt)

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

21000 20500 20000 19500 19000 7600 7100 6600 6100 5600


161

Operator Level 2 Meger Transformer Meger Trafo dilakukan pada saat transformer akan diinstal atau transformer terdapat indikasi abnormal untuk memastikan bahwa transformer mengalami short atau dalam kondisi normal. Di bawah ini adalah spesifikasi pengukuran meger dengan menggunakan alat ukur dengan skala 500 V M ohm minimal adalah : q 100 Mega Ohm antara gulungan tegangan rendah dengan ground q 250 Mega Ohm antara gulungan tegangan tinggi dengan ground q 250 Mega Ohm antara gulungan tegangan tinggi dengan tegangan rendah Prosedur perawatan power transformer Sebelum power transformer dilakukan perawatan, cleaning atau meger. Ada beberapa langkah yang harus dilakukan untuk menjamin keamanan dari personil yang melakukan perawatan. Ikuti instruksi kerja di bawah ini : 1. Pastikan bahwa tegangan dari sisi low voltage tidak ada, sudah dilakukan isolasi yaitu ACB pada panel control posisi open. Pasang tagging dan lock out pada panel control ACB. 2. Pastikan bahwa tegangan dari sisi high voltage tidak ada, sudah dilakukan isolasi yaitu panel cubicle incoming tegangan menengah (TM) sudah posisi open, lakukan grounding di sisi incoming TM. 3. Jika kedua sisi sudah aman, maka pekerjaan perawatan dan pengecekan bisa dilakukan. Lakukan pengecekan secara seksama pada level oli pada conservator, kemungkinan te rjadinya kebocoran pada gasket. 4. Jika pekerjaan perawatan sudah selesai pastikan kembali tidak ada material atau tool yang tertinggal pada transformer. 5. Sebelum melakukan penormalan sistem, periksa terlebih dahulu posisi grounding harus posisi open.


162

Operator Level 2

CUBICLE TEGANGAN MENENGAH


163

Operator Level 2

CUBICLE SUBYEK PEMBAHASAN q

Incoming Panel Tegangan Menengah

q

Metering tegangan Menengah

q

Proteksi Out going

q

Control CB pada out going panel tegangan Menengah

q

Current Transformer

q

Potential transformer


Menjelaskan cara kerja incoming tegangan Menengah

q

Menjelaskan tentang pengukuran (metering) listrik tegangan menengah

q

Menjelaskan cara kerja & jenis proteksi pada Out going

q

Menjelaskan tentang cara kerja control CB (circuit Breaker) tegangan Menengah

q

Menjelaskan fungsi dan cara kerja Current trasformer

q

Menjelaskan fungsi dan cara kerja Potential Transformer

SASARAN Setelah mempelajari pembahasan ini diharapkan operator mengetahui dan paham tentang prinsip dan cara kerja dari incoming, metering dan outg oing tegangan menengah. Operator dapat mengopersikan incoming dengan benar Operator paham tentang fungsi proteksi dan jenisnya serta bisa mengidentifikasi sebab gangguan dari indikasi yang muncul.


164

Operator Level 2

CUBICLE PANEL TEGANGAN MENENGAH Cubicle panel tegangan menengah pada sistem pembangkitan umumnya dibagi menjadi 3 bagian yaitu : 1. Incoming 2. Metering 3. Outgoing INCOMING PANEL TM Incoming Panel Tegangan Menengah ( TM ) terpasang antara trafo step up dengan out going panel TM. Beberapa fungsi dari incoming panel TM sebagai berikut : §

Berfungsi sebagai pemutus dan penghubung tenaga listrik dari trafo step up ke out going.

§

Berfungsi sebagai pemutus arus listrik pada saat melakukan pekerjaan preventive maintenance trafo step up, dilengkapi dengan fasilitas Earth switch ( pentanahan ).

Bus Bar to Out Going

LBS 3P Unifluoric 630 A SF 6, 24 KV Shunt Trip 220 VAC Interlock

Earth Switch

HV IND Lamp INCOMING

Didesain dengan sistem interlock yang berfungsi apabila LBS pada posisi ON ( close ) maka earth switch ( pentanahan ) tidak bisa dioperasikan dan sebaliknya.


165

Operator Level 2 Cubicle Incoming Produk VEI Electric

Operating Handle Close/Open LBS Indikator Close/Open LBS Operating Handle Earth Switch Indikator Close/Open Earth Switch Door Lock Voltage Signaling Lamp

Ada 4 kondisi dalam pengoperasian Cubicle Incoming TM sebagai berikut : 1.

Close LBS Bus Bar to Out Going

LBS 3P Unifluoric 630 A SF 6, 24 KV Shunt Trip 220 VAC

close Interlock

Earth Switch


Putar Operating Handle LBS dengan handle yang tersedia diputar searah dengan putaran jarum jam, jika LBS sudah close maka indikator Close LBS akan muncul huruf C, dan Voltage Signaling Lamp akan menyala menandakan bahwa tegangan TM telah beroperasi. Jika tegangan TM dari arah Generator maka dengan Close LBS tegangan TM akan mengalir ke Outgoing TM dan sebaliknya jika tegangan TM dari arah Outgoing maka dengan Close LBS tegangan akan mengalir ke arah Generator


166

Operator Level 2 2. Open LBS Bus Bar to Out Going


open

Interlock

Earth Switch


Jika LBS dalam posisi Close,putar Operating Handle LBS berlawanan dengan arah jarum jam. Jika LBS sudah open maka indikasi akan muncul huruf A, dan Voltage Signaling Lamp akan padam menandakan bahwa Tegangan TM sudah putus (jika arah tegangan TM dari outgoing). Incoming Cubicle ini dioperasikan pada saat tidak ada beban. 3.

Earth switch Close Bus Bar to Out Going


open Interlock

Earth Switch


close

Putar Operating handle Earth Switch searah dengan putaran jarum jam. Jika Earth Switch sudah close akan muncul huruf C di samping operating handle Earth Switch. Operating Earth Switch (Pentanahan) hanya dioperasikan ke Close jika LBS incoming dalam kondisi Open dan tidak ada tegangan dari sisi Generator. Earth Switch berfungsi sebagai pengamanan pada saat ada pekerjaan perbaikan incoming.


167

Operator Level 2 4.

Earth Switch Open Jika Earth Switch dalam kondisi Close maka putar Operating Earth Switch berlawanan arah dengan putaran jarum jam, untuk membuka pentanahan, jika earth switch posisinya sudah open maka akan muncul huruf A.

Empat kondisi di atas adalah pengoperasian dari incoming cubicle panel TM (LBS). Ada beberapa type dari incoming cubicle. Sebagai contoh untuk cubicle produk Merlin Gerin (MG), ada 3 type cubicle yaitu : 1. Type IM atau kubikel sakelar beban 2. Type PM atau kubikel dengan sakelar dan sekering 3. Type QM atau kubikel dengan kombinasi sakelar dan sekering Beberapa incoming perlu dilengkapi dengan shunt trip. Yang berfungsi sebagai electrical tripping pada saat terjadi gangguan seperti trafo fault, desain seperti ini lebih aman jika terjadi gangguan pada trafo tidak akan memberikan imbas ke system yang lainnya karena dari sisi tegangan menengah sudah terputus. METERING PANEL TM Panel metering tempat terpasangnya semua parameter pengukuran tenaga listrik yang disalurkan ke sistem pemakaian seperti parameter Ampere, Voltage, Cos Q, KW, KVAR, KWH. Pada gambar di atas power meter mendapat inputan dari CT ( current transformer ), PT ( potential transformer ) & power supply 220 VAC. Selain power meter juga terpasang relay proteksi over current & earth fault yang akan bekerja memutus ( open ) VCB jika terjadi over load atau short circuit pada jaringan distribusi. DIGITAL POWER METER

Digital power meter adalah perangkat alat ukur digital untuk memonitor paramter. Ada beberapa parameter yang dapat dimonitor pada alat ini seperti Voltage, ampere, Kilowatt, cos Q, KWH, frequency. Tampilan di atas adalah contoh power meter merlin gerin type power logic PM 500. Kelebihan dari power meter digital adalah keakurasian pengukuran lebih tinggi dan beberapa produk mempunyai fasilitas Mod Bus yang datanya dapat dihubungkan dengan perangkat atau device lainnya dari jarak jauh. Pada saat instalasi atau penggantian metering ini perlu disetting nilai CT ratio, PT ratio, frequency, hal ini harus dilakukan agar pengukuran parameter tersebut akurat. Standar Pelatihan Tehnis Operator Genset

168

Operator Level 2 POTENTIAL TRANSFORMER Potential Transformer (PT) berfungsi sebagai Trafo penurun tegangan. PT mempunyai dua lilitan yaitu lilitan primer yang dihubungkan dengan high voltage dan lilitan seconder adalah low voltage. Tegangan low voltage inilah yang digunakan untuk sensing metering dan Relay Proteksi. Contoh PT dengan ratio 20.000/110. Dapat dijelaskan bahwa 20.000 adalah tegangan primernya, 110 adalah tegangan output sekunder. Potential Transformer Type single secondary voltage

CURRENT TERANSFORMER

P1

Current Transformer Type single ratio

S1

P2

S2

Fungsi dari Current Transformer adalah : q Mentransformasikan dari arus yang besar (primer) ke arus yang kecil (sekunder) guna pengukuran atau proteksi. q

Sebagai isolasi sirkuit sekunder dari sisi primernya

q

Memungkinkan penggunaan standar arus pengenal untuk meter atau relay proteksi di sisi sekundernya.

Contoh CT 2000/5A : 2000 A = Ip = merupakan Arus primer 5 A = Is = merupakan Arus sekunder


169

Operator Level 2 OUTGOING PANEL TM Out going panel TM berfungsi sebagai penghubung dan pemutus tenaga listrik yang dilengkapi dengan pemutus arus (VCB) dan relay proteksi. Energi listrik dari beberapa incoming disatukan dan disalurkan melewati out going menuju ke pemakaian atau ke sistem customer. yang dilengkapi dengan DS ( Disconecting Switch ) berfungsi untuk memutus arus listrik untuk keperluan maintenance.

BUS BAR FROM INCOMING

DS 3P Unifluoric

- Q1

630 A SF 6, 24 KV

VCB 3P 630 A

- Q 0 M

INTERLOCK

CT 300 - 600/5/5A

Earth Switch

HV IND Lamp OUT GOING

Dilengkapi juga fasilitas earth switch ( grounding/pentanahan ) dengan sistem interlock. Dipasang juga HV indikator lamp yang akan menyala apabila out going teraliri arus listrik, baik arus listrik dari sisi incoming maupun arus listrik balik dari sistem customer. VCB Outgoing produk Siemens

Manual Spring Charge Manual Push Button OFF VCB Manual Push Button ON VCB Indikator VCB ON/OFF Indikator Spring Charger

Manual Spring Charger VCB Outgoing TM dilengkapi dengan motor spring yang berfungsi melakukan Charge Spring secara Auto. Apabila Motor Spring mengalami kerusakan sehingga tidak bisa melakukan Charge, maka untuk Charge Spring bisa dilakukan dengan


170

Operator Level 2 memutar Manual Spring Charger. Jika Spring sudah posisi Charge maka akan muncul indikasi Charge pada indikator Spring Charge Manual Push Button ON/OFF Proses Close/Open VCB dilakukan dengan remote switch ON/OFF, akan tetapi jika menggunakan remote bermasalah dapat dilakukan dengan Manual Push Button. Status ON/OFF VCB bisa dilihat pada indikator ON/OFF Breaker. RELAY PROTEKSI OUT GOING Outgoing TM dilengkapi dengan VCB yang berfungsi sebagai penghubung dan pemutus aliran listrik ke system distribusi. Untuk safety device (pengaman) perlu dipasang relay proteksi dari Over Current (beban lebih) dan Earth Fault Relay ( Ground Fault). Ada beberapa produk relay proteksi yang dipakai pada Outgoing, pada dasarnya mempunyai fiture yang hampir sama. Sebagai contoh : Produk ABB (SPAJ 140C), Merlin Gerin (Seepam 1000).

Relay SPAJ 140 C

IL 1

PROTEKSI ARUS LEBIH TUNDA WAKTU (LOW SET) (51)

IL 2

PROTEKSI ARUS LEBIH INSTANT (HIGH SET) (50)

SIGNAL 1

PROTEKSI GANGGUAN TANAH DENGAN TUNDA WAKTU (51N)

SIGNAL 2

PROTEKSI GANGGUAN TANAH INSTANT (HIGH SET) (50N)

START 1

IL 3

Io

REMOTE RESET, REMOTE SETTING ATAU BLOCKING INPUT, UNTUK ARUS YANG BERBEDA (HIGH SET) (50) CIRCUIT BREAKER FAILURE POTECTION CBFP (51 BF)

BLOCKING RESET

SERIAL COMMUNICATION PROTECTION


TRIP

START 2

IRF

SERIAL 1/0

171

Operator Level 2

Relay simbol

Reset / step push button

Relay SPAJ 140 C Aplikasi Aplikasi dari SPAJ 140 C adalah merupakan kombinasi dari Relay Proteksi Over Current & Earth Fault relay yang digunakan untuk pilihan short – circuit dan earthfault proteksi dari radial feeder pada pentanahan langs ung, pentanahan dengan resistant, atau pentanahan dengan impedance power sistem. System pengoperasian Kombination overcurrent dan earth – fault relay dapat dihubungkan dengan current transformer atau substation dari object yang diproteksi. Three phase over current unit dan earth – fault unit secara kontinyu mengukur phase current dan neutral current dari object yang diproteksi. Dalam mendeteksi gangguan SPAJ bekerja mengetripkan circuit breaker memunculkan alarm, dan mencatat data gangguan.

Indikator Pengoperasian a. Indikator trip akan muncul ketika satu dari proteksi indicator berwarna merah akan menyala.

bekerja, lampu LED

b. Jika display gelap (tidak menyala) ketika satu dari proteksi bekerja I>, I>>, Io> atau Io>>. Gangguan pada phase atau netral circuit akan terindikasi dengan lampu LED warna kuning menyala, jika untuk sesaat trip indicator menyala merah dan indicator L1 dan L2 menyala pada saat yang sama, berarti overcurrent telah terjadi pada phase L1 dan L2. c. Pada body bagian depan dari SPAJ 140 C e t rdapat kode nomor indicator gangguan yang dapat dijadikan untuk menentukan jenis gangguannya.


172

Operator Level 2 Indikasi gangguan Definisi dari kode gangguan pada SPAJ 140 C adalah : 1. I>start = Low set over current unit mulai start 2. I>trip = Low set over current unit bekerja 3. I>>start = High set over current unit mulai start 4. I>>trip = High set over current unit bekerja 5. Io>start = Low set earth fault unit mulai start 6. Io>trip = Low set earth fault unit bekerja 7. Io>>start = High set earth fault unit mulai start 8. Io>>trip = High set eart fault unit bekerja 9. CBFP = Circuit breaker failure protection bekerja Indikator trip tetap menyala ketika proteksi sudah kembali ke normal. Untuk melakukan reset indicator dengan cara menekan RESET/STEP push button. Power supply dan output relay module Untuk bisa mengoperasikan relay membutuhkan auxiliary voltage supply yang aman, stabil. Lampu indicator LED ( light Emited Diode ) berwarna hijau akan menyala ketika auxiliary power supply kondisi ON. SEEPAM 1000 OUT GOING PROTEKSI Seepam 1000 series 20 produk merlin gerin (MG) adalah relay proteksi dan metering yang didesign untuk aplikasi electrical distribusi dan utility substation. Fungsi utama dari seepam adalah sebagai fungsi proteksi, fungsi komunikasi dan fungsi diagnostic.

Fungsi Proteksi Fungsi proteksi untuk overcurrent relay dan earth fault relay dengan time delay yang dapat disetting. Juga berfungsi sebagai pendeteksi arus unbalance. Fungsi komunikasi Seepam dapat dihubungkan dengan Supervision Comunication Network (S-LAN) dengan komunikasi Modbus RTU,DNP3. Semua data diperlukan untuk memusatkan pengaturan peralatan dari jarak jauh.


173

Operator Level 2 Fungi diagnostic

P

Ada 3 type diagnostic pada system pengoperasian yaitu : § Network dan machine diagnostic seperti tripping current dan unbalance ratio. § Switch gear diagnostic seperti cumulative breaking current, operating time. § Diagnostic proteksi unit dan modul tambahan.

1 2 3 4 9 1. 2. 3. 4. 5. 6.

7

6

5

Metering Switchgear diagnostic Alarm display Reset Alarm acknowledgment Lamp test

7. Access to setting 8. Access to parameters 9. Entry of 2 passwords

Pengoperasian Seepam 1000

METERING KEY

Metering key dipergunakan untuk menampilkan display pengukuran oleh seepam, seperti contoh pada tampilan gambar seepam (I1=162A RMS), (I2=161A RMS), (I3=163A RMS).


174

Operator Level 2 Difinisi symbol I1 I2 I3 Io Iav 1 2 3 Imax 1 2 3 T1 a T8 V1 V2 V3 U12, 32, 13 Vo F Trip I1, I2, I3, Io Unbalance KA²

RMS current measurement Residual current, digital and bargraph Average current value Peak current demand Temperature sensor Phase – to – netral voltage Phase – to – phase voltage Residual voltage Frequency Tripping current (phase and residual) Unbalance ratio Cumulative breaking current

DIAGNOSTIC KEY

Diagnostic key digunakan untuk mengakses diagnostic data breaking device dan pengukuran tambahan untuk fasilitas analisa terhadap gangguan. Contoh pada tampilan gambar seepam (Tip I1 = 162A), (Trip I2 = 161A), (Trip I3 = 250A), (Trip Io = 250A). Trip I1 nilai current phase R pada saat tripping device bekerja Trip I2 nilai current phase S pada saat tripping device bekerja Trip I3 nilai current phase T pada saat tripping device bekerja Trip Io nilai current line ground saat tripping device bekerja Dari data diagnostic di atas dapat kita lihat bahwa nilai ampere pada Trip I3 dan Trip Io adalah lebih besar dari nilai Trip I1 dan Trip I2, artinya bahwa relay tripping device bekerja karena terjadi ground fault (terjadi hubung singkat antara phase R dengan ground).

ALARM KEY


175

Operator Level 2 Alarm key digunakan untuk mengkonsultasikan alarm yang akan dihapus. Sebelum kita akan menghapus penyebab gangguan yang muncul maka sebelumnya perlu memastikan fault yang akan dihapus.

RESET KEY

Reset key digunakan untuk melakukan reset atau menghapus semua gangguan yang terjadi. Pada saat tripping relay bekerja maka pada trip indicator lamp akan menyala. Setelah reset key ditekan maka trip indicator lamp akan padam. Selama gangguan belum direset maka breaker tidak bisa dioperasikan. Pada gambar di atas menunjukkan display tripping device bekerja. Pada layar tampil tanggal, jam dan gangguan (fault) yang terjadi. Trip I1 = 160A, Trip I2 = 161A, Trip I3 = 250A. Dari data di atas bisa kita ambil kesimpulan bahwa tripping device bekerja karena terjadi over current pada I3 (phase T).

CLEAR KEY

Clear key digunakan untuk mereset alarm pada saat alarm muncul pada display seepam. Clear key juga digunakan untuk mereset average current, peak demand current dan running hour counter.

LAMP TEST K EY


176

Operator Level 2 Lamp test key berfungsi untuk melakukan test start up LED lampu indicator. Pada kondisi alarm aktif maka fungsi lamp test key tidak dapat dioperasikan. Ketika tidak ada alarm pada display seepam dan seepam pada status protection dan alarm menu maka lamp test key digunakan untuk memindahkan cursor naik atau turun.

STATUS KEY

Status key digunakan untuk menampilkan display setting secara umum termasuk setting date & time. Sebagai contoh untuk setting bahasa, setting frequency kerja 50 HZ atau 60 HZ. Dan pilihan untuk setting A/B (setting konfigurasi A atau setting konfigurasi yang digunakan.

PROTECTION KEY

Protection key digunakan untuk melakukan setting proteksi aktif atau tidk aktif (anable/disable). Pada display di atas muncul kode : 50/51 off/on Curve Threshold Delay

menunjukkan device setting Status proteksi on atau off menunjukkan curve trip yang dipakai menunjukkan nilai setting trip menunjukkan waktu tunda relay bekerja

PASSWORD


177

Operator Level 2

CONTROL VCB OUT GOING TM SELECTOR SWITCH S3 Z

V OFF

27 TB3

33

25 TB3

SPARE 28

MCB 1P 6A

7

TB3

ES

F3

ON

M

Q0

VEI VCB 3P 630 A 24 KV

OCR

4

2

CC H3

TRIP YELLOW

⊗

>

TB1

Q0 26

TC

1 TB3

ES 8

34

3

TB3

H1 H2

⊗ ⊗ OFF

ON GREEN

RED

220 VAC SOURCE TB VCB M TC CC ES OCR

: Terminal Block : Vacum Circuit Breaker : Motor : Trip Coil : Closing Coil : Earth Switch : Over Current Relay

H1 H2 H3

: Lampu indikator ON : lampu indikator OFF : Lampu indikator TRIP

Control Vacum Circuit Bre aker ( VCB ) memerlukan tegangan control 220 VAC dari luar. Pada saat MCB 1P 6A diposisikan ON maka tegangan 220 VAC akan mengalir sampai pada Terminal Block ( TB3 ) yaitu Earth Switch ( ES ), Spare, Selector Switch ( S3 ) & Auxiliary contact ( Q0 ).


178

Operator Level 2

SELECTOR SWITCH S3 Z OFF 27 TB3

33 SPARE

28

MCB 1P 6A

7

M

Q0


TC

TB1

Q0 OCR

26

9

7

10

8

TB3

2

4

CC H3

⊗TRIP YELLOW

>

1

3

TB3

ES 8

34

25

TB3

TB3

ES

F3

V ON

ON GREEN

H1 H2

⊗

⊗ OFF

RED

220 VAC SOURCE

Gambar di atas memperlihatkan scematic diagram pada saat VCB ON, anak panah menunjukkan tegangan control VCB bekerja. PROSES CLOSE VCB q

Pada saat Earth Switch (ES) posisi open maka auxiliary contact terminal 25 & 26 pada Terminal Block (TB3) posisi close,

q

sehingga pada saat selector switch diposisikan ON maka tegangan 220 VAC akan mengalir ke Closing Coil ( CC ) selanjutnya Closing Coil (CC) bekerja mendorong mechanism VCB untuk close VCB.

q

Contact pada Q0 terminal 9 & 10 posisi close sehingga tegangan 220 VAC akan mengalir ke lampu indikator ON menyala.

q

Dengan sistem interlock maka jika Earth Switch (ES) posisi close maka VCB tidak dapat di ON atau close karena contak 25 & 26 posisi open sehingga menjamin keamanan apabila terjadi kesalahan dalam pengoperasian.


179

Operator Level 2

SELECTOR SWITCH S3 Z

V OFF

27 TB3

33

7 SPARE

28

MCB 1P 6A

M

Q0


3

Q0 OCR

26

TC

1 9

7

10

8

4

TB3

2

CC H3

⊗TRIP YELLOW

>

TB1

3 TB3

ES 8

34

25

TB3

TB3

ES

F3

ON

H1 H2

⊗

ON GREEN

⊗ OFF RED

6 220 VAC SOURCE

Gambar di atas memperlihatkan scematic diagram pada saat VCB OFF, anak panah menunjukkan tegangan control VCB bekerja. PROSES OPEN VCB q

Pada saat Selector switch ( S3) diposisikan OFF maka tegangan control VCB akan mengalir dari TB1 melewati MCB 1P 6A

q

selanjutnya melewati TB3 terminal 7 & 8 karena contact Q0 close maka tegangan 220 VAC akan mengalir ke TB1 dan ke Trip Coil (TC),

q

sehingga mendorong mechanism VCB untuk open. Contact pada Q0 terminal 7 & 8 close tegangan 220 VAC mengalir ke lampu indikator OFF (H2) dan ke netral sehingga lampu indikator OFF menyala.


180

Operator Level 2

SELECTOR SWITCH S3 Z OFF 27 TB3

33

7 SPARE

28

MCB 1P 6A

TB3 ES

Q0

8

34

M

Q0


TC

3

OCR

26

9

7

10

8

4

TB3

2

CC H3

⊗TRIP YELLOW

>

TB1

1

3

25 TB3

TB3

ES

F3

V ON

H1 H2

⊗

ON GREEN

⊗ OFF

RED

6 220 VAC SOURCE

Cara kerja control VCB pada saat Trip Gambar di atas memperlihatkan scematic diagram pada saat VCB Trip, anak panah menunjukkan tegangan control VCB bekerja. PROSES TRIP VCB q

Pada saat Over Current Relay (OCR) atau Earth Fault Relay bekerja maka contact pada spare akan close,

q

sehingga tegangan control 220 VAC akan mengalir ke Trip Coil (TC) selanjutnya trip coil akan bekerja mendorong VCB mechanism untuk open VCB.

q

Pada saat VCB open, contact OCR no 5 & 6 akan close selanjutnya tegangan 220 VAC akan mengalir ke lampu indikator (H3) trip akan menyala.

Pada saat Earth Switch (ES) posisi close maka tegangan control 220 VAC mengalir ke Trip Coil (TC) sehingga selama Earth Switch (ES) posisi close maka VCB akan selalu dalam kondisi Trip (open)


181

Operator Level 2

TERIMA KASIH


182

Materi Pelatihan Level 2 _ Electrical Gen _

Recommend Documents