MAKALAH UTILITAS UNIT PENDUKUNG PROSES “LISTRIK”
Disusun Oleh :
Aditya Dwi Wahyu N. 21030114130130
Jefry Riadi Gurning 21030114120079
Andreas Henri 21030114130136
John Philia Yuliandjaja 21030114120101
Andri Husain 21030114120046
Muh. Lutfi Aziz 21030114140156
Anggun Anaulia Siahaan 21030114120064
Nadia Dwi Ayu 21030114140119
Bagas Guntur Pradana 21030114120013
Naufarrel Kaviandhika 21030114120036
Charis Achmad T. 21030114120105
Nadia Sevi Ardiana 21030114120072
Dini Wulandari 201030114120084
Salsalina Sinasa 21030114120017
Dwi Purwati 21030114120089
Stephanus Steven 21030114140182
Irwan Chendra T. 21030114120092
Virantika Wiji Pangestu 21030114120058
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2016 1
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala nikmat dan karunia yang diberikan kepada penyusun sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah mengenai utilitas listrik sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Utilitas. Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas dalam mata kuliah Utilitas. Selain itu untuk mengetahui utilitas listrik secara lebih mendalam ditinjau dari unit penyediaan listrik, proses distribusi, dan rancangan biaya untuk memenuhi kebutuhuhan listrik pada pabrik. Penyusun menyadari dalam penyusunan makalah ini tidak terlepas dari berbagai pihak yang membantu. Untuk itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pengampu mata kuliah Utilitas, Bapak Ir. Slamet Priyanto yang telah membimbing dalam penyusunan makalah; 2. Kawan – kawan mahasiswa teknik kimia Universitas Diponegoro 3. Berbagai pihak yang telah membantu yang tidak dapat penyusun sebutkan satu per satu. Dalam penyusunan makalah ini penyusun percaya bahwa tidak ada yang sempuna sehingga seiring berkembangnya teknologi, segala referensi mengenai utilitas listrik sangat diperlukan. Demikian yang dapat penyusun sampaikan, semoga makalah ini bermanfaat bagi banyak pihak khususnya mahasiswa Teknik Kimia Universitas Diponegoro Semarang.
Semarang, Mei 2016
Penyusun
2
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................... 1 Kata Pengantar .............................................................................................. 2 Daftar Isi ........................................................................................................ 3
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................ 4 1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 4 1.2 Rumusan Masalah .................................................................................... 4 1.3 Manfaat .................................................................................................... 4
BAB 2 PEMBAHASAN ............................................................................... 5 2.1 Unit Penyedia Proses ............................................................................... 5 2.2 Unit Penyedia Listrik ............................................................................... 5 2.3 Rincian Biaya untuk Tagihan Listrik
7
2.4 Sistem Distribusi Tenaga Listrik ........................................................... 12 2.5 Aliran Listrik Tiga Fase ......................................................................... 14 2.6 Tinjauan Kinetika................................................................................... 13
BAB 3 PENUTUP ...................................................................................... 19 3.1 Kesimpulan ...................................................................................... 19 3.2 Saran ................................................................................................ 19 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 20
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Sejak
pertama
kali
ditemukannya
listrik
oleh
seorang
ilmuan berkebangsaan
Yunani yang bernama Thales. Kemudian listrik pun terus berkembang sampai akhirnya seperti sekarang ini. Bisa dikatakan listrik turut ikut membantu dalam perkembangan zaman karena hampir setiap teknologi yang ada sekarang ini digerakkan oleh listrik. Termasuk sebagai unit pendukung proses. Unit pendukung proses atau sering pula disebut unit utilitas merupakan sarana penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya, utilitas dalam pabrik proses meliputi air, kukus (steam), dan listrik. Penyediaan utilitas dapat dilakukan secara langsung dimana utilitas diproduksi di dalam pabrik tersebut, atau secara tidak langsung yang diperoleh dari pembelian ke perusahaan-perusahaan yang menjualnya.
1.2 Rumusan Masalah Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini antara lain : a. Apa yang dimaksud unit pendukung proses? b. Bagaimana unit penyediaan listrik? c. Bagaimana rincian biaya untuk keperluan listrik pada industri? d. Bagaimana sistem distribusi tenaga listrik?
1.3 Tujuan Tujuan makalah ini adalah mengkaji unit penyedia proses, dimana salah satunya yaitu listri secara lebih mendalam. Selain itu juga membahas unit penyedia, rincian biaya dan sistem distribusinya. 1.4 Manfaat Manfaat dari penulisan makalah ini yaitu sebagai media belajar mengenai unit penyedia proses, yaitu listrik secara lebih mendalam.
4
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Unit Pendukung Proses (Utilitas) Unit pendukung proses atau sering disebut unit utilitas merupakan bagian penting yang menunjang berlangsungnya suatu proses dalam suatu pabrik. Unit pendukung proses yang dibutuhkan pada pabrik meliputi : 1. Unit Penyediaan dan Pengolahan Air Berfungsi sebagai air proses, air pendingin, air umpan boiler dan aircsanitasi untuk air perkantoran dan air untuk perumahan. Prosescpendinginan digunakan di Cooling Tower. 2. Unit Penyediaan Steam Digunakan untuk proses pemanasan di reaktor, kristalizer, evaporatorcdan Heat Exchanger. 3. Unit Penyediaan Bahan Bakar Berfungsi menyediakan bahan bakar untuk Boiler dan Generator 4. Unit Penyediaan Listrik Berfungsi sebagai tenaga penggerak untuk peralatan proses maupuncpenerangan. Listrik diperoleh dari PLN dan Generator Set sebagaiccadangan apabila PLN mengalami gangguan. 5. Unit pengolahan limbah Berfungsi untuk mengolah limbah pabrik baik yang berupa padat, cair maupun gas. 6. Unit Penyediaan Udara Tekan Berfungsi sebagai penyedia udara tekan untuk menjalankan sistem instrumentasi. Udara tekan diperlukan untuk alat kontrol pneumatik. Alat penyediaan udara tekan berupa kompresor dan tangki udara.
2.2 Unit Penyediaan Listrik Unit ini berfungsi untuk memenuhi kebutuhan listrik di seluruh area pabrik, pemenuhan kebutuhan listrik dipenuhi oleh PLN dan sebagai cadangan adalah generator set untuk menghindari gangguan yang mungkin terjadi pada PLN. Kebutuhan listrik dapat dibagi : a. Listrik untuk keperluan proses b. Listrik untuk utilitas c. Listrik untuk penerangan dan AC d. Listrik untuk laboratorium dan bengkel e. Listrik untuk instrumentasi Berikut ini merupakan contoh kebutuhan listrik dalam pabrik : a.
Listrik untuk keperluan proses
5
Daya listrik memiliki satuan housepower atau HP, dimana 1 HP sama dengan 0.7457 KW maka power yang dibutuhkan = 109, 5 x 0.7457 KW = 81.6542 KW
b.
Peralatan utilitas
Diketahui 1 HP = 0.7457 KW Power yang dibutuhkan = 25 x 0.7457 KW = 18.6425 KW 2. Listrik untuk keperluan alat kontrol dan penerangan Listrik untuk AC diperkirakan 5000 W
= 5 KW
Listrik untuk penerangan dperkirakan = 100 KW 3. Listrik untuk laboratorium dan bengkel Listrik untuk laboratorium dan bengkel diperkirakan = 40 KW 4. Listrik untuk instrumentasi Listrik untuk instrumentasi diperkirakan Jumlah kebutuhan listrik total
= 5 KW
= 514 KW
Emergency generator yang digunakan mempunyai efffisiensi 80% Maka input generator
=
= 642,8629 KW
Ditetapkan input generator = 650 KW 6
Spesifikasi generator Tipe = AC Generator Kapasitas = 650 KW Tegangan = 220/360volt Effisiensi
= 80%
2.3 Rincian Biaya untuk Tagihan Listrik Tagihan yang harus dibayar terdiri dari : 1. Biaya pemakaian kWh 2. Biaya kelebihan pemakaian kVArh (jika ada) 3. Biaya Pemakain Trafo / Sewa Trafo (jika ada) 4. Materai 5. Pajak penerangan jalan (PPJ) 6. Biaya administrasi loket pembayaran
Gambar 2.1 Tabel Harga Tarif Dasar Listrik April 2016 Sumber: PLN Persero 1. Perhitungan Jam Nyala Jam nyala minimum yang ditetapkan PLN adalah 40 jam /bulan. Maka bila jam nyala < jam nyala minimum, pelanggan akan dibebankan rekening minimum dengan perhitungan Biaya rekening minimum = 𝐷�𝑎�𝑦�𝑎� 𝑥� 𝐽�𝑎�𝑚� 𝑁�𝑦�𝑎�𝑙�𝑎� 𝑥� 𝑇�𝑎�𝑟�𝑖�𝑓� 𝐿�𝑊�𝐵�𝑃� 2. Biaya Pemakaian kWh Biaya pemakaian merupakan biaya pemakaian energi. Dihitung berdasarkan jumlah pemakaian selama satu periode atau satu bulan. Untuk pelanggan tertentu, perhitungannya dikenakan sistem blok, maksudnya untuk pemakaian sampai jumlah tertentu, yaitu 60 jam pertama mendapat tarif murah dan selebihnya dikenakan tarif yang lebih mahal. Ada juga pelanggan yang dikenakan tarif ganda, yaitu pada saat WBP 7
(Waktu Beban Puncak) antara jam 18.00 s/d 22.00 dikenakan tarif lebih besar dari tarif LWBP (Luar Waktu Beban Puncak). Biaya pemakaian ini adalah pemakaian LWBP + pemakaian WBP. 3. Biaya Kelebihan Pemakaian kVArh Untuk pelanggan tertentu seperti Badan Sosial, Hotel, Mal dan Industri dikenakan denda kelebihan kVArh, yaitu jika power factor pelanggan kurang dari 0.85 tiap bulan, yang menyebabkan nilai kVArh tinggi. PLN membatasi nilai dari kVArh yaitu tidak boleh lebih dari 0.62 dari total energi (LWBP + WBP). Untuk mudahnya dapat ditulis dengan : kVArh yang dibayar = kVArh terpakai – (0.62 x total kWh) x harga (Untuk golongan I3 = Rp. 1033,02) Faktor daya listrik adalah perbandingan antara daya aktif dengan daya buta, atau dapat dirumuskan sebagai berikut : dimana : P = daya aktif dalam KW S = daya buta dalam KVA Umumnyaa faktor daya listrik ini disebut juga coshinus phi. ( cos φ ). Beberapa istilah listrik yang perlu diketahui yang erat kaitannya dengan faktor daya listrik antara lain : a. Daya aktif ( P ) Daya yang timbul akibat mengalirnya arus listrik melalui hambatan / resistor seperti lampu pijar, elemen pemanas atau heater. Daya ini dipergunakan untuk melakukan kerja atau dengan kata lain daya yang benar-benar digunakan sesuai dengan kebutuhan tenaga listrik. Satuan dari daya aktif ini adalah Watt atau kilo Watt. b. Daya reaktif ( Q ) :
Daya reaktif induktif Daya
yang timbul akibat mengalirnya arus
listrik melalui kumparan-
kumparan kawat seperti pada motor-motor listrik, transformer, balast pada lampu neon dll.
Daya reaktif kapasitif Daya yang timbul akibat mengalirnya arus listrik pada sebuah kapasitor. Satuan dari daya reaktif ini adalah volt ampere reaktif ( VAR ) atau kilo volt ampere reaktif (KVAR).
c. Daya buta ( S ) Daya buta adalah hasil perkalian antara arus dan tegangan listrik pada suatu beban. Secara matematis dinyatakan dengan persamaan : S = √3 x V x I
( untuk sistem 3 phase ) dimana :
V = tegangan antar phase dari sistem, satuan volt I = arus listrik beban, satuan ampere S = daya buta , satuan volt ampere.
8
4. Biaya Pemakaian Trafo/Sewa Trafo Adalah biaya yang dikenakan untuk pelanggan tertentu, yang tidak dapat menyediakan trafo sendiri. 5. Materai Biaya materai biasanya berkisar antara adalah Rp 7000- Rp 9000. 6. Pajak Penerangan Jalan (PPJ) Adalah pajak yang dipungut Pemerintah Daerah (PEMDA) berdasarkan peraturan daerah (PERDA)
,
besarnya
pajak
juga
ditentukan
oleh
PERDA.
Hasil ini disetor ke kas PEMDA dan masuk sebagai penghasilan asli daerah (PAD). Besarnya PPJ tergantung dari peraturan daerah yang berlaku, Berdasarkan Perda Kota Semarang No.2 Tahun 2014 PPJ untuk industri senilai 3% dari biaya total perhitungan tagihan. 2.4 Sistem Distribusi Tenaga Listrik Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai 1)
ke
Pembagian
konsumen. atau
Jadi
fungsi distribusi
penyaluran tenaga
listrik ke
tenaga beberapa
listrik adalah: tempat
(pelanggan)
2) Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi.
Tujuan menaikkan
tegangan ialah
untuk
memperkecilkerugian
daya
listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian dayaadalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan dayayang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 kV dengantransformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu
distribusi mengambiltegangan untuk
diturunkan
tegangannya
dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusimerupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan
yang sangat tinggi ini
(HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step9
down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Pengelompokan Jaringan Distribusi Tenaga Listrik
Gambar 1. Konfigurasi Sistem Tenaga Listrik
Untuk kemudahan dan penyederhanaan, lalu diadakan pembagian serta pembatasanpembatasan seperti pada Gambar diatas:
Daerah I
: Bagian pembangkitan (Generation)
Daerah II : Bagian penyaluran (Transmission) , bertegangan tinggi (HV,UHV,EHV) Daerah III : Bagian Distribusi Primer, bertegangan menengah (6 atau 20kV). Daerah IV : (Di dalam bangunan pada beban/konsumen), Instalasi, bertegangan rendah.
Berdasarkan pembatasan-pembatasan tersebut, maka diketahui bahwa porsi materiSistem Distribusi adalah Daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat dikelasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup Jaringan Distribusi adalah: a. SUTM, terdiri dari : Tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus. b. SKTM, terdiri dari : Kabel tanah, indoor dan outdoor termination dan lain-lain. c. Gardu trafo, terdiri dari : Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat trafo, LV panel, pipa-pipa pelindung, Arrester, kabel-kabel, transformer band, peralatan grounding,dan lain-lain. d. SUTR dan SKTR, terdiri dari: sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM. Yang membedakan hanya dimensinya.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik 10
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya: a. Saluran distribusi Primer, Terletak pada sisi primer trafo distribusi, yaitu antara titik Sekunder trafo substation (Gardu Induk) dengan titik primer trafo distribusi. Saluran ini bertegangan menengah 20 kV. Jaringan listrik 70 kV atau 150 kV, jika langsung melayani pelanggan, bisa disebut jaringan distribusi. b. Saluran Distribusi Sekunder, Terletak pada sisi sekunder trafo distribusi, yaitu antara titik sekunder dengan titik cabang menuju beban (Lihat Gambar 2-2)
2. Menurut bentuk tegangannya: a. Saluran Distribusi DC (Direct Current) menggunakan sistem tegangan searah. b. Saluran Distribusi AC (Alternating Current) menggunakan sistem tegangan bolak-balik.
3. Menurut jenis/tipe konduktornya: a. Saluran udara, dipasang pada udara terbuka dengan bantuan penyangga (tiang) dan perlengkapannya, dan dibedakan atas: - Saluran kawat udara, bila konduktornya telanjang, tanpa isolasi pembungkus. - Saluran kabel udara, bila konduktornya terbungkus isolasi. b. Saluran Bawah Tanah, dipasang di dalam tanah, dengan menggunakan kabel tanah (ground cable). c. Saluran Bawah Laut, dipasang di dasar laut dengan menggunakan kabel laut(submarine cable)
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya: a. Saluran Konfigurasi horizontal, bila saluran fasa terhadap fasa yang lain/terhadap netral, atau saluran positip terhadap negatip (pada sistem DC) membentuk garis horisontal.
b. Saluran Konfigurasi Vertikal, bila saluran-saluran tersebut membentuk garis vertikal .
11
c. Saluran konfigurasi Delta, bila kedudukan saluran satu sama lain membentuk suatu segitiga (delta).
5. Menurut Susunan Rangkaiannya Dari uraian diatas telah disinggung bahwa sistem distribusi di bedakan menjadi dua yaitu sistem distribusi primer dan sistem distribusi sekunder. a. Jaringan Sistem Distribusi Primer, Sistem distribusi primer digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu induk distribusi ke pusat-pusat beban. Sistem ini dapat menggunakan saluran udara,kabel udara, maupun kabel tanah sesuai dengan tingkat keandalan yang diinginkan dan kondisi serta situasi lingkungan. Saluran distribusi ini direntangkan sepanjang daerah yang akan di suplai tenaga listrik sampai ke pusat beban.
Terdapat bermacam-macam bentuk rangkaian jaringan distribusi primer, yaitu: - Jaringan Distribusi Radial, dengan model: Radial tipe pohon, Radial dengan tie dan switch pemisah, Radial dengan pusat beban dan Radial dengan pembagian phase area. - Jaringan distribusi ring (loop), dengan model: Bentuk open loop dan bentuk Close loop. - Jaringan distribusi Jaring-jaring (NET) - Jaringan distribusi spindle - Saluran Radial Interkoneksi
b. Jaringan Sistem Distribusi Sekunder, Sistem distribusi sekunder digunakan untuk menyalurkan tenaga listrik dari gardu distribusi ke beban-beban yang ada di konsumen. Pada sistem distribusi sekunderbentuk 12
saluran yang paling banyak digunakan ialah sistem radial. Sistem ini dapat menggunakan kabel yang berisolasi maupun konduktor tanpa isolasi. Sistem ini biasanya disebut sistem tegangan rendah yang langsung akan dihubungkan kepada konsumen/pemakai tenaga listrik dengan melalui peralatan-peralatan sbb: - Papan pembagi pada trafo distribusi, - Hantaran tegangan rendah (saluran distribusi sekunder). - Saluran Layanan Pelanggan (SLP) (ke konsumen/pemakai) - Alat Pembatas dan pengukur daya (kWh meter) serta fuse atau pengaman pada pelanggan.
gambar 2. Komponen Sistem Distribusi
Tegangan Sistem Distribusi Sekunder
Ada bermacam-macam sistem tegangan distribusi sekunder menurut standar; (1) EEI : Edison Electric Institut, (2) NEMA (National Electrical Manufactures Association). Pada dasarnya tidak berbeda dengan sistem distribusi DC, faktor utama yang perlu diperhatikan adalah besar tegangan yang diterima pada titik beban mendekati nilai nominal, sehingga peralatan/beban dapat dioperasikan secara optimal. Ditinjau dari cara pengawatannya, saluran distribusi AC dibedakan atas beberapa macam tipe dan cara pengawatan, ini bergantung pula pada jumlah fasanya, yaitu: 1. Sistem satu fasa dua kawat 120 Volt 2. Sistem satu fasa tiga kawat 120/240 Volt 3. Sistem tiga fasa empat kawat 120/208 Volt 4. Sistem tiga fasa empat kawat 120/240 Volt 5. Sistem tiga fasa tiga kawat 240 Volt 6. Sistem tiga fasa tiga kawat 480 Volt 7. Sistem tiga fasa empat kawat 240/416 Volt 8. Sistem tiga fasa empat kawat 265/460 Volt 9. Sistem tiga fasa empat kawat 220/380 Volt
Di Indonesia dalam hal ini PT. PLN menggunakan sistem tegangan 220/380 Volt. Sedang pemakai listrik yang tidak menggunakan tenaga listrik dari PT. PLN, menggunakan salah satu sistem diatas sesuai dengan standar yang ada. Pemakailistrik yang dimaksud umumnya mereka bergantung kepada negara pemberi pinjaman atau dalam rangka kerja sama, dimana semua peralatan listrik mulai dari pembangkit (generator set) hingga peralatan kerja (motormotor listrik) di suplai dari negara pemberi pinjaman/kerja sama tersebut. Sebagai anggota, IEC (International Electrotechnical Comission), Indonesia telah mulai menyesuaikan sistem tegangan menjadi 220/380 Volt saja, karena IEC sejak tahun 1967 13
sudah tidak mencantumkan lagi tegangan 127 Volt. (IEC Standard Voltage pada Publikasi nomor 38 tahun 1967 halaman 7 seri 1 tabel 1).
Diagram rangkaian sisi sekunder trafo distribusi terdiri dari: 1. Sistem distribusi satu fasa dengan dua kawat, Tipe ini merupakan bentuk dasar yang paling sederhana, biasanya digunakan untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan. 2. Sistem distribusi satu fasa dengan tiga kawat, Pada tipe ini, prinsipnya sama dengan sistem distribusi DC dengan tiga kawat, yang dalam hal ini terdapat dua alternatif besar tegangan. Sebagai saluran “netral” disini dihubungkan pada tengah belitan (center-tap) sisi sekunder trafo, dan diketanahkan, untuk tujuan pengamanan personil. Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas kecil dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan dan pedesaan. 3. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/240 Volt, Tipe ini untuk melayani penyalur daya berkapasitas sedang dengan jarak pendek, yaitu daerah perumahan pedesaan dan perdagangan ringan, dimana terdapat dengan beban 3 fasa. 4. Sistem distribusi tiga fasa empat kawat tegangan 120/208 Volt. 5. Sistem distribusi tiga fasa dengan tiga kawat, Tipe ini banyak dikembangkan secara ekstensif. Dalam hal ini rangkaian tiga fasa sisi sekunder trafo dapat diperoleh dalam bentuk rangkaian delta (segitiga) ataupun rangkaian wye (star/bintang). Diperoleh dua alternatif besar tegangan, yang dalam pelaksanaannya perlu diperhatikan adanya pembagian seimbang antara ketiga fasanya. Untuk rangkaian delta tegangannya bervariasi yaitu 240 Volt, dan 480 Volt. Tipe ini dipakai untuk melayani beban-beban industri atau perdagangan. 6. Sistem distribusi tiga fasa dengan empat kawat, Pada tipe ini, sisi sekunder (output) trafo distribusi terhubung star,dimana saluran netral diambil dari titik bintangnya. Seperti halnya padasistem tiga fasa yang lain, di sini perlu diperhatikan keseimbangan beban antara ketiga fasanya, dan disini terdapat dua alternatif besar tegangan.
2.5 Aliran Listrik Tiga Fase Pada suatu sistem listrik AC, gelombang voltase tersebut bisa berjumlah satu atau tiga. Jumlah satu dan tiga ini lebih familiar digunakan di khalayak umum dibandingkan dengan angka yang lain. Jika sistem listrik AC tersebut hanya terdapat satu gelombang voltase, maka hal ini disebut listrik AC satu fasa. Sedangkan jika terdapat tiga gelombang voltase maka disebut dengan listrik AC tiga fasa.
14
Perbedaan Gelombang Listrik AC Fasa Tunggal dengan Tiga Fasa Bagaimana bisa ada dua tipe arus listrik AC di atas adalah berasal dari sumber arus listrik AC tersebut, dalam hal ini adalah generator. Komponen generator yang menentukan jumlah fasa yang dihasilkan tersebut adalah kumparan kawat (armature). Jumlah dan susunan kumparan menjadi penentu jumlah fasa yang dihasilkan oleh sebuah generator AC. Berikut akan kita bahas lebih lanjut dua tipe generator ini berdasarkan fasa listrik AC yang ia hasilkan. 1. Generator AC Fasa Tunggal. Generator AC yang menghasilkan listrik fasa tunggal adalah generator yang di dalamnya hanya memiliki satu kumparan kawat (armature), atau beberapa kumparan kawat yang tersusun secara seri. Untuk lebih jelasnya mari kita perhatikan beberapa skema generator berikut.
(a) Alternator Dengan Satu Putaran Lilitan Kumparan Sebagai Rotor
(b) Alternator Dengan Beberapa Putaran Lilitan Kumparan Sebagai Rotor
15
(c) Alternator Dengan Satu Pasang Kumparan Sebagai Stator
(d) Alternator Dengan Dua Pasang Kumparan Sebagai Stator Keempat jenis generator di atas sama-sama menghasilkan arus listrik AC satu fasa. Gambar (a) adalah sebuah generator AC dengan kumparan kawat sebagai rotor. Nampak pada grafik dibawahnya bahwa dengan satu putaran lilitan kumparan mampu menghasilkan listrik AC fasa tunggal. Gambar (b) juga sama seperti gambar (a), yakni sebuah alternator dengan kumparan sebagai rotor. Hanya saja lilitan kumparan diperbanyak menjadi beberapa kali. Hal ini akan menghasilkan arus listrik AC fasa tungggal dengan frekuensi yang sama seperti gambar (a), namun memiliki nilai voltase yang berlipat ganda sesuai dengan jumlah lilitan kumparan. Gambar (c) dan (d) adalah generator AC tipe medan magnet sebagai rotor, sehingga kawat kumparan didesain berada di sisi stator. Nampak pada gambar (c), stator tersusun atas dua sisi kumparan yang saling terhubung secara seri. Selain itu arah putaran lilitan kumparan antara yang satu dengan yang lainnya nampak saling berkebalikan, hal ini dikarenakan tiaptiap kumparan akan menghadap ke medan magnet dengan kutub yang berbeda. Dengan desain demikian akan membuat arah arus listrik yang terbangkitkan akan selalu searah antara kumparan yang satu dengan yang lainnya. Generator gambar (d) merupakan pengembangan dari desain (c), dimana kumparan kawat bertambah menjadi empat kumparan dan begitu pula dengan kutub magnet yang juga menjadi empat kutub. Lilitan kumparan saling terhubung secara seri sesuai dengan gambar di atas. Dengan desain semacam ini, untuk setiap 90o putaran rotor, kutub voltase listrik akan berubah arah dari positif ke negatif ataupun sebaliknya. Sehingga di setiap satu putaran rotor akan tercipta dua gelombang penuh listrik AC. Selain itu karena kumparan 16
dihubungkan secara seri dan output tegangan berupa satu fase, maka besar tegangan listrik total yang dihasilkan oleh generator ini sebanyak empat kali tegangan yang dihasilkan oleh masing-masing kumparan. Dengan kata lain dua kali lebih besar dibandingkan dengan tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator (c). 2. Generator AC Fasa Tiga. Generator tiga fasa memiliki prinsip kerja yang sama dengan generator satu fasa. Pembeda paling utama adalah digunakannya tiga kumparan kawat yang saling terhubung dengan konfigurasi khusus. Jika pada alternator satu fasa beberapa kumparan dihubungkan secara seri akan menghasilkan tegangan listrik AC yang lebih besar, maka pada alternator tiga fasa koneksi antar ketiga kumparan kawat akan menghasilkan tiga gelombang voltase listrik AC yang saling mendahului.
Koneksi Antar Kumparan Pada Alternator AC Tiga kumparan kawat, baik diposisikan sebagai rotor ataupun stator alternator, disusun sedemikian rupa sehingga diantara ketiganya memiliki jarak sudut 120o. Masingmasing kumparan memiliki dua ujung kawat yang salah satu ujungnya dihubungkan dengan ujung kawat kumparan lainnya dengan bentuk konfigurasi delta (Δ) atau wye (Y) seperti 17
pada gambar di atas. Sedangkan ujung-ujung kawat kumparan lainnya berfungsi sebagai output untuk menyalurkan energi listrik AC yang terbangkitkan keluar generator.
3 Kumparan Sebagai Stator Alternator Saling Terhubung dengan Koneksi Y Tegangan listrik keluaran alternator AC tiga fasa membentuk tiga buah gelombang sinus jika diproyeksikan ke dalam sebuah grafik. Ketiga gelombang tersebut memiliki frekuensi yang sama persis, namun saling memiliki jarak sepertiga gelombang antara satu gelombang dengan gelombang lainnya. Dibawah ini adalah sebuah animasi proses pembentukan gelombang listrik AC dari sebuah alternator. Titik-titik merah, biru, dan hijau adalah posisi dimana kumparan kawat harus diletakan serta merepresentasikan fase satu, dua, dan tiga.
18
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan Unit pendukung proses atau sering pula disebut unit utilitas merupakan sarana penunjang proses yang diperlukan pabrik agar dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya, utilitas dalam pabrik proses meliputi air, kukus (steam), dan listrik. Listrik merupakan salah salah satu unit pendukung yang penting. Penyediaan Listrik untuk keperluan proses dapat dari PLN maupun generator. Untuk mengerti biaya yang diperlukan untuk memenuhi keperluan listrik sebagai unit penyedia proses, maka perlu dibuat rincian biaya. Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen.
5.2 Saran Dalam perancangan sebuah pabrik, maka sangat penting untuk mengkaji keperluan listrik dan biayanya. Oleh karena itu perlu dikaji secara rinci keperluan listrik untuk proses.
19
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2016. Penyesuaian Penetapan Tarif Tenaga Listrik. Dikutip dari www.pln.co.id . Diakses pada tanggal 1 Mei 2016 Anonim. 2014. Macam-macam Generator AC. Dikutip dari http://artikel-teknologi.com/macammacam-generator-ac/3/. Diakses pada tanggal 1 Mei 2016 Anonim.
2015.
Sistem
Distribusi
Tenaga
Listrik.
Dikutip
dari
http://dunia-listrik.
co.id/2008/12/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html. Diakses pada tanggal 1 Mei 2016 Wahyuningtyas, A.F. 2007. Unit Pendukung Proses. Dikutip dari eprints.ums.ac.id/1541 9/5/BAB_IV_40_000.pdf. Diakses pada tanggal 1 Mei 2016
20
