-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
1/15
CATU DAYA DARURAT TEGANGAN MENENGAH
Disusun oleh :
Aldika Shiddik (131364001)
Cecep Indra (131364002)
Diky Darmawan (131364003)
Dina septiyaningsih (131364004)
Djehan Sulaeman (131364005)
Dwitya Yunisa K. (131364006)
Faisal Arrasyid (131364007)
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI D-IV TEKNIK OTOMASI INDUSTRI
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
TAHUN 2016
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
2/15
DAFTAR ISI
Daftar Isi
1. Pengertian ......................................................................................... 01
2. Ruang Lingkup Sistem ..................................................................... 01
3. Elemen Dasar dan Jaringan Sistem .................................................. 02
4. Model Model Sistem ........................................................................ 03
5.
Mekanisme Operasi Sistem ............................................................. 03
6. Posisi Utilitas dalam Sistem Otomasi Bangunan ............................ 04
7. Perangkat Keras Sistem Utilitas dalam Otomasi Bangunan ........... 04
8.
Perangkat Lunak ............................................................................. 07
9. HMI ................................................................................................. 12
Daftar Pustaka
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
3/15
1
1. Pengertian
Pengertian dari istilah “catu-daya” atau “power -supply” biasanya berarti suatu sistem
penyearah-filter (rectifier-filter) yang mengubah AC menjadi DC murni. Power supply atau
catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya untuk peralatanelektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia dari jaringan
distribusitransmisi listrik ke level yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan
daya listrik. Komponen dasar yang digunakan untuk rangkaian yang lebih sederhana adalah
transformator, penyearah, resistor, kapasitor, dan induktor.
Untuk meningkatkan keandalan sistem catu-daya, biasanya digunakan juga catu daya
darurat dan cadangan untuk menjamin kontinyuitas sistem. Kontinyuitas sistem yang
dimaksud ialah jika terjadi pemadaman listrik di pusat jaringan maka dengan digunakannya
catu daya darurat, sistem yang membutuhkan pasokan listrik masih akan tetap bekerja.
Catu daya darurat pertama yang harus bekerja cepat adalah UPS atau sistem catu-daya
tak terputuskan. UPS harus bekerja cepat dan mampu memasok beban begitu sumber listrik
utama mengalami gangguan atau pemadaman.
Lalu catu daya darurat yang kedua setelah UPS adalah genset. Genset umumnya
menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utama karena solar merupakan bahan bakar
mesin yang kandungan energinya paling tinggi (sekitar 10 kWh per liter). Waktu otonomi
suatu mesin diesel hanya ditentukan oleh kapasitas tangki bahan bakarnya. Jika dirancang
dengan baik, catu-daya cadangan dengan mesin diesel bisa bekerja beban penuh selama beberapa hari. Yang paling penting untuk diperhatikan adalah urutan pembebanannya saat
baru saja dinyalakan supaya tidak terjadi pembebanan lebih.
Catu daya darurat tidak hanya digunakan pada jaringan listrik tegangan rendah, namun
digunakan juga pada jaringan listrik tegangan menengah. Jaringan tegangan menengah
berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik dari pembangkit atau gardu induk ke gardu
distribusi. Jaringan ini dikenal dengan feeder atau penyulang. Tegangan menengah
distribusi (distribusi primer) yang digunakan PT. PLN adalah 20kV.
Gardu distribusi berfungsi merubah tegangan listrik dari jaringan distribusi primermenjadi tegangan terpakai yang digunakan untuk konsumen dan disebut sebagai jaringan
distribusi sekunder. Kapasitas transformator yang digunakan pada Gardu Pembagi ini
tergantung pada jumlah beban yang akan dilayani dan luas daerah pelayanan beban. Bisa
berupa transformator satu fasa dan bisa juga berupa transformator tiga fasa.
2. Ruang Lingkup Sistem
Pengamplikasian catu daya darurat (emergency) di jaringan listrik tegangan menengah
biasanya digunakan pada bangunan atau gedung-gedung komersial seperti di bidang
transportasi (bandara dan stasiun kereta api) , di bidang industri (pabrik tekstil, pabrikmakanan ataupun pabrik otomotif) ataupun di bidang komersial (mall atau hotel) yang
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
4/15
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
5/15
3
4. Model Sistem
Di dalam sistem catu daya tegangan menengah dapat dimodelkan sebagai berikut :
5. Mekanisme Operasi Sistem
A. Kondisi 1
1. Ketika PLN mati. Maka akan melepas CB2, CB6, CB7, CB8. Pada saat yang
bersamaan Genset 1 starting dan beban prioritas satu akan di catu dayanya oleh UPS.
2. Jika genset 1 gagal starting maka kontroller akan mengulangi proses restarting
sebanyak 3 kali.
3. Jika genset 1 berhasil di starting maka tacho generator genset 1 akan mengirimkan
sinyal kepada kontroller bahwa genset 1 berhasil di starting.4. Jika sensor tegangan 2 telah mendeteksi bahwa generator telah beroperasi pada
putaran dan tegangan penuh, maka kontroller akan mengoperasikan CB2 sehingga
pada saat itu beban prioritas 1 akan diambil alih oleh genset dan UPS kembali dalam
posisi charging, pada saat yang bersamaan beban prioritas 2 akan beroperasi. Setelah
15 detik maka selanjutnya beban prioritas 3 yang akan beroperasi. Setelah 15 detik
maka selanjutnya beban prioritas 4 yang akan beroperasi.
5. Jika genset 1 tetap tidak berhasil beroperasi maka kontroller akan melakukan starting
pada genset 2.
6. Jika genset 2 tetap tidak berhasil beroperasi maka kontroller akan melakukan starting
pada genset 3.
20 kV
220 380 Volt
Controller
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
6/15
4
B. Kondisi 2
1. Jika catu PLN kembali datang, maka akan mengirimkan sinyal kepada kontroller
2. Setelah 15 detik jika ternyata tegangan PLN masih tetap ada maka CB4 off, CB5 off,
CB6 off, CB7 off, CB8 off. Kemudian beban prioritas 1 di ambil alih oleh UPS.
3.
Setelah 15 detik kemudian CB2 on, lalu CB6, CB7, CB8 on, maka pada saat yang bersamaan UPS akan dalam posisi charging. Dan beban prioritas 1, 2, 3, 4 akan di
catu oleh PLN.
4.
Setelah 15 detik sumber dari PLN tidak hilang dayanya maka genset 1 akan shut down
C.
Kondisi 3
1.
Apa bila sumber dari genset 1 tidak cukup untuk menyuplai beban maka genset 2, dan
genset 3 akan distarting guna menyuplai beban prioritas 2, 3, dan 4.
D. Kondisi 4
1.
Apa bila saat genset 1 dan 2 gagal di starter maka CB prioritas 2, 3, 4 akan lock dalam
posisi open, dan prioritas 2, 3, dan 4 akan off sehingga alarm akan memberikan sinyal
status kepada operator.
6. Posisi utilitas dalam sistem otomasi bangunan
7. Perangkat Keras Sistem Utilitas dalam Otomasi Bangunan
A. Perangkat Keras Kendali Sistem Utilitas
1. MVMDP (Medium Voltage Main Distribution Panel)
HMI MASTER
CONTROLLERSERVER
SLAVE
CONTROLLER
UTILITAS
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
7/15
5
Panel ini menyalurkan tenaga listrik/tegangan sebesar 20kv (20.000 volt) dari
panel/gardu PLN menuju LVMDP (panel distribusi tegangan rendah).
2. Panel
Panel distribusi tegangan rendah (low voltage main distribution panel) adalah pusat pendistribusian power tenaga listrik sebelum di salurkan ke pengguna tenaga
listrik,apakah itu sebuah gedung perkantoran, hotel, apartement, pabrik.Panel ini
biasanya ditempatkan tepat di keluaran sumber atau power tenaga listrik, baik power
listrik tersebut berasal dari Trafo PLN ,Generator Set (genset).
3.
Generator
Generator adalah sumber tegangan listrik yang diperoleh melalui perubahan
energi mekanik menjadi energi listrik. Generator bekerja berdasarkan prinsip induksi
elektromagnetik, yaitu dengan memutar suatu kumparan dalam
medan magnet sehingga timbul ggl induksi. Generator mempunyai dua komponen
utama, yaitu bagian yang diam (stator) dan bagian yang bergerak (rotor). Rotor
berhubungan dengan poros generator yang berputar di pusat stator. Poros generator
biasanya diputar menggunakan usaha luar yang dapat berasal dari turbin, baik turbin
air atau turbin uap dan selanjutnya berproses menghasilkan arus listrik.
Terdapat dua jenis generator, yaitu generator arus bolak-balik (AC) dan generator
arus searah (DC). Generator arus bolak-balik sering disebut juga dengan alternator.
Alat ini terdiri atas magnet dengan kutub berbentuk cekung dan kumparan kawat yangdililitkan pada suatu armatur dan dapat berputar dalam suatu medan magnet. Armatur
berupa kumparan persegi dengan lilitan mengitari sebuah inti besi lunak. Generator
arus searah sering disebut juga dengan dinamo. Alat ini terdiri atas magnet dan
kumparan kawat yang dililitkan pada suatu armatur dan dapat berputar dalam suatu
medan magnet. Perbedaannya dengan generator AC adalah pada bagian komponen
yang berhubungan dengan ujung kumparan yang berputar. Dinamo mcnggunakan
sebuah cincin belah atau disebut sebagai komutator, sedangkan generator AC
menggunakan dua buah slip ring.
4.
UPS
UPS adalah singkatan dari Uninterruptible power supply sebagai alat back up
listrik ketika PC atau kehilangan energi dari sumber utamanya. UPS bekerja diantara
komputer dan colokan listrik, dari colokan listrik yang di alirkan ke Batatre yang
berada pada UPS dan kemudian di simpan untuk kesetabilan tegangan energi. listrik
yang di simpan pada batreakan di pakai ketika sumber energi utama listrik terputus.
5. Transformator (Trafo)
Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrikyang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari
http://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-magnet-apa-itu-magnet.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbinhttp://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-arus-listrik.htmlhttp://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-arus-listrik.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbinhttp://www.pengertianahli.com/2014/01/pengertian-magnet-apa-itu-magnet.html
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
8/15
6
pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari
220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110 VAC ke 220
VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi
Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik
(AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari
pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian
Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang
diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya
menggunakan Tegangan AC 220Volt.
6. Circuit Breaker
Circuit Breaker adalah alat pemutus arus listrik otomatis, dikarenakan lebihnya
arus yang melewati circuit breaker tersebut. Circuit Breaker biasanya disingkatdengan CB.
7. Panel Distribusi Listrik
Untuk mengalirkan energi listrik dari pusat atau gardu induk step down (GI Step
down) ke beban Listrik (konsumen) harus melewati panel daya dan panel distribusi
listrik. Panel daya adalah tempat untuk menyalurkan dan mendistribusikan energi
listrik dari gardu listrik step down ke panel-panel distribusinya. Sedangkan yang
dimaksud panel distribusi listrik adalah tempat menyalurkan dan mendistribusikan
energi listrik dari panel daya ke beban (konsumen) baik untuk instalasi tenaga maupun
untuk instalasi penerangan.
8. Lampu Indikator
Lampu indikator sebagai penanda untuk mengetahui apakah rangkaian bekerja
dengan normal ,bisa juga sebagai tanda peringatan bahwa terjadi sesuatu pada
rangkaian panel tenaga listrik
9.
VOLTMETER
Voltmeter adalah alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam
suatu rangkaian listrik. Voltmeter disusun secara paralel terhadap letak komponen
yang diukur dalam rangkaian. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang
terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik.
10.
Amperemeter
Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuat arus. Bagian terpenting dari
Ampermeter adalah galvanometer. Galvanometer bekerja dengan prinsip gaya antara
medan magnet dan kumparan berarus. Galvanometer dapat digunakan langsung untukmengukur kuat arus searah yang kecil. Semakin besar arus yang melewati kumparan
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
9/15
7
semakin besar simpangan pada galvanometer. Ampermeter terdiri dari galvanometer
yang dihubungkan paralel dengan resistor yang mempunyai hambatan rendah.
Tujuannya adalah untuk menaikan batas ukur ampermeter. Hasil pengukuran akan
dapat terbaca pada skala yang ada pada ampermeter.
B. Aktuator & Sensor
1. Sensor Arus
Sensor arus adalah perangkat yang mendeteksi arus listrik (AC atau DC) di kawat, dan
menghasilkan sinyal sebanding dengan itu. Sinyal yang dihasilkan bisa tegangan
analog atau arus atau bahkan digital. Hal ini dapat kemudian digunakan untuk
menampilkan arus yang akan diukur dalam ammeter atau dapat disimpan untuk
analisis lebih lanjut dalam sistem akuisisi data atau dapat dimanfaatkan untuk tujuan
kontrol.
2.
Sensor Tegangan
Sensor tegangan adalah perangkat yang mendeteksi tegangan listrik (AC atau DC).
Hal ini dapat digunakan untuk menampilkan tegangan yang akan diukur dalam
voltmeter atau dapat disimpan untuk analisis lebih lanjut dalam sistem akuisisi data
atau dapat dimanfaatkan untuk tujuan kontrol.
3. Tachometer
Tachometer adalah sebuah alat pengujian yang dirancang untuk mengukur
kecepatan rotasi dari sebuah objek, seperti alat pengukur dalam sebuah mobil yang
mengukur putaran per menit (RPM) dari poros engkol mesin. Kata tachometer berasal
dari kata Yunani tachos yang berarti kecepatan dan metron yang berarti untuk
mengukur. Perangkat ini pada masa sebelumnya dibuat dengan dial, jarum yang
menunjukkan pembacaan saat ini dan tanda-tanda yang menunjukkan tingkat yang
aman dan berbahaya. Pada masa kini telah diproduksi tachometer digital yang
memberikan pembacaan numerik tepat dan akurat dibandingkan menggunakan dial
dan jarum.
4. Kontaktor
Kontaktor adalah jenis saklar yang bekerja secara magnetik yaitu kontak bekerja
apabila kumparan diberi energi. The National Manufacture Assosiation (NEMA)
mendefinisikan kontaktor magnetis sebagai alat yang digerakan secara magnetis untuk
menyambung dan membuka rangkaian daya listrik. Tidak seperti relay, kontaktor
dirancang untuk menyambung dan membuka rangkaian daya listrik tanpa merusak.
Beban-beban tersebut meliputi lampu, pemanas, transformator, kapasitor, dan motor
listrik.
8. Perangkat Lunak
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
10/15
8
Didalam perancangan sistem catu daya tegangan menengah kita dapat menggunakan
program cx programmer untuk merancang simulasi sistem nya.
Berikut hasil simulasi perancngan sistem catu daya tegangan menengah :
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
11/15
9
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
12/15
10
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
13/15
11
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
14/15
12
9. HMI
Dalam perancangan sistem catu daya darurat tegangan menengah, untuk sistem
pengontrolannya pasti memerlukan petugas operator yang bertugas untuk melihat kinerja
dari sistem, maka dari itu pasti sangat memerlukan perangkat HMI (Human Machine
Interface) yang dapat memudahkan kerja dari operator sistem. Berikut ini contoh dari bagian
HMI pada sistem catu daya darurat tegangan menengah.
-
8/16/2019 Catu Daya Darurat Tegangan Menengah Kelompok 1 - 3 TOI
15/15
Daftar Pustaka
Harten, Van. Setiawan. 1981. Instalasi Listrik Arus Kuat 1. Bina Cipta: Bandung.
Suhana, Neno. 1996. Seri Teknik. ITB Bandung: Bandung.
ZUHAL., 1986, Dasar Tenaga Listrik , Bandung : Institut Teknologi Bandung.
http://adzoeng.blogspot.co.id/2015/03/komponen-komponen-yang-sering-digunakan.html
http://hairul-atzuar.blogspot.co.id/2012/01/pengertian-ups-dan-fungsinya.html
http://hamadun.blogspot.co.id/2011/03/panel-distribusi-listrik.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-kerja-trafo/
http://www.pengertianahli.com/2014/04/pengertian-generator-apa-itu-generator.html
https://rekayasalistrik.wordpress.com/2014/02/28/apa-itu-circuit-breaker/