WILAYAHEMARANG & PURWOKERTO

PEMELIHARAAN/UJI KAPASITAS

RECTIFIER & BATTERY

PEMELIHARAAN RECTIFIER DAN BATTERY PERIODE

TAHUN 2004

I. PENDAHULUAN

Pekerjaan Operation and maintenance merupakan kegiatan operasi dan

pemeliharaan jaringan telekomunikasi beserta fasilitas pendukungnya, salah

satu fasilitas pendukung utama adalah perangkat rectifier dan batere,

pekerjaan ini menyangkut masalah pemeliharaan disertai dengan uji

pembebanan batere. Pekerjaan pemeliharaan catu daya disini dimaksudkan

guna memperoleh umur dan unjuk kerja maksimum. Sedangkan uji

pembebanan batere disamping untuk mengetahui kapasitas batere saat itu,

juga berfungsi untuk memberikan pelatihan kepada batere agar dapat mengisi

(charging-rate I5/C5) dan membuang (discharging-rate I5/C5) muatan listriknya

dengan arus yang konstan menurut standar waktu tertentu (mis, C5 = 5 jam).

Uji pembebanan batere dapat dilakukan secara berkala 6 bulanan atau 1 tahun

sekali, sedangkan pemeliharaan dapat dilakukan secara berkala dengan

periode triwulanan maupun semesteran.

I. Prosedur Pemeliharaan Catu Daya 48 VDC.

Sebelum melangkah pada pelaksanaan pekerjaan, petugas pemeliharaan harus

mengkoordinasikan pekerjaannya dengan petugas DATEL (Pengendali

Telekomunikasi) di ruang kontrol DIVOP sesuai form pedoman SOP

Pemeliharaan Rectifier dan Batere 48 VDC terlampir.

I.1. Pelaksanaan Pemeliharaan Rectifier 48 VDC.

Pembersihan kotoran debu.

Pembersihan kontak korosi dan pengencangan baut-baut kontak.

Pengukuran tegangan "Ripple Voltage Charging" ( 200 mV dengan

milivolt AC Digital//RP=1k, 5W).

Pengukuran tegangan dan Pengujian Auto-Floating, High Rate dan Manual.

I.2. Pelaksanaan Pemeliharaan Batere 48 VDC.

Pembersihan ruang ventilasi, rak dan batere dari kotoran debu dan korosi.

Pemberian vaseline seperlunya pada kontak pool batere.

Penambahan aquades hingga mencapai level 85 %.

Pemeriksaan kondisi penghantar dan pengencangan baut inter cell batere.

2

Gunakan Form Pemeliharaan batere :

- Pengukuran tegangan tiap sel dan tegangan total batere.

- Pengukuran berat jenis dan level elektrolit tiap sel, serta suhu

ruang dan suhu batere.

- Jika dijumpai perbedaan tegangan persel 0,1V dari rata-rata (VAV

= VTOTAL / Sel), lakukanlah

pemberian tegangan equalizing / boosting (High rate 1,5 V / Cell x 38 Cell

= 57 V) pada batere.

- Jika diperoleh beberapa batere tegangan perselnya 1,45 Volt

pada saat akhir charging (High rate), lakukanlah Proses Pelatihan

dan Rekondisi (Uji Kapasitas Batere) pada seluruh batere

tersebut.

II. Uji Kapasitas Batere 48 VDC.

Pelaksanaan uji kapasitas batere umumnya dilakukan satu tahun sekali. Uji

kapasitas batere juga dapat memberikan efek yang baik bagi batere,

khususnya bagi batere yang jarang mengalami pengosongan muatan

listriknya (discharging to load). Sehingga uji kapasitas, dimana didalamnya

terdapat pemuatan listrik (charging) dan pembebanan (discharging) dengan

arus yang konstan maka batere akan terangsang sel-sel aktifnya untuk

membangun energi baru yang lebih baik daripada sebelumnya. Pada periode

yang sama uji kapasitas batere masih dapat diperkenankan 5 kali berturut-

turut jika prosentase kapasitas batere belum memenuhi kriteria standar

nominalnya, yaitu per cell batere (baru) harus memiliki tegangan 1 Volt

setelah 5 jam pembebanan ( I5 / C5 ; ref. IEC - 623), atau minimalnya 80%

(untuk batere yang telah dipergunakan) dari kapasitas nominal yang

dimilikinya (ref. Vendor Batere).

II.1. Uraian Pelaksanaan Uji Kapasitas Batere.

Gunakan Form Uji Kapasitas Batere (form Charging / Discharging) dan ikuti

alur pedoman SOP-DIVOP.

CATU DAYA GANDA (Double Mode / Redundant Power Supply).

A. Charging Manual, untuk memaksimumkan muatan listrik yang tersimpan

dalam batere.

1. Padamkan Rectifier-1 (rect-1 = OFF), maka otomatis beban akan dipikul

oleh rectifier-2.

3

2. Buka F3 (F3 = OFF) pada Rectifier-1, untuk memisahkan beban dengan

rectifier & batere-1.

3. Pindahkan sakelar S-2 dari posisi 1 (AUTO) ke posisi 3 (S-2 = MANUAL),

aktifkan kembali rectifier-1 (rect-1 = ON). Maka batere-1 akan termuati

muatan listrik (charging-manual).

4. Jika lampu LED monitor indikasi upper level telah menyala (umumnya

batere yang telah mencapai tegangan floating = 53,2 V maka setelah

dilakukan pemberian cahrging manual 10 s/d 30 menit, LED protection

maxi V akan menyala), padamkan Rectifier-1 (rect-1 = OFF).

5. Diamkan batere-1 selama beberapa saat, agar suhunya turun pada standar

normal (20 oC hingga 30 oC). Jika suhu batere belum mencapai nilai

standar, sebaiknya jangan dipaksa untuk uji pembebanan batere.

B. Discharging DC Dummy Load , proses ini dilaksanakan setelah batere

telah mencapai suhu standar yaitu untuk uji pembebanan batere selama 5

jam (standar C5) dengan arus beban konstan sebesar I5 . Atau jika waktunya

sempit, lakukan dengan kurva C3 dengan I3 (lihat form spesifikasi batere-nya).

1. Ukur tegangan total batere dan tegangan per-Cellnya sebelum

dilaksanakan uji pembebanan.

2. Periksa nilai F4, jika lebih kecil dari arus I5 gantilah F4 dengan nilai 1,4 x

I5. Jika F4 lebih besar dari arus I5 maka uji pembebanan batere dapat

dimulai.

3. Pada jam awal dilakukan uji pembebanan batere, ukur tegangan total

batere dan tegangan per-Cellnya. Arus pembebanan batere harus selalu

dipertahankan konstan, agar ketelitian uji kapasitas batere dapat

dipertanggung-jawabkan.

4. Pada 10 hingga 15 menit kemudian, catat kembali tegangan total batere

dan tegangan per-Cellnya. Data ini diperlukan untuk memperoleh besaran

kurva "STEADY STATE" arus pembebanan batere. Lakukan kembali

pengukuran tegangan total batere dan tegangan per-Cellnya pada tiap 1/2

jam untuk standar C3 (3 jam), maupun untuk standar C5 (5 jam).

5. Jika standar waktu pembebanan belum usai, tapi diperoleh per-Cell batere

bertegangan = 0,2 s/d 0,3 Volt, maka batere tersebut harus segera di

"SHORT CIRCUIT" dengan kabel khusus "JUMPER CELL" agar polaritas

batere-nya tidak terbalik , sehingga batere menjadi cepat rusak. Jika

standar waktu pembebanan belum usai, tapi 50% dari total cell batere

telah di "SHORT CIRCUIT", maka uji pembebanan batere boleh

dihentikan. Karena batere dapat dipastikan berkapasitas sangat buruk dan

harus segera dilakukan serangkaian pelatihan dan rekondisi yang lebih

4

"INTENSIF" untuk mempertimbangkan ganti elektrolit ataupun ganti cell

batere dengan yang baru.

6. Pada saat standar waktu (nominal) pembebanan batere telah usai, maka

"DISCHARGING" harus dihentikan dan kumpulan data-data pengukuran

batere diolah untuk memperoleh kurva grafik per-Cell dari total batere

dengan standar tegangan akhir (end voltage) sebesar = 1 Volt.

Selanjutnya dari kurva grafik ini dapat diperoleh kapasitas rata-rata, yaitu

kemampuan rata-rata dalam menyimpan dan membuang muatan listrik

dari total cell-batere yang diuji, yaitu:

7. Kapasitas Aktual = [Waktu aktual (1V End Voltage Discharge) / Waktu

nominal] x AH (nominal batere).

C. Recharging Batere & Normal Load , untuk memaksimumkan kembali

penyimpanan muatan listrik dalam batere setelah dilaksanakan uji

pembebanan. Proses recharging dilaksanakan setelah suhu batere kembali ke

suhu standar.

1. Pindahkan sakelar S-2 dari posisi 3 (MANUAL) ke posisi 2 (HIGH RATE).

Sekering F4 sesuai standar.

2. Aktifkan Rectifier-1 (rect-1 = ON), maka batere mulai terisi muatan listrik

dari rect-1 (HIGH RATE). Amati besaran arus awal (initial current), tidak

boleh melampaui batas kemampuan meter panel rect-1. Jika terjadi

ketidak-normalan periksalah sebabnya (biasanya kondisi MANUAL tidak

mau reset ditandai dengan slalu bekerjanya relay pembatas thermal

F6), matikan rect-1 dan lepaskan modul A1, A4 dan A14). Pengisian

secara "HIGH RATE" dilakukan maksimal selama 5 jam atau dapat

dipindahkan sakelar S-2 dari posisi 2 (HIGH RATE) ke posisi 1 (AUTO) jika

waktu dinas tidak mencukupi. Umumnya pengisisan batere dengan AUTO

tanpa beban apapun, maka kapasitas maksimal batere akan terpenuhi

(LED hijau, FLOATING menyala) pada ke-esokan harinya.

3. Setelah dapat dipastikan bahwa batere telah mencapai kapasitas

maksimalnya dengan pengisian AUTO, sekering F3 dimasukkan kembali

(F3 = ON). Maka sistem catu daya redundant (rect-1 & rect-2 =

interkoneksi ) otomatis "NORMAL LOAD" yaitu pendistribusian arus DC

pada beban 48 Vdc telah terpenuhi.

CATU DAYA TUNGGAL (Single Mode Rectifier & Batere).

Pelaksanaan proses charging manual, discharging DC dummy load,

recharging batere dan normal load (FOT-JWOTS) adalah sama seperti yang

5

telah diuraikan pada catu daya ganda (redundant). Namun ada konsekuensi

yang harus ditangani pada pekerjaan uji kapasitas batere, yaitu

diperlukannnya alat bantu guna mengantisipasi dampak terputusnya sistem

komunikasi selama pekerjaan berlangsung. Alat bantu tersebut terdiri dari

satu unit “BLOCKING DIODE & FILTER” dan “BENCH SUPPLY 48 Vdc” ,

seperti gambar berikut.

Uraian Pelaksanaan Uji Kapsitas Batere Pada Catu Daya Tunggal.

Gunakan Form Uji Kapasitas Batere (form Charging / Discharging) dan ikuti alur

pedoman SOP-DIVOP.

1. Pasang BENCH SUPPLY dan operasikan pada tegangan 53,2 Volt + 0,7 Volt

54 Volt.

2. Hubungkan BENCH SUPPLY 54 Vdc pada terminal input alat BLOCKING

DIODE & FILTER.

3. Periksa tegangan keluaran pada terminal output alat BLOCKING DIODE &

FILTER 53,2 Volt. Tegangan ini adalah sama besar dengan tegangan

operasi CATU DAYA 48 Vdc ( 53,2 Volt).

6

Gambar 1. Diagram piranti uji kapasitas battery 48 Vdc - catu daya tunggal.Bench Supply dipergunakan sebagai pengganti catu daya selama pekerjaan pemeliharaan berlangsung.

RECTIFIER

BENCH SUPPLY-1PLN

D1 D2

1/2 L

C 1/2 L

LOADFOT-JWOTS

(20 - 70 Vdc)

HEATER DUMMY LOAD

(HDL - 48 V)

F4F3

AUTO

HIGH RATE

MANUAL

S2

battery48 Vdc

Diode Blocking + Filter

BENCH SUPPLY-2

MCB1 MCB2

MCB3

4. Interkoneksikan CATU DAYA 48 Vdc (53,2 V) pada salah satu terminal beban

cadangannya (misal terminal rectifier No. 81, sedangkan F12 = OFF / kondisi

terbuka) dengan BENCH SUPPLY + BLOCKING DIODE & FILTER (53,2 V).

5. Masukkan sekering F12 (F12 = ON), maka terminal dicatu dengan catu daya

redundant buatan.

6. Buka sekering F3 (F3 = OFF), guna mengisolir CATU DAYA 48 Vdc dengan

peralatan. Maka sistem komunikasi tidak akan terputus, karena dicatu dari

BENCH SUPPLY + BLOCKING DIODE.

7. Lakukan pekerjaan CHARGING MANUAL, DISCHARGING DC DUMMY LOAD

dan RECHARGING BATERE seperti yang telah diuraikan pada Catu Daya

Ganda (double mode / redundant Power Supply).

8. Setelah dilakukan pekerjaan recharging batere, masukkan kembali sekering

F3 (F3 = ON). Maka catu daya redundant buatan terbentuk kembali.

9. Buka sekering F12 (F12 = OFF) untuk memisahkan CATU DAYA 48 Vdc

dengan BENCH SUPPLY + BLOCKING DIODE (sistem komunikasi tidak boleh

terputus).

10. Matikan BENCH SUPPLY (Power = OFF) dan yang

terakhir adalah melepaskan kabel-kabel koneksi pada rectifier.

III. Perhitungan Kapasitas Batere.

Perhitungan kapasitas batere dimaksudkan guna mengetahui kapasitas

sebenarnya dari batere yang diuji, yaitu kemampuan dalam menyimpan dan

meluahkan muatan listriknya menurut standar waktu tertentu. Dengan

diketahuinya kapasitas sebenarnya itu, maka dapat diketahui pula kapasitas

operasi dari batere tersebut, yaitu melalui analisa aliran arus beban dengan

interval waktu tertentu hingga batere tersebut mencapai batas tegangan

kritis minimum peluahan (Nicad = 1V ; Lead Acid = 1,7 V minimum

discharge voltage or end voltage of discharge).

Dari uraian di atas, kapasitas batere dapat dinyatakan sebagai jumlah arus

(konstan) yang mengalir pada beban hingga batere tersebut mencapai

tegangan kritis minimum menurut interval waktu tertentu. Kapasitas batere

dinyatakan dalam satuan Amper Jam (AH).

Misal :

Sebuah batere jenis Nicad (type, SBL 131). Dimana pada lembaran data

teknis tertulis, End Voltage 1 V; C5 = 131 AH. Maksudnya adalah bahwa

batere tersebut berkapasitas nominal (rated) = 131 AH menurut standar

waktu selama 5 jam (waktu nominal adalah indeks subscript pada C =

capacity, dikodekan angka 5 pada C5). Maka jumlah arus nominal ( I5 ) yang

7

mampu dikeluarkan oleh batere tersebut kepada bebannya dapat dihitung

sebagai berikut :

I5 = C5 / 5 H

= 131 AH / 5 Hour

= 26,2 Amper.

Jika, batere tersebut hanya mengeluarkan arus sebesar 13,1 Amper kepada

bebannya, maka lamanya waktu untuk mencapai tegangan kritis minimum 1

V / cell, adalah:

H = C5 / 13,1 A

= 131 AH / 13,1 A

= 10 Jam.

Akan tetapi jika batere tersebut dipaksa untuk mengalirkan arus kepada

bebannya sebesar 131 Amper, maka lamanya waktu untuk mencapai

tegangan kritis minimum 1 V / cell menurut perhitungan adalah :

H = C5 / 131 A

= 131 AH / 131 A

= 1 Jam = 60 menit.

Sedangkan dalam lembaran data teknis tertulis bahwa, jika SBL 131

mengalirkan arus 127 Amper, maka lamanya waktu untuk mencapai

tegangan kritis minimum 1 V / cell adalah ½ jam (=30 menit). Sehingga

dalam prakteknya untuk mengalirkan arus 131 Amper, maka lamanya waktu

untuk mencapai tegangan kritis minimum 1 V / cell, niscaya lebih kecil dari

30 menit.

Hal tersebut terutama disebabkan bahwa pada batere terdapat tahanan

dalam (internal resistance) yang menimbulkan kerugian (losses), jika nilai

tahanan beban mendekati nilai tahanan dalam tersebut, maka batere akan

mengeluarkan arus listrik sangat besar dan menimbulkan panas yang

berlebihan di dalam elektroda-batere sehingga proses netralisasi elektrolyte

semakin cepat dan kapasitas batere menurun drastis. Oleh karena itu pada

aliran arus 131 Amper, maka waktu yang ditempuh batere untuk mencapai

tegangan kritis minimum 1 V / cell adalah sangat cepat, kurang dari 30 menit.

Uraian di atas adalah perlakuan pada batere baru yang prosentasi

kapasitasnya masih 100% sesuai dengan nilai standar nominalnya (SBL 131 =

131 AH).

Pada kasus dimana batere telah lama dipergunakan dan kurang

pemeliharaan, pelatihan dan rekondisi maka kapasitas batere tersebut akan

sangat menurun. Sebagai misal adalah Batere-1, di lokasi PT. PLN (Persero)

PPE, type SBL 131 topik utama kurva grafiknya dilukiskan dibawah ini :

8

Arus pembebanan konstan (I3) = 42,3 Amper.

Waktu nominal (standar C3) = 131 AH / 42,3 A = 3 Jam.

Rata-rata waktu sebenarnya (1V end voltage, 38 cell) = 0,925 jam (lihat

batere-1; kurva C3, PLN PPE).

Maka prosentasi kapasitas = [Waktu sebenarnya / Waktu nominal] x 100 %

= [ 0,925 / 3] x 100 %

= 30,83 %

Jadi, kapasitas batere (SBL 131 = 131 AH) yang sebenarnya, adalah = [ 30,83 /

100 ] x 131 40,4 AH.

IV. Diagram Alir

Diagram alir untuk pemeliharaan rectifier dan batere ini adalah sbb:

9

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 t (jam)

Grafik uji tegangan peluahan battery (arus beban I3 = 42,3 A) hingga mencapai tegangan kritis minimum (1V end voltage)

Tegangan awal (no load)

Tegangan berbeban

Tegangan kritis minimum(1V end voltage)

Kurva standar C3

Kurva uji tegangan peluahan sebenarnya

Initial drop-short voltage a few minutes first

V/Cell (volt)

0,925 Jam

10

11

HASIL REKAP DATA DALAM RANGKA PEMELIHARAAN

RECTIFIER DAN BATTERY DIV OPERASI DAN PEMELIHARAAN

PERIODE BULAN JUNI TAHUN 2004

12

PENUTUP DAN KESIMPULAN.

Berdasarkan hasil uji kapasitas battery yang telah dilaksanakan oleh team

pemeliharaan battery, maka dengan ini kami dapat laporkan hasil uji

kapasitas battery seperti terlampir. Adapun pengujian yang dilakuan adalah

dengan menggunakan rumus I5 atau C5, Sehingga dapat diketahui

kapasitas battery yang sebenarnya, dari hasil uji tersebut dapat

dikelompokan seperti berikut :

1. Kondisi battery yang performancenya antara 10% - 50%

sebanyak 37 set

No Lokasi AH Jml No Lokasi AH Jml

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

GI Bekasi

GI Duri Kosambi

GI Serang Batt. II

Diklat Suralaya

Cab. Cianjur

GI Bogor Baru

Cab. Majalaya

Pikitdro

Proring Timur

GI Padalarang

UPD Bandung

ACC cigereleng Batt. 1

PLTA parakan Kondang

269

59

59

37

205

59

37

37

37

269

131

366

59

2

2

1

1

1

2

1

1

1

2

2

1

2

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

GI Arjawinangun

GI sunyaragi, batt. II

GI Kebasen

GI Pekalongan, batt.

II

GI Weleri

PLTGU Tambak Lorok

Cab. Semarang

UPJ Semarang

Disjateng

GI Krapyak

Sektor Surabaya

PJB Surabaya

59

59

59

59

59

70

70

37

59

269

59

59

2

1

2

1

2

2

1

1

2

2

1

1

Rekap :

SBL 37 AH : 5 set SBL 70 AH : 3 set SBL 366 AH : 1 set

SBL 59 AH : 19 set SBL 131 AH : 2 set

NAL 205 AH : 1 set SBL 269 AH : 6 set

13

2. Kondisi battery yang performnacenya antara 50% - 70%,

sebanyak 13 set.

No. Lokasi AH Jml No Lokasi AH Jml

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Cab. Kebayoran

UPB Cawang

PPE

GI Priok Timur

Cab. Serang Banten

Sektor Bogor

Cab. Bandung

ACC Cigereleng

Cab. Cirebon

70

470

131

59

37

70

59

366

37

1

2

1

2

1

1

1

1

1

10

11

APJ Pekalongan

Cab. Salatiga

37

37

1

1

Rekap :

SBL 37 AH : 4 set SBL 59 AH : 3 set SBL 131 AH : 1 set

SBL 70 AH : 2 set SBL 366 AHH : 1 set SBL 470 AH : 2 set

3. Kondisi battery yang performancenya antara 70% - 100 %,

sebanyak 35 set.

No Lokasi AH Jml No Lokasi AH Jml

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Cab. Kramat Jati

Cab. Bekasi

Cab. Kota

Cab. Priok Timur

Pusdiklat JL Wijaya

LMK Duren Tiga

Cab. Depok

GI Mampang

Gandul TNC Training

Gandul TNC System

P3B Gandul

PLN Pusat

PPE Battery II

PLTU Muara Karang

PLTGU Muara Karang

GI Tangerang

37

37

37

37

70

70

37

70

131

366

131

269

131

269

70

59

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

1

2

1

1

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Cab. Tangerang

Repeater Tenjo

Saguling Sektor

Cab. Sukabumi

Cab. Cibogo

Cab. Cimahi

Ktr. Distribusi

Bandung

Cab. Bogor

Cab. Purwakarta

Sektor Priangan

Udiklat Semarang

Pikitring Semarang

Ungaran

37

205

37

37

37

37

90

37

37

37

37

70

269

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

Rekap :

SBL 37 AH : 14 set SBL 131 AH : 5 set SBL 366 AH : 2 set

SBL 70 AH : 5 set SBL 90 AH : 1 set SBL 205 AH : 1 set

SBL 59 AH : 1 set SBL 269 AH : 6 set

14

Usul dan Saran

Untuk kondisi battery yang mengalami penurunan kapasitas yang sangat

drastis dibawah 50%, kami mengusulkan untuk dilakukan penggantian

dengan battery kering yang disesuaikan dengan kondisi Rectifier atau

dengan melakukan re - setting system rectifier untuk dapat dipasang

battery kering.

Untuk battery yang kapasitasnya attar 50% samapai dengan 70%, kami

menyarankan untuk dilakukan rekondisi, hal ini bertujuan untuk

meningkatkan atau membangkitkan kapasitas battery tersebut dengan

cara mengganti cairan elektrolit dan chargrer and Discharger

Demikian laporan ini disampaikan semoga dapat menjadi acuan dan

perhatian dalam rangka menjaga kehandalan system komunikasi yang

diselenggarakan oleh PT Indonesia Comnets Plus,

15