perencanaan single line diagram listrik …prosiding hasil penelitian dosen uniska tahun 2017 isbn :...

PROSIDING HASIL PENELITIAN DOSEN UNISKA TAHUN 2017 ISBN : 978-602-71393-6-7

1

PERENCANAAN SINGLE LINE DIAGRAM SISTEM DISTRIBUSI TENAGALISTRIK PADA GEDUNG KAMPUS UNISKA BANJARMASIN

IrfanFakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan

E-mail : [email protected]

ABSTRAK

Perencanaan intalasi listrik gedung merupakan perencanaan instalasi atau suatubayangan untuk memulai pekerjaan instalasi agar apa yang di butuhkan dan di perlukandalam instalasi dapat di penuhi untuk memulai standart instalasi. Gambar-gambarinstalasi yang perlu diperhatikan dalam rencana instalasi gedung adalah gambar situasi,gambar tata letak, diagram garis tunggal, table rekapitulasi daya, diagram pengawatan

dan tabel bahan instalasi. Dengan adanya perencanaan instalasi listrik gedung ini akanmembuat dan menghasilkan instalasi gedung yang baik dan terencana. Begitu jugadengan Universitas Islam Kalimantan (UNISKA) M.A.B Banjarmasin yang memiliki 6gedung dengan masing-masing gedung berlantai tiga, dengan sumber daya listrikterpasang sebesar 148,500 VA (3 x 220 V x 225 A) berasal dari PLN, dengan semakinmeningkatnya aktifitas kampus menuntut adanya pengembangan fasilitas gedung, halini sangat memerlukan perencanaan sumber daya nergi listrik yang memadahi.Penelitian ini bertujuan untuk Membuat deskripsi model perencanaan diagram rencasingle line distribusi tenaga listrik di Gedung kampus UNISKA Banjarmasin sertaMembuat perhitungan nilai aman secara teknis dengan hitungan.

Kata Kunci: Instalasi, perencanaan, single line diagram,

ABSTRACT

Planning of the building electricity installation is installation planning or arepresentation to begin the installation operation so what is needed in the installationcan be filled to begin the installation standard. The installation pictures which is neededto be watched in building installation planning are The Situation Picture, LocationOrder Picture, Single Line Diagram, Recapitulation Power Table, Wire InstallationDiagram, and Installation Material Table. With this planning pf the building electricityinstallation, it will make and produce a good and planned building installation. Also forUniversitas Islam Kalimantan (UNISKA) M.A.B Banjarmasin which has 6 buildingswhich each of them has 3 floors, with the installed electricity power that 148,500 VA (3x 220 V x 225 A) come from PLN, the increasing of the campus activity demands thethe building’s facilities development, this case needs the planning of good electricitypower source the most. This research has a purpose to make a description of single linediagram electricity power distribution planning model at UNISKA Banjarmasinbuildings and also to make secure value calculation technically with the quantification.

Kata Kunci: , Installation, planning, single line diagram


2

PENDAHULUAN

Perencanaan instalasi listrik gedung merupakan perencanaan instalasi atau

suatu bayangan untuk memulai pekerjaan instalasi agar apa yang di butuhkan dan di

perlukan dalam instalasi dapat di penuhi untuk memulai standart instalasi.

Dalam perencanaan instalasi di perlukan gambar instalasi, gambar instalasi

ini sangat di perlukan untuk menunjang kebutuhan bahan dalam instalasi dan

sebagai tolak ukur dalam instalasi, tak hanya itu dalam instalasi dapat memudahkan

seseorang dalam bekerja karena dengan gambar instalasi tersebut dapat

membimbing seorang dalam instalasi. Gambar-gambar instalasi yang perlu

diperhatikan dalam rencana instalasi gedung adalah Gambar Situasi, Gambar Tata

letak, Diagram garis tunggal, Table rekapitulasi daya, Diagram pengawatan dan

Tabel bahan instalasi.

Dengan adanya perencanaan instalasi listrik gedung ini akan membuat dan

menghasilkan instalasi gedung yang baik dan terencana. Instalasi tersebut akan

terasa lebih baik mantap dan untuk menghindari sebuah kesalahan dalam instalasi

listrik gedung, jadi dapat membuat konsumen instalasi percaya, puas dan instalastir

tersebut akan merasa bangga akan hasil instalasi tersebut.

Universitas Islam Kalimantan (UNISKA) M.A.B Banjarmasin merupakan

salah satu perguruan tinggi yang berkembang sangat pesat di wilayah Kalimantan.

UNISKA memiliki 5 gedung dengan masing-masing gedung berlantai tiga, dengan

sumber daya listrik terpasang sebesar 148,500 VA (3 x 220 V x 225 A) berasal dari

PLN. Oleh karena semakin meningkatnya aktifitas penggunaan gedung kampus UNISKA,

maka diperlukan perencanaan yang baik dalam memanfaatkan sumber daya energi listrik,

agar semua gedung dapat dimanfaatkan dengan baik.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan melalui beberapa tahap, diantaranya studi literatur

dalam rangka mempelajari standarisasi perencanaan instalasi listrik, membuat

perencanaan guna menyiapkan segala sesuatu yang diperlukan dalam merealisasikan ide atau

gagasan yang akan dicapai berdasarkan teori pendukung, dengan memperhatikan semua aspek

yang berkaitan dengan perencanaan, mendeskripsikan lokasi serta membuat single line diagram.


3

PEMBAHASAN

Untuk pemilihan kabel penghantar, dilakukan dengan melihat terlebih dahulu dari tanda

pengenal yang tertera sekurang-kurangnya :

1. Tanda pengenal standar, misalnya SNI, IEC, SPLN

2. Tanda pengenal produsen

3. Jumlah dan ukuran inti

Untuk menghindari terjadinya kerusakan pada sebuah penghantar, maka luas

penampang penghantar harus diperhitungkan dengan teliti. Kerusakan pada

penghantar dapat diakibatkan oleh arus yang melalui penghantar tersebut melebihi

kapasitas KHA-nya.

Jenis penghantar yang tepat akan sangat menentukan kemampuan dan

keandalan untuk peralatan listrik yang bekerja, sesuai dengan PUIL 2000:

- Semua penghantar yang digunakan harus dibuat dari bahan yang memenuhi

syarat, sesuai dengan tujuan dan penggunaannya, serta terlah diperiksa dan

diuji menurut standar yang dikeluarkan atau diakui oleh instansi yang

berwenang.

- Penghantar harus diamankan dengan alat pengaman (pengaman lebur atau

pemutus daya) yang harus membuka sirkit dalam waktu yang tepat bila timbul

bahaya suhu penghantar akan menjadi terlalu tinggi.

Contoh

Perhitungan untuk penghantar pada panel gedung B.

Karena beban yang dipakai 12 Ruang Kuliah dan 1 Ruang Administrasi. Total

beban 10,200 Watt (AC tidak diperhitungkan karena mempunyai penghantar

dan pengaman sendiri), maka := (Diasumsikan Cos = 0,9)= , I = 51,52 Ampere

KHA = 1,25 x In

KHA = 1,25 x 51,52 = 64,4 Ampere

Sesuai standarisasi PUIL, maka diperoleh ukuran penghantar ialah NYM 2,5mm2

sedangkan ukuran penghantar yang dipilih ialah NYM 3 x 2,5 mm2.


4

Saat ini gedung kampus UNISKA mendapat suplai tegangan rendah 220/380 V 3 phasa

dariPLN sebesar 240 A yang kemudian didistribusikan ke 5 gedung (4 Gedung

perkuliahan dan 1 Gedung Administrasi/Rektorat). Dengan fungsi masing-masing

gedung sebagai berikut :

Tabel 1. Nama Gedung dan jumlah ruangan

No Nama Gedung Jml Ruang Fungsi1 Gedung A 14 Ruang Adm./Perkantoran

1 Ruang AULA6 Ruang Ruang Kuliah

2 Gedung B 1 Ruang BAAK1 Ruang AULA

12 Ruang Ruang Kuliah3 Gedung C 2 Ruang Adm. Fakultas

12 Ruang Ruang Kuliah4 Gedung D 5 Ruang Adm Fakultas

7 Ruang Ruang Kuliah5 Gedung E 1 Ruang Adm. Fakultas

7 Ruang Ruang Kuliah

Dari PDU sebesar 240 A ini kemudian disalurkan ke 5 gedung dengan pembagian beban

sesuai fungsinya.

Diagram Rekapitulasi Daya

1. Single Line Diagram Panel Utama

Single line diagram panel utama adalah sebagai berikut :

Gambar 1 Single Line Diagram Panel Utama


5

2. Single Line Diagram Gedung A

Gambar 2 Single Line Diagram Panel Gedung A

3. Single Line Diagram Gedung B, C, D dan Gedung E

Gambar 3 Single Line Diagram Panel Gedung B, C, D & E


6

5.1 Diagram Rekapitulasi Daya Panel Utama

R S T

15400

8800

8800

8800

8800

15400 17600 17600

Gambar 5.4 Diagram Rekapitulasi Daya Panel Utama

KESIMPULAN

1. Daya total gedung kampus UNISKA Banjarmasin 50,600 Watt, maka daya

terpasang dikalikan faktor keserempakan (0,8) sebesar 40480 VA.

2. Untuk meningkatkan kenyamanan dan kehandalan sistem sistem kelistrikan di

kampus, maka dalam suplai daya listrik, selain menggunakan sumber listrik dari

PLN juga dilengkapi dengan generator set yang sesuai.

3. Untuk memudahkan maintenance, pengaman instalasi listrik penerangan dan

instalasi daya harus dipisahkan.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standarisasi Nasional SNI 04-0225-2000, Persyaratan UmumF. Suryatmo, Teknik Listrik Instalasi Penerangan, Jakarta, Rineka Cipta, 1983.Hasan Basri, Sistem Distribusi Daya Listrik, ISTN, Jakarta,1997Instalasi Listrik 2000, Yayasan PUIL, Jakarta, 2000.P. Van Harten, Ir.E. Setiawan, Instalasi Listrik Arus Kuat Jilid I,II, dan III, Bina, Cipta,

Bandung, 1999


7

PENGARUH PENAMBAHAN SUDU TIPE V PADA SUDU NACA 4412 TURBINANGIN VERTIKAL

Muhammad Irfansyah dan Muhammad FirmanFakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan

E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh penambahan sudu V pada suduNACA 4412 yang dimodifikasi. Profil sudu NACA 4412 kemudian dimodifikasidengan cara menambahkan sudu tipe V pada turbin vertikal dengan jumlah 3sudu.Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah kegiatan modifikasi denganpenambahan sudu tipe V pada sudu NACA 4412, pembuatan prototipe dan pengujianturbin angin sumbu vertikal. Daya direncanakan sebesar 600 W dengan jumlah 3 sudu.Kecepatan angin disimulasikan pada kecepatan angin 2, 3, 4, 5, 6 m/s. Hasilperbandingan turbin angin dengan modifikasi penambahan sudu V, pada kecepatanterendah 2 m/s terjadi peningkatan putaran poros 12,91 rpm (7,62%) dan torsi 0,05 Nm(45,45%), sedangkan pada kecepatan tertinggi 6 m/s terjadi peningkatan putaran poros16,56 rpm (3,15%) dan torsi 0,15 Nm (13,39%).

Kata kunci : modifikasi. NACA 4412, sudu tipe V,

ABSTRACT

This study aimed to study the effect of the addition of V blades in blade modifiedNACA 4412. NACA 4412 profile blades are then modified by adding a V-type blade onthe turbine blades vertically with the number 3. The method used in this study is amodification activity by the addition of V-type blade on blade NACA 4412, prototypingand testing of vertical axis wind turbines. Planned power of 600 W with a number of 3blades. Simulated wind speeds at wind speed of 2, 3, 4, 5, 6 m / s. The results of thecomparison with the modification of adding wind turbine blade V, at the lowest speedof 2 m / s increased shaft speed rpm 12.91 (7.62%) and torque of 0.05 Nm (45.45%),while the top speed of 6 m / s increased shaft speed rpm 16.56 (3.15%) and torque of0.15 Nm (13.39%).

Keywords: blade type V, NACA 4412, modifications

PENDAHULUAN

Energi angin adalah salah satu sumber energi terbarukan yang banyak

digunakan secara luas dalam aplikasi skala kecil dan menjanjikan untuk

pengembangan dan penelitian dalam skala besar, sebagai peralatan turbin angin yang


8

dibuat dengan harga yang murah. Pembangkit listrik tenaga angin bekerja dengan cara

merubah secara langsung energi angin menjadi listrik. Efek positif dari pembangkit

listrik tenaga angin adalah bebas dari polusi lingkungan.

Sistem pembangkit listrik yang ingin dikembangkan adalah modifikasi sudu

NACA 4412 dengan penambahan sudu tipe V pada turbin angin vertikal. Secara

umum bertujuan merencanakan pengaruh penambahan sudu tipe V pada sudu NACA

4412 turbin angin vertikal. Tujuan khusus dari penelitian ini adalah: menghitung

panjang sudu, putaran poros, dan torsi, dari turbin angin sumbu vertikal. Melakukan

pengujian pada turbin angin sumbu vertikal hasil rancang bangun. Membandingkan

hasil perhitungan turbin angin sumbu horisontal dengan pengujian pada rancang

bangun turbin angin.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode secara teoritis dan

eksperimental. Kajian secara teoritis untuk mendapatkan parameter-parameter utama

turbin angin vertikal. Sedangkan pendekatan secara eksperimental dilakukan

pengujian pada prototipe turbin angin sumbu vertikal. Hasil kajian secara teoritis dan

eksperimental kemudian dilakukan analisis dengan membandingkan hasil unjuk

kerjanya.

Penelitian ini dilakukan dengan empat tahap, yaitu: tahap 1 teknik

pengumpulan data, tahap 2 melakukan pengujian alat, tahap 3 pengumpulan data, dan

tahap 4 kesimpulan hasil penelitian.

PEMBAHASAN

Dari data kecepatan angin di Handil Bakti berkisar antara 1,6 - 6,8 m/s, dengan

perancangan turbin angin ini direncanakan pada kecepatan 2, 3, 4, 5, 6 m/s.

Modifikasi sudu NACA 4412 dengan sudu V. Pada perancangan ini, nilai daya

mekanik (P), nilai power coefficient (Cp) maksimum digunakan Betz number (0.59),

massa jenis udara 1,225 Kg/m3 pada temperatur 27°C, dengan jumlah sudu 3 dan daya

rencana 600 W.


9

Tabel 1. Performa turbin angin vertikal

NO P (W)JumlahSudu

Cpρ

(Kg/m³)Λ V

(m/s)r (m)

SS(rpm)

Torsi(Nm)

1 600 3 0,59 1,225 5,16 2 0,55 179,27 0,13

2 600 3 0,59 1,225 5,16 3 0,55 268,91 0,29

3 600 3 0,59 1,225 5,16 4 0,55 358,54 0,524 600 3 0,59 1,225 5,16 5 0,55 448,17 0,815 600 3 0,59 1,225 5,16 6 0,55 537,81 1,16

Gambar 1. Grafik h ubungan kecepatan angin terhadap putaran poros

Pada grafik 1. pada variasi kecepatan angin putaran poros yang dihasilkan

semakin meningkat dengan bertambahnya kecepatan angin, dimana pada kecepatan

angin 2 m/s putaran poros yang dihasilkan 179,27 rpm, kecepatan angin 3 m/s

menghasilkan 268,91 rpm, kecepatan angin 4 m/s menghasilkan putaran poros 358,54

m/s, kecepatan angin 5 m/s menghasilkan putaran poros 448,17 m/s, dan kecepatan

angin 6 m/s menghasilkan putaran poros 537,81 rpm. Hal ini disebakan beberapa faktor

seperti geometri sudu, yang mampu memaksimalkan energi angin, jumlah sudu, yang

sesuai dengan kondisi georafis dan mampu memberikan putaran maksimum kecepatan

angin rendah, dan jenis airfoil yang mampu menghasilkan self starting yang baik pada

2

3

4

5

268,91

358,54

448,17

537,81

0

2

4

6

8

10

12

SS (r

pm)

Hubungan kecepatan anginterhadap SS (rpm)

V (m/s)

Torsi (Nm)


10

kecepatan angin yang bervariatif, sehingga mampu memaksimalkan daya angin yang

diekstrak menjadi sebuah energi untuk menghasilkan torsi yang maksimal.

Gambar 2. Grafik hubungan kecepatan angin terhadap torsi

Pada Grafik 2. untuk nilai torsi yang dihasilkan pada kecepatan angin 2 m/s

menghasilkan torsi sebesar 0,13 Nm, kecepatan angin 3 m/s sebesar 0,29 Nm, kecepatan

angin 4 m/s sebesar 0,52 Nm, kecepatan angin 5 m/s menghasilkan torsi sebesar 0,81

Nm, dan kecepaatan angin 6 m/s menghasilkan torsi sebesar 1,16 Nm. Dimana pada

setiap peningkatan kecepatan angin torsi yang dihasilkan semakin tinggi, turbin angin

menggunakan prinsip-prinsip airodinamika sesuai dengan karakteristik sudu yang

mempengaruhi kecepatan putar sudu, dimana seperti yang dikemukakan dalam teori

sebelumnya bahwa sudu yang baik adalah sudu yang mendekati bentuk streamline,

mempunyai gaya lift dan drag yang baik, hal ini sesuai dengan pengaruh kecepatan

angin terhadap nilai torsi yang dihasilkan airfoil NACA 4412 dengan konsep 3 sudu

dalam penelitian ini.

2

3

4

5

0.290,52

0,81

1,16

0

2

4

6

8

10

12

Tors

i (N

m)

Hubungan kecepatan anginterhadap torsi (Nm)

V (m/s)

Torsi (Nm)


11

Tabel .2. Data Unjuk Kerja Turbin Angin Tanpa Penambahan Sudu V

Pada Tabel 2. turbin angin tanpa modifikasi penambahan sudu V, pada

kecepatan angin terendah 2 m/s putaran poros yang dihasilkan 169,43 rpm, dan torsi

0,11 Nm. Sedangkan pada kecepatan angin tertinggi 6 m/s menghasilkan putaran poros

525,29 rpm dan torsi 1,12 Nm.

Sedangkan pada Tabel 3. turbin angin dengan modifikasi penambahan sudu V,

pada kecepatan angin terendah 2 m/s putaran poros yang dihasilkan 182,34 rpm, dan

torsi 0,16 Nm. Sedangkan pada kecepatan angin tertinggi 6 m/s menghasilkan putaran

poros 541,85 rpm dan torsi 1,27 Nm.

Perbandingan turbin angin dengan modifikasi penambahan sudu V, pada

kecepatan terendah 2 m/s terjadi peningkatan putaran poros 12,91 rpm (7,62%) dan torsi

0,05 Nm (45,45%), sedangkan pada kecepatan tertinggi 6 m/s terjadi peningkatan

No Daya (W)Kecepatan

Angin (m/s)SS (rpm) Torsi (Nm)

1 600 2 168,14 0,11

2 600 2 172,32 0,10

3 600 2 167,84 0,12

Rata-rata 169,43 0,11

4 600 3 255,17 0,27

5 600 3 261,87 0,24

6 600 3 257,82 0,25

Rata-rata 258,29 0,25

7 600 4 352,63 0,49

8 600 4 347,18 0,47

9 600 4 348,92 0,51

Rata-rata 349,58 0,49

10 600 5 427,68 0,62

11 600 5 428,14 0,68

12 600 5 431,49 0,74

Rata-rata 429,10 0,69

13 600 6 518,41 1,12

14 600 6 525,79 1,1115 600 6 531,67 1,14

Rata-rata 525,29 1,12


12

putaran poros 16,56 rpm (3,15%) dan torsi 0,15 Nm (13,39%).

Tabel 3. Data Unjuk Kerja Turbin Angin Dengan Penambahan Sudu V

KESIMPULAN

Kesimpulan

Pada turbin angin tanpa modifikasi penambahan sudu V, pada kecepatan angin

terendah 2 m/s putaran poros yang dihasilkan 169,43 rpm, dan torsi 0,11 Nm.

Sedangkan pada kecepatan angin tertinggi 6 m/s menghasilkan putaran poros 525,29

rpm dan torsi 1,12 Nm.

Pada turbin angin dengan modifikasi penambahan sudu V, pada kecepatan angin

terendah 2 m/s putaran poros yang dihasilkan 182,34 rpm, dan torsi 0,16 Nm.

Sedangkan pada kecepatan angin tertinggi 6 m/s menghasilkan putaran poros 541,85

No Daya (W)Kecepatan

Angin (m/s)SS (rpm) Torsi (Nm)

1 600 2 182,48 0,17

2 600 2 183,16 0,16

3 600 2 181,39 0,14

Rata-rata 182,34 0,16

4 600 3 273,16 0,32

5 600 3 269,84 0,31

6 600 3 272,37 0,34

Rata-rata 271,79 0,32

7 600 4 359,43 0,67

8 600 4 362,56 0,63

9 600 4 363,97 0,64

Rata-rata 361,98 0,65

10 600 5 452,13 0,94

11 600 5 451,47 0,97

12 600 5 462,93 0,98

Rata-rata 455,51 0,96

13 600 6 538,66 1,27

14 600 6 542,72 1,26

15 600 6 544,16 1,29

Rata-rata 541,85 1,27


13

rpm dan torsi 1,27 Nm.

Perbandingan turbin angin dengan modifikasi penambahan sudu V, pada

kecepatan terendah 2 m/s terjadi peningkatan putaran poros 12,91 rpm (7,62%) dan torsi

0,05 Nm (45,45%), sedangkan pada kecepatan tertinggi 6 m/s terjadi peningkatan

putaran poros 16,56 rpm (3,15%) dan torsi 0,15 Nm (13,39%).

Saran

Dari hasil penelitian ini dapat disarankan pengembangan berupa

pengembangan turbin angin sumbu vertikal, dengan variasi jumlah sudu, desain airfoil

sudu, material sudu, bentuk sudu dan penentuan lokasi pemasangan turbin angin

dilokasi yang memiliki potensi kecepatan angin yang bervariasi seperti di atas

jembatan, diatas gedung, base transmission system (BTS), pantai, gunung atau di

daerah persawahan.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Kadir, 1982, Energi, Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik, Potensi Ekonomi,Universitas Indonesia, Jakarta.

Archie W. Culp, 2003, Prinsip-prinsip Konversi Energi, Erlangga, Jakarta.Francis M. Vanek, 2008, Energy System Engineering : Evaluation & Implementation,

Mc Graw Hill, USA.Gerry Van Klinken, 2001, Energi Dalam Masyarakat Modern, Satya Wacana,

Semarang.Hugh Piggott,1997, Wind power Workshop, Certer for Alternative Publications, British

Wind Energy Association, England.Jurnal Al Ulum, Volume 50 Nomor 4, Oktober 2011, ISSN 1411-1403, Universitas

Islam Kalimantan Muhammad Arsyad Al Banjary Banjarmasin.Jurnal Teknologi Dirgantara, Volume 6 No. 2 Desember 2008, ISSN 1412-8063,

Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN), Jakarta.


14

ANALISA PERILAKU BALOK TINGGI DENGAN VARIASI PANJANGPERKUATAN GESER

Eka PurnamasariFakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan

[email protected]

ABSTRAK

Balok tinggi merupakan elemen struktural yang mempunyai rasio bentang balok dari aske as terhadap tinggi balok yang tidak melebihi 2,0 untuk bentang sederhana (L/H <2,0) dan 2,5 untuk balok menerus (L/H < 2,5) (Shahidul I., 2012). Balok tinggi banyakdigunakan dalam dunia konstruksi seperti balok transfer geser, balok jembatan, dindingpondasi, dinding geser, dll. Berdasarkan hasil penelitian Patil, (2013) dapat diketahuibahwa keruntuhan utama balok tinggi adalah disebabkan oleh retak geser diagonal yangterjadi pada badan balok dan semakin tinggi balok maka kekuatan lentur balok jugaakan meningkat. Permodelan komputer Software ANSYS terhadap perilaku balok tinggidengan variasi perkuatan geser. Tujuan dari penelitian ini adalah ingin mengetahuikapasitas beban, deformasi, tegangan, dan pola retak yang terjadi pada balok tinggibeton bertulang mutu normal. Dalam penelitian ini akan dimodelkan sebanyak delapanbenda uji balok sederhana bertulangan rangkap simetris 2D20 dan variasi tulangan geser10-100 dengan lebar 200 mm dan tinggi 600 mm. Balok akan dibebani beban terpusatditengah bentang balok sampai dengan keruntuhannya. Semakin kecil panjangperkuatan geser maka akan semakin tinggi pula tegangan yang terjadi pada balok, inimenunjukkan bahwa sangat diperlukan sekali tulangan geser untuk mencegah terjadinyalebih awal keruntuhan geser beton yang bersifat getas. Semakin kecil panjang perkuatangeser maka akan semakin banyak retak yang terjadi dibagian tumpuan dan bagian serattekan, hal ini menunjukkan bahwa pengaruh mutu beton sangat menentukan. Panjangperkuatan geser yang lebih efektif yaitu 50 mm dimana balok dapat menahan bebanyang lebih besar.

Kata kunci: balok, tinggi, variasi perkuatan geser, retak, beton.

ABSTRACK

High beam is a structural element Yang has a ratio span beams From Into a High-beamAgainst Its NOT exceed 2.0 to review simple span (L / H <2.0) and 2.5 for a review ofcontinuous beam (L / H <2 , 5) (Shahidul I., 2012). High beam hearts WorldConstruction Widely used as a beam diversion Scroll, bridge beams, foundation walls,Wall Slide, etc. Based on research findings Patil, (2013) can be known that the collapseof the Main High beam is caused by cracks Scroll diagonal beams agency Happens ONAnd The High beam Bending beam strength Also So will INCREASED. ComputerModelling Software ANSYS Conduct Against High beam reinforcement WITHVariations Slide. Purpose Of Research Singer is you want to know CapacityEXPENSES, deformation, stress, and Pattern Cracks Happens High reinforced concretebeams ON QUALITY normal. In Research singer will be modeled as a simple beam testspecimens Eight double bertulangan SIMETRIS 2D20 And Variations reinforcement


15

Scroll10-100 with width of 200 mm and 600 mm High. The beams will be chargedcentrally amid expenses with span beams until its collapse. Small increasinglyretrofitting Long Slide It will be increasingly High voltages also Happens ON beams,Cantor showed that Indispensable Once reinforcement Scroll to review the InitialMORE prevent collapse Scroll The concrete is brittle. Small increasingly retrofittingLong Slide It will be increasingly Many Cracks Happens Tumpuan section and SectionPRESS fiber, HAL singer showed that the influence of the concrete quality verydecisive. Long Yang MORE Effective retrofitting Slide ie 50 mm where the beam canbe Restraining LOADS MORE big thing.Keywords: Heam, beam, retrofitting Variations Slide, Cracks, concrete.

PENDAHULUAN

Balok tinggi adalah suatu elemen struktur yang mengalami beban seperti pada

balok biasa, tetapi mempunyai angka perbandingan tinggi terhadap lebar yang besar,

dengan angka perbandingan bentang geser terhadap tinggi balok tidak melebihi 2

sampai 2,5; dimana bentang geser adalah bentang bersih balok untuk beban terdistribusi

merata. Balok tinggi biasanya digunakan untuk lantai beton yang mengalami beban

horisontal, dinding yang mengalami beban vertikal, dan balok bentang pendek yang

mengalami beban sangat berat. Balok tinggi lebih berperilaku dua dimensi daripada satu

dimensi karena geometrinya yang lebih tinggi dari balok biasa. Sebagai akibatnya,

bidang datar sebelum melentur tidak harus tetap datar setelah melentur. Distribusi

regangannya tidak lagi linier dan deformasi geser yang biasanya diabaikan pada balok

biasa menjadi sesuatu yang cukup berarti dibandingkan dengan deformasi lentur murni.

Sebagai akibatnya, blok tegangan beton menjadi nonlinier meskipun masih pada taraf

elastis. Pada keadaan limit dengan beban batas, distribusi tegangan tekan pada beton

tidak lagi mengikuti bentuk parabola yang digunakan pada balok biasa.

Salah satu bagian komponen struktural suatu konstruksi yang memiliki peran

untuk memikul beban adalah balok. Dalam memikul beban struktur balok akan

mengalami gaya-gaya dalam berupa momen, geser, dan normal serta juga akan

mengalami deformasi. Balok yang mengunakan material beton akan mempunyai

kelemahan dalam hal menahan tarik maka untuk menambah kekuatan tarik dari beton

digunakanlah tulangan baja yang dipasang didaerah tarik. Untuk meningkatkan

kemampuan lentur balok maka sering ditemui penggunaan balok tinggi seperti pada

balok transfer geser, balok jembatan, balok-balok pada bentang pendek, dan dinding-

dinding geser. Balok tinggi merupakan elemen struktural yang mempunyai rasio


16

bentang balok dari as ke as terhadap tinggi balok yang tidak melebihi 2 untuk bentang

sederhana (L/H < 2) dan 2,5 untuk balok menerus (L/H < 2,5) (Shahidul I., 2012). Oleh

karena itu dalam penelitian ini akan mempelajari perilaku keruntuhan elemen struktur

balok tinggi beton bertulang dengan mengunakan permodelan komputer software

ANSYS.

Mekanisme geser pada elemen struktur balok tinggi beton bertulang merupakan

hal yang sangat penting diperhatikan terlebih lagi pada komponen struktur yang rentan

terhadap gaya geser. Gaya geser umumnya tidak bekerja sendirian, tetapi kombinasi

dengan lentur, torsi, atau gaya normal. Perilaku keruntuhan geser pada balok beton

bertulang sangat berbeda dengan keruntuhan karena lentur. Keruntuhan geser bersifat

getas (brittle) tanpa adanya peringatan berupa lendutan yang berarti. Pada balok tinggi

keruntuhan yang terjadi dominan diakibatkan oleh gaya geser. Gaya geser akan

mengakibatkan terjadinya retak miring pada balok, dan setelah retak ini terjadi,

mekanisme transfer gaya geser akan disumbangkan oleh aksi pelengkung (arching

action). Aksi ini dapat memberikan cadangan kapasitas yang cukup besar pada balok

dalam memikul beban.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui mengetahui hubungan antara beban

dengan deformasi yang terjadi pada balok tinggi, mengetahui perilaku tegangan dan

regangan yang terjadi, mengetahui panjang perkuatan geser yang terbaik dan

mengetahui perilaku retak yang terjadi pada setiap model balok tinggi dengan variasi

perkuatan geser.

METODE PENELITIAN

Pelaksanaan penelitian ini di program ansys dikondisikan sama dengan keadaan

dilapangan. Peneliti menggunakan sampel untuk benda uji dalam bentuk balok tinggi.

Dalam penelitian ini peneliti membuat 2 (dua) jenis model dari penelitian sebelumnya

dan 6 (enam) buah model dengan variasi perkuatan geser seperti terlihat pada gambar 1.


17

Gambar 1 Model Balok Tinggi dengan variasi panjang perkuatan geser

Penelitian ini dilaksanakan dengan metode analisis yaitu dengan perhitungan dan

program software Ansys.

Gambar 2 Diagram Alir Metode Penelitian

Input Data pada Ansys

Analisis Hasil Running

Running

Hasil dan Kesimpulan

Selesai

Mulai

Pengumpulan Data dan Literatur

Analisis Data

Perencanaan Model Design

Permodelan AnsysNo


18

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil dari analisis software ANSYS dapat diketahui beban, deformasi,

pola tegangan beton, dan pola retak yang terjadi pada setiap model benda uji. Dari

Gambar 3 dan tabel 1 dapat diketahui bahwa semakin kecil jarak panjang perkuatan

geser pada balok tinggi maka semakin besar beban yang dapat dipikul oleh balok hal

ini menunjukkan perilaku keruntuhan balok tinggi yang mengarah ke keruntuhan getas.

Pada balok dengan panjang perkuatan 50 mm menunjukkan kemampuan untuk

menahan beban paling besar yaitu sebesar 580.000 kN dengan deformasi sebesar 3,448

mm. sebaliknya pada balok dengan panjang perkuatan 300 mm menunjukkan

kemampuan untuk menahan beban paling kecil yaitu sebesar 475.000 kN dengan

deformasi sebesar 0,5998 mm.

Gambar 3 Hubungan Beban dan Deformasi pada Balok Tinggi dengan Variasi PanjangPerkuatan Geser


18














18














19

Tabel 1. Beban dan deformasi ultimit pada model balok tinggi dengan variasi panjangperkuatan geser.

No Kode Benda Uji Lendutan (mm)Beban Lentur

(kN)

1 BTE.200.600.50 3,4480 580.0002 BTE.200.600.100 3,7755 530.0003 BTE.200.600.150 0,7202 530.0004 BTE.200.600.200 0,7159 500.0005 BTE.200.600.250 0,6359 480.0006 BTE.200.600.300 0,5998 475.000

Sumber: Hasil Perhitungan

Dari Gambar 4 dapat diketahui bahwa pada balok dengan panjang perkuatan 50

dan 100 mm menunjukkan kemampuan untuk menahan deformasi lebih besar dari yang

lainnya yaitu sebesar 3,4480 mm dan 3,7755 mm, sedangkan pada balok lainnya dengan

panjang perkuatan 150 sampai dengan 300 mm menunjukkan kemampuan untuk

menahan deformasi jauh lebih kecil yaitu sebesar 0,7202 mm, 0,7160 mm, 0,6359 mm

dan 0,5998 mm.

Gambar 4 Perbandingan Deformasi pada Balok Tinggi dengan Variasi PanjangPerkuatan Geser

Dari Gambar 5 dapat diketahui bahwa semakin kecil jarak panjang perkuatan geser

pada balok tinggi maka semakin besar tegangan yang dapat dipikul oleh balok hal ini

menunjukkan perilaku keruntuhan balok tinggi yang mengarah ke keruntuhan getas.

BTE.200.600.50

BTE.200.600.100

BTE.200.600.150

BTE.200.600.200

BTE.200.600.250

BTE.200.600.300

Lendutan (mm) 3,4480 3,7755 0,7202 0,7160 0,6359 0,5998

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Len

duta

n (m

m)


20


menahan tegangan paling besar yaitu sebesar 33,959 Mpa, sebaliknya pada balok

dengan panjang perkuatan 300 mm menunjukkan kemampuan untuk menahan tegangan

paling kecil yaitu sebesar 18,189 Mpa.

Gambar 5. Perbandingan Tegangan Beton pada Balok Tinggi dengan VariasiPanjang Perkuatan Geser

Pada table 2 dijelaskan tegangan yang terjadi pada masing-masing model balok

tinggi.

BTE.200.600.50

BTE.200.600.100

BTE.200.600.150

BTE.200.600.200

BTE.200.600.250

BTE.200.600.300

Tegangan 33,959 25,660 20,104 21,971 19,438 18,189

0,000

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

Tega

ngan

(MPa

)


21

Tabel 2. Tegangan beton pada masing-masing model balok tinggi dengan variasipanjang perkuatan geser.

No Tegangan Beton Keterangan

1

BTE.200.600.50 Tegangan beton maksimum yaitusebesar 33,959 MPa terjadi padabagian tumpuan danmenimbulkan deformasi padabagian tumpuan saat bebanmaksimum 580.000 kN yangdapat ditahan oleh balok.Tegangan banyak terjadididaerah tekan sampai dengantumpuan.

2

BTE.200.600.100 Tegangan beton maksimum yaitusebesar 25,660 MPa terjadi padabagian tumpuan danmenimbulkan deformasi padabagian tumpuan dan bagianpembebanan saat bebanmaksimum 530.000 kN yangdapat ditahan oleh balok.Tegangan banyak terjadididaerah tekan sampai dengantumpuan.

3



22

4


5


6


Sumber: Hasil Perhitungan

Retak yang terjadi pada model balok tinggi dengan variasi panjang perkuatan geser

banyak terdapat pada bagian tekan dan menyebar ke daerah tarik dan tumpuan.


23

KESIMPULANKesimpulan dari penelitian ini adalah:

a) Semakin kecil panjang perkuatan geser maka balok semakin mampu untuk menahan

beban yang lebih besar, hal ini ditunjukkan dengan besarnya deformasi yang terjadi

sebelum keruntuhan terjadi.

b) Semakin kecil panjang perkuatan geser maka akan semakin tinggi pula tegangan

yang terjadi pada balok, ini menunjukkan bahwa sangat diperlukan sekali tulangan

geser untuk mencegah terjadinya lebih awal keruntuhan geser beton yang bersifat

getas.

c) Semakin kecil panjang perkuatan geser maka akan semakin banyak retak yang

terjadi dibagian tumpuan dan bagian serat tekan, hal ini menunjukkan bahwa

pengaruh mutu beton sangat menentukan.

d) Panjang perkuatan geser yang lebih efektif yaitu 50 mm dimana balok dapat

menahan beban yang lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA

Aman Subakti, Teknologi Beton Dalam Praktek, ITS, 1994Aman Subakti, Teknologi Beton, ITS, 1995Fachrir Rivani, Ir, Petunjuk Praktikum Beton, Laboratorium Struktur dan Bahan,

Fakultas Teknik ULM, 1995Kent, D. C. and Park, R., Flexural Members with Confined Concrete, Journal of the

Structural Division, ASCE, Vol. 97, ST7, July, 1971, pp. 1969 - 1990.L. Dahmani, A. Khennane, and S. Kaci, Crack. 2010. Identification In Reinforced

Concrete Beams Using Ansys Software, Strength of Materials, Vol. 42, No. 2,Springer Science + Business Media, Inc.,

Nawy, E.G., Tavio, and Kusuma B., . 2010. Beton Bertulang: Sebuah PendekatanMendasar, Edisi Kelima, ITS Press,,

Patil, A. N. Shaikh, B. R. Niranjan. 2013. Experimental and Analytical Study onReinforced Concrete Deep Beam, International Journal of Modern EngineeringResearch (IJMER) Vol.3, Issue.1, Jan-Feb. 2013 pp-45-52,

Park, R., dan T. Paulay. 1975. Reinforced Concrete Structures, John Wiley & SonsInc.,

Shahidul Islam S M.. 2012. Automated Design of Reinforced Concrete Deep Beams,Thesis submitted to School of Engineering and Information TechnologyUniversity of New South Wales, Canberra for the degree of Doctor ofPhilosophy,

Tjokrodimuljo, Kardiyono. 1996. Teknologi Beton, UGM,Tri Mulyono. 2003. Teknologi Beton.


24

ANALISA TRIP GENERATOR AKIBAT GANGGUAN POHON TUMBANG DIJALUR QUARRY FEEDER STUDI KASUS DI PT. INDOCEMENT TUNGGAL

PRAKARSA, TBK PLANT 12 TARJUN

Moethia FaridhaFakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan


ABSTRAK

PT. Indocement Tunggal Prakarsa, Tbk Plant 12 Tarjun merupakan perusahaanpenghasil semen dengan kapasitas 7500 ton Clinker per hari. Dan untuk kelancaranPenyuplaian Tenaga Listrik di setiap Feeder / Jaringan di Pasang Proteksi Relay yangberfungsi untuk mengamankan Feeder / Jaringan dari Gangguan yang terjadi. Di JalurQuarry Feeder tersedia fasilitas Proteksi Relay tersebut, namun gagal mengamankangangguan yang terjadi, sehingga menyebabkan Trip Generator yang berdampakterganggunya Pencapaian Target Produksi. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui caraprinsip kerja dari proteksi relay dan mengetahui cara menganalisa trip Generator akibat gangguanyang terjadi dengan pengaturan setting time relay yang sesuai dengan arus. Analisamenggunakan Software ETAP Version 12.6 untuk mengetahui besar Arus Hubung Singkat.Hasil analisa menggunakan Software ETAP Version 12.6 adalah Proteksi Relay adalah alat yangmemonitor besarnya Arus Gangguan dengan menggunakan Current Transformer sebagaiTranducernya. Apabila Arus yang mengalir melebihi nilai setting, maka Proteksi Relay akanmembuka PMT sesuai dengan nilai waktu yang diinginkan. Nilai Setting yang ada terlalu besar,sebaiknya disesuaikan dengan kebutuhan Beban maksimal Operasional yang ada. Sensitivitasdan Reabiliti Proteksi Relay di Outgoing Quarry Feeder dan Incoming Quarry Feeder tidaksesuai dengan yang diharapkan. Koordinasi antar Relay sangat penting terutama untuksistem yang lebih kompleks, untuk menghindari terjadinya Relay tidak bekerja ataukesalahan pada penunjukan indikasi alarm gangguan.

Kata Kunci : Analisa Trip Generator, Quarry Feeder

ABSTRACT

PT. Indocement Tunggal Tbk Plant 12 Tarjun a cement producer with a capacityof 7500 tons per day Clinker.And to smooth supplying Power in each Feeder / NetworkInstall Protection Relay which serves to secure Feeder / Network Disturbance. QuarryStrip Feeder Protection Relay facilities are available, but failed to secure thedisturbance, causing disruption affecting Trip Generator Production TargetAchievement. The purpose of this study was to determine how working principle of theprotection relay and know how to analyze Generator trip due to disturbance by settingtime relay setting that corresponds to the current. Analysis using ETAP SoftwareVersion 12.6 to determine the major currents Short-circuit. Results of analysis usingETAP Software Version 12.6 is the Relay Protection is a tool that monitors the amountof Flow Disturbances using as Tranducernya Current Transformer. If the currentflowing exceeds the setting value, then the protection relay will open the PMTcorresponding to the value of the desired time. Setting a value that is too large, shouldbe tailored to the needs of the existing Operational Expenses maximum. Sensitivity and


25

Reabiliti Protection Relay Outgoing and Incoming Quarry Quarry Feeder Feeder is notas expected. Coordination between Relay is very important, especially for morecomplex systems, to avoid Relay does not work or error on the appointment alarmindication disorders.

Keywords: Analysis Trip Generator, Quarry Feeder

PENDAHULUAN

Daerah quarry (tambang) di PT IPT Plant 12 Tarjun merupakan daerah yangsangat rawan mengalami gangguan salah satunya adalah pohon tumbang. Pengamangenerator agar tidak mengalami kerusakan adalah proteksi relay. Proteksi Relay adalahalat yang memonitor besarnya Arus Gangguan dengan menggunakan CurrentTransformer. Apabila Arus yang mengalir melebihi nilai setting, maka Proteksi Relayakan membuka PMT sesuai dengan nilai waktu yang diinginkan.

Masing – masing Feeder memiliki Proteksi Relay / Pengaman tersendiri, yangmana harapannya apabila terjadi gangguan disalah satu Feeder tidak berdampak kesistem yang lainnya. Untuk itu sangat diperlukan perhitungan dan ketelitian yang baikuntuk memenuhi harapan tersebut agar analisa trip pada generator akibat pohontumbang di jalur Quarry PT. Inducement Tunggal Prakarsa Tbk. Agar gangguan yangterjadi tidak berdampak pada jaringan yang lain. Setting waktu relay yang tidak sesuaidengan arus apabila terjadi gangguan disalah satu Feeder akan berdampak ke sistemyang lainnya.

Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui cara prinsip kerja dari proteksi relaydan mengetahui cara menganalisa trip Generator akibat gangguan yang terjadi denganpengaturan setting time relay yang sesuai dengan arus.

METODE PENELITIAN

Penelitian ini di laksanakan selama (3) tiga bulan sejak bulan Juni 2016 sampai

dengan Agustus 2016. Lokasi penelitian bertempat di Quarry PT. Indocement Tunggal

Prakarsa Tbk. Plant 12 Tarjun Kotabaru Kal-sel. Peubah yang diamati : Wiring Sistem

Proteksi Relay, Ratio Current Transformer, Data Setting Proteksi Relay dan Besar nilai

gangguan, dan Maksimum Beban yang diperlukan untuk menjalankan seluruh sistem di

Quarry Feeder. Dalam penelitian ini menggunakan rancangan jenis rancangan

kuantitatif.

Teknik Pengumpulan Data

Observasi adalah penelitian secara langsung pada obyek penelitian dimana data

yang diperoleh berdasarkan hasil identifikasi dilapangan / pengukuran yang selanjutnya

dirumuskan pada beberapa masalah pokok yang relevan dengan tujuan penelitian ini.

Data Primer, yang langsung dikumpulkan sendiri dari lapangan atau obyek penelitian.


26

Data yang diperoleh dianalisa menggunakan Software ETAP Version 12.6 untuk

mengetahui besar Arus Hubung Singkat.

Diagram Alir Penelitian

Gambar Diagram Alir Penelitian

HASIL DAN PEMBAHASANPrinsip kerja Relay Overcurrent dan Ground Fault

Relay Overcurrent bekerja dengan membaca input berupa besaran arus kemudian

membandingankan dengan nilai setting, apabila nilai arus yang terbaca oleh Relay

melebihi nilai setting, maka Relay akan mengirim perintah trip (lepas) kepada Pemutus

Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) setelah tunda waktu yang diterapkan pada

setting.

Gambar 1. Bagan Sederhana Relay Overcurrent dan Ground Fault


27

Relay Overcurrent ( OCR ) memproteksi sistem jaringan listrik terhadap

gangguan antar fasa. Sedangkan untuk memproteki terhadap gangguan fasa tanah

digunakan Relay Arus Gangguan tanah atau Ground Fault Relay ( GFR ). Prinsip kerja

GFR sama dengan OCR, yang membedakan hanyalah pda fungsi dan elemen sensor

arus. OCR biasanya memiliki 2 atau 3 sensor arus (untuk 2 atau 3 fasa) sedangkan GFR

ahnya memiliki satu sensor arus ( satu fasa ).

Waktu kerja Relay OCR maupun GFR tergantung nilai setting dan karakteristik

waktunya. Elemen pada Relay ini ada 2 (dua), yaitu Elemen Low Set dan Elemen High

Set. Elemen Low Set bekerja ketika terjadi gangguan dengan arus hubung singkat yang

relatif kecil, sedangkan elemen High Set bekerja ketika terjadi gangguan dengan arus

hubung singkat yang cukup besar.

Analisa Trip Generator Akibat Gangguan Pohon Tumbang

Mengingat pentingnya kepastian supplai power dari Generator, maka peranan

pengaman pada masing masing penyulang / Feeder harus diperhatikan dengan seksama

agar jangan sampai mengganggu sistem yang lain.

Oleh karena itu sangat diharapkan apabila terjadi gangguan di Jalur Penyulang /

Feeder ke Quarry diharapkan sesegera mungkin gangguan tersebut harus segera

terputus. Untuk itu diperlukan keandalan / Reability dari Proteksi Relay di masing –

masing Bus secara kontiniu.

Untuk itu pada pembahasan kali ini, saya bahas adalah tentang Analisa Trip

Generator akibat Gangguan Pohon Tumbang di jalur Quarry Feeder. Dalam proses

perencanaan ini, hal – hal yang akan saya bahas meliputi :

Pengumpulan Data

Adapun data yang diperlukan adalah : Wiring Sistem Proteksi Relay, Ratio

Current Transformer, data Setting Proteksi Relay dan besar nilai gangguan, maksimum

Beban yang diperlukan untuk menjalankan seluruh sistem di Quarry Feeder.

Gambar2. Wiring Proteksi Relay Incomer and Outgoing Quarry Feeder


28

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N

1OUT GOINGPOWER PLANT SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40

3OUTGOING LSS 3QUARRY FEEDER MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40

RATIO CTPICK UP SETTING

ACTUAL CURRENT BYSETTING

2INCOMING LSS 3QUARRY FEEDER

NO DESCRIPTIONTYPE OF

PROTECTIONRELAY

L1 L2 L3 Io

1OUT GOING POWERPLANT SPAJ 140C - - - -

MRI - IE - - - -MRI - E - - - -

3OUTGOING LSS 3QUARRY FEEDER MRI - IE 2.48 2.46 0.115 -


PROTECTIONRELAY

REGISTER VALUE


Gambar3. Wiring Proteksi Relay Quarry Feeder Outgoing Power Plant

Ratio Current TransformerRatio Current Transformer yang digunakan di masing – masing Cubicle adalah :Quarry Feeder Out Going Power Plant : 1000 / 5 AIncoming Quarry Feeder 11KV : 1250 / 5 AOutgoing Quarry Feeder 33KV : 400 / 5 AZCT : 200 / 1 AData Setting Proteksi Relay dan Besaran Nilai GangguanData Setting Proteksi Relay

Tabel1. Data Setting Proteksi Relay

Tabel2. Data Besaran Nilai Gangguan

Beban Maksimum untuk menjalankan seluruh sistem di Quarry Feeder.Untuk kelancaran Operasional dari suatu sistem yang ada di Quarry Feeder digunakanTransformer daya sebesar 15MVA 11/33KV, Frekuensi 50Hz, dengan total daya yang


29

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N 51 50 51N 50N

1OUT GOINGPOWER PLANT

SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - 0.26 0.23 0.50 -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 0.21 0.03 - 0.06MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - 0.68

3OUTGOING LSS 3QUARRY FEEDER

MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 0.12 0.46 - 0.10

RATIO CTPICK UP SETTING ACTUAL CURRENT BY

SETTINGTIME

2 INCOMING LSS 3QUARRY FEEDER


PROTECTION RELAY

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N L1 L2 L3 I0 L1 L2 L3 E


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - - - - - - - - -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 - - - - - - - -MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - - - - - -


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 2.48 2.46 0.12 0.00 753.92 747.84 34.96 0.00

ACTUAL CURRENT BYREGISTERRATIO CT

PICK UP SETTINGACTUAL CURRENT BY

SETTINGREGISTERTRIPPING



PROTECTIONRELAY

digunakan sebesar 5,3 MW dengan Factor Daya sebesar 0,784 pada Tegangan 33KVdan 0,764 pada tegangan 11KV.

Tabel3. Data Setting Proteksi Relay beserta dengan Kurva dan Waktu

Besarnya Nilai Gangguan yang terjadi.

Tabel Besarnya Nilai Gangguan dan Aktual Arus.

Besar Nilai Gangguan akibat Pohon Tumbang sebesar 753.92 Amp untuk Fasa L1 dan747.84 Amp untuk Fasa L2 pada sisi 33KV dan untuk Fasa L1 2.320,97 Amp dan2.302,25 Amp pada sisi 11KV.Dari Data ini diperoleh waktu operasi Relay yang diperlukan berdasarkan Formulasiuntuk fungsi kurva / Inverse adalah :

Diketahui :t (s) = Waktu Operasi dalam detik.k = 0.12 ……………… time multiplier ( Konstanta )I = 753.92 Amp ……… Arus yang diukurI> = 304 Amp ………… Nilai setting Arus.Kurva = Normal Inverse


29

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N 51 50 51N 50N


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - 0.26 0.23 0.50 -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 0.21 0.03 - 0.06MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - 0.68


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 0.12 0.46 - 0.10


SETTINGTIME



PROTECTION RELAY

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N L1 L2 L3 I0 L1 L2 L3 E


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - - - - - - - - -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 - - - - - - - -MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - - - - - -


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 2.48 2.46 0.12 0.00 753.92 747.84 34.96 0.00






PROTECTIONRELAY








29

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N 51 50 51N 50N


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - 0.26 0.23 0.50 -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 0.21 0.03 - 0.06MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - 0.68


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 0.12 0.46 - 0.10


SETTINGTIME



PROTECTION RELAY

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N L1 L2 L3 I0 L1 L2 L3 E


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 1,100 13,860 330 - - - - - - - - -

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 875 7,875 - 125 - - - - - - - -MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - - 40 - - - - - - - -


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 304 821 - 40 2.48 2.46 0.12 0.00 753.92 747.84 34.96 0.00






PROTECTIONRELAY








30

Maka t(s) untuk sisi 33 KV adalah :0.12 x 0.14 = 0.0168 = 0.0168 = 0.9165 Sec.753.92 0.02 – 1 2.48 0.02 – 1 1.0183 – 1304

k = 0.12 ……………… time multiplier ( Konstanta )I = 2.320,97 Amp ……… Arus yang diukurI> = 875 Amp ………… Nilai setting Arus.Kurva = Normal InverseMaka t(s) untuk sisi 11 KV adalah :

0.12 x 0.14 = 0.0168 = 0.0168 = 0.8527 Sec.2.320,97 0.02 – 1 2.65 0.02 – 1 1.0197 – 1875

Fakta dari akibat Pohon Tumbang mengenai Jaringan 33KVPohon mengenai Jaringan 33KV pada pukul 16:41:30 ( Short to Ground ).Short Fasa ke Fasa ( L1 – L2 ) pada pukul 16:41:36.Outgoing Quarry Feeder Trip pada pukul 16:41:39.Steam Turbine Generator Trip oleh Proteksi Generator REG 110 ( 3U> ) pada pukul16:42:20.Pada saat Short Fasa ke Fasa, Outgoing Quarry Feeder ( Trafo 15MVA ) Trip setelah3 detik, semestinya Trip setelah 0,9165 detik.Pada saat Short Fasa ke Fasa, Incoming Quarry Feeder ( Trafo 15MVA ) Tidak Trip,semestinya Trip setelah 0,8527 detik.Steam Turbine Generator Trip oleh Proteksi Generator REG 110 ( 3U> ) 41 detik,setelah Outgoing Quarry Feeder ( Trafo 15 MVA ) sisi 33KV Buka ( Trip ).Semua Feeder dalam kondisi Normal kecuali Quarry Feeder.

Tabel Data Arus pada Generator dan Quarry Feeder


30



0.12 x 0.14 = 0.0168 = 0.0168 = 0.8527 Sec.2.320,97 0.02 – 1 2.65 0.02 – 1 1.0197 – 1875




30



0.12 x 0.14 = 0.0168 = 0.0168 = 0.8527 Sec.2.320,97 0.02 – 1 2.65 0.02 – 1 1.0197 – 1875




31

51 50 51N 50N 51 50 51N 50N 51 50 51N 50N 51 50 51N 50N


SPAJ 140C 1100 / 5 1.00 12.60 0.30 - 0.34 2.28 0.076 2.20 1,100 13,860 330 - 374 854 84 184

MRI - IE 1250 / 5 0.70 9.00 - 0.10 0.28 2.28 0.14 875 7,875 - 125 354 808 - 176MRI - E 200 / 5 - - - 0.20 - - 0.40 - - - 40 - - 80 -


MRI - IE 400 / 5 0.76 2.70 - 0.10 0.30 2.29 0.06 2.05 304 821 - 40 118 270 26 52

RATIO CT

PICK UP SETTING ACTUAL CURRENT BY SETTING



PROTECTIONRELAY

REMARKSEXISTING NEW PURPOSE EXISTING NEW PURPOSE

Gambar1. Trend Short to Ground Quarry Feeder

Gambar 2, Trend Outgoing Trafo 33KV Side Opened

Hasil Evaluasi Nilai SettingDari hasil perhitungan di atas berdasarkan dari data yang terkumpul dapat di

ambil suatu hasil analisa bahwa : Berdasarkan Beban Maksimal yang diperlukan Nilai

Setting lebih besar 157,03% dari Nilai yang seharusnya. Untuk High Set Current (50)

berdasarkan perhitungan Shortcircuit dari ETAP Version 12.6 adalah 274 Amp, atau

lebih kecil 199,56% dari Nilai Setting yang ada. Nilai Ground Fault (I0) sebaiknya 10%

dari nilai Shortcircuit = 10% x 274 Amp = 27,4 Amp. Maka bedasarkan Point No. 3

maka Nilai Setting yang ada lebih besar 45,99 %. Hasil Rekomendasi Perubahan Nilai

Setting Overcurrent dan Ground Fault setelah di simulasikan dengan Software Matchad

2001 Profesional Adalah : Rekomendasi Perubahan Nilai Setting Overcurrent dan

Ground Fault :

Tabel 3. Data Rekomendasi Nilai Setting Overcurrent dan Ground Fault


32

Perbandingan Nilai Existing dan Yang Baru berdasarkan Trend Kurva

Gambar 3. Trend Nilai Setting GroundFault Existing.

KESIMPULAN

Kesimpulan.

Proteksi Relay adalah alat yang memonitor besarnya Arus Gangguan dengan

menggunakan Current Transformer sebagai Tranducernya. Apabila Arus yang mengalir

melebihi nilai setting, maka Proteksi Relay akan membuka PMT sesuai dengan nilai

waktu yang diinginkan. Nilai Setting yang ada terlalu besar, sebaiknya disesuaikan

dengan kebutuhan Beban maksimal Operasional yang ada. Sensitivitas dan Reabiliti

Proteksi Relay di Outgoing Quarry Feeder dan Incoming Quarry Feeder tidak sesuai

dengan yang diharapkan.

Saran.

Program ETAP versi 12.6 hanya dapat digunakan untuk mensimulasikan arus

hubung singkat saja, sehingga untuk menentukan besaran nilai untuk setting Relay yang

digunakan hanya bisa dilakukan melalui perhitungan manual atau SOFTWARE

MATHCAD 2001 PROFESIONAL, dimana parameter untuk perhitungan tersebut bisa

didapatkan dari hasil simulasi arus hubung singkat. Koordinasi antar Relay sangat

penting terutama untuk sistem yang lebih kompleks, untuk menghindari terjadinya

Relay tidak bekerja atau kesalahan pada penunjukan indikasi alarm gangguan. Lakukan


33

Pengujian Relay Secara berkala untuk mengetahui Sensitivitas dan Reability dari

Proteksi Relay tersebut.

Agar Proteksi Relay dapat bekerja lebih Optimal, sebaiknya nilai Setting yang ada

disesuaikan dengan kebutuhan Beban maksimal Operasional yang ada.

DAFTAR PUSTAKA

Hutauruk, 1991. Pengetanahan Netral Sistem Tenaga & Pengetanahan Peralatan.Bandung. Penerbit Institut Teknologi Bandung & Universitas Trisakti.

Kadir, Abdul. 1998. Transmisi Tenaga Listrik. Jakarta. Penerbit Universitas Indonesia.Manual Book. Relay Over Curren dan Relay Ground Fault. PT. Indocement Tunggal

Prakrsa Tbk Plan 12 Tarjun.Sulasno. 1993. Analisa Sistem Tenaga. Penerbit Satya Wacana, Semarang.


34

PENGEMBANGAN PAYUNG PNEUMATIC BERBASISMIKROKONTROLER

Yassyir Mulana dan Gusti Rusydi Furqon SyahrillahFakultas Teknik, Universitas Islam Kalimantan


ABSTRAK

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Didalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memoriprogram, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Perangkat seperti inidigabungkan dengan mengendalikan sistem Pneumatic menjadi rangkaian sistem yangbekerja dengan menggunakan sistem kendali melalui mekanisme rangkaian arduinouno yang diatur melalui mikrokontroler, sehingga mempunyai gerakan yang beraturansesuai kalibrasi yang digunakan ketika air hujan membasahi sensor tersebut. Gerakantranslasi dari piston mampu membentangkan payung melalui pengaturan katub danperhitungan terhadap gaya dan arah aliran udara berdasarkan teori fisika, denganminimal tekanan udara, maka gerakan payung dapat di atur sesuai dengan kebutuhanrancangan. Payung pneumatic dapat beroperasi dengan jumlah pemakaian udaradalam ruangan silinder tunggal Q = 0,3925 m/menit. Jenis silinder tunggal dipilihdiamater 50 mm sebanyak 1 buah. Panjang langkah torak 500 mm dengan bentanganpayung 2 meter.

Kata kunci : pnematic, tekanan udara, mikrokontorler

ABSTRACT

Microcontroller is a computer system fuctional in a chip. Inside of microcontroller iscontained a processor core, memory (a small number of RAM, program memory, orboth of them) and input output supplies. The equipment like this combined with acontrol system of pneumatic into a series of system that work by using control systempass through mechanisms of arduino uno series that arranged through microcontroller,so have the movement irregular in accordance calibration used when a water moistenthe sensors. The translation movement from the piston capable to spread an umbrellathrough arrangement the valve with calculation toward a force and direction of air flowbased on a physical theory with minimal of air pressure, so that an umbrella movementbe able to accordance with design needs. An umbrella pneumatic can operated by thenumber of usage air in a single of cylinder chamber Q = 0,3925 m/minute. The type of asingle cylinder chosen have 50 mm diameter as many as 1 piece. The long step of pistonis 500 mm and the expanse of an umbrella is 2 meters.

Kata kunci : air pressure, pnematic, microcontroller


35

PENDAHULUAN

Penelitian ini merupakan lanjutan dan pengembangan dari penelitian

sebelumnya, aplikasi sistem pneumatic ini perencanaan hanya pada sistem tenaga dan

udara yang di butuhkan untuk mengangkat lembar payung yang di kembangkan dengan

sebuah actuator. Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai

menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol

dan aktuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir

dengan supply udara dari sebuah kompressor..

Tekanan udara di dalam aktuator pneumatic (piston) dengan tekanan udara di

luar di operasikan hanya dengan sistem kendali on – off dari sebuah kompressor udara.

tanpa sistem otomasi (manual). Mengamati perkembangan ini, adalah menarik kalau

sistem ini di kembangkan dalam lingkungan kampus dengan bentuk yang inovatif

sesuai kebutuhan dengan menggunakan sistem mikrokontroler, sensor air dan berbagai

sistem koneksi lain sepert bluetooth dan android yang atur oleh arduino. Arduino

merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki perangkat

keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat mengenali lingkungan

sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan

berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino

Uno, Arduino Mega 2560, Arduino Fio, dan lainnya. (www.arduino.cc)

Pneumatik adalah merupakan pengembangan teknologi dengan cara kerja

memanfaatkan udara bertekanan untuk mempengaruhi kerja suatu peralatan mekanikal

agar menghasilkan gerakan maju mundur, naik turun, berputar dan sebagainya.

Pneumatik sistem secara intensif dan luas telah banyak digunakan hampir diseluruh

kehidupan yang berhubungan dengan peralatan yang menghasilkan gerakan – gerakan

dengan aplikasi yang disesuaikan dengan jenis pneumatik Sistem pneumatik prinsip

kerjanya tergantung pada kompresi udara, Piranti yang digunakan pada sistem ini

berdasarkan hukum fisika dasar.pengaturan pada sistem pneumatik dilakukan dengan

mengatur tekanan udara dan arah aliran udara, yang diatur dengan valve. Sebagai

contoh bahwa pneumatik normalnya dioperasikan pada tekanan kurang dari 220 psi.

Prinsip ini akan berbeda dalam sistem hidraulik. Dalam hidraulik berdasarkan hukum

pascal. Jadi intake pompa akan memindahkan/ menggerakkan minyak dalam sistem

yang berasal dalam tangki atau resevoir. Jika pompa digerakkan,maka minyak akan


36

terdorong oleh gaya dari tekanan yang terjadi maka diatur dengan menggunakan valve.

Ada tiga cara yang digunakan untuk mengatur dalam sistem hidraulik, yaitu : mengatur

terkanan minyak, mengatur rate aliran minyak dan mengatur arah aliran minyak.

Gaya dorong yang ditimbulkan oleh udara bertekanan akan menggerakkan torak

pada silinder penggerak ganda dalam dua arah yaitu gerakan maju dan gerakan mundur.

Pada prinsipnya panjang langkah silinder tidak terbatas, walaupun demikian tekukan

dan bengkokan dari perpanjangan torak harus diperhitungkan. Untuk kebutuhan udara

yang bertekanan dibutuhkan mesin compressor sesuai dengan tekanan yang dibutuhkan.

METODOLOGI

Peralatan utama dari system pneumatic adalah silinder dan katup dengan bentuk

dan specifikasi yang beraneka ragam, sehingga diperlukan pengambilan / kecocokan

data terhadap :

a. Kebutuhan kecepatan aliran udara

b. Panjang langkah silinder

c. Jenis katub,

d. Kerja kompressor

Sistem kendali gerakan menggunakan studi kasus pengembangan hasil

perancangan serta evaluasi pada Instalasi / rangkaian pneumatic yang di perintahkan

melalui sistem mikrokontroler. AT Mega 328.


Ruang ringkup penelitian ini adalah penelitian eksperimen yang mengeksplorasi

bagaimana cara membuat sinkronisasi buka tutup payung secara otomatis sesuai

kalibrasi yang di inginkan melalui mikrokontroler.

Sistem pneumatik yang di rancang pada dasarnya sama dengan prinsif yang

berlaku pada instalasi lainnya. Namum pada kondisi ini telah di tetapkan beberapa

kondisi standar agar payung dapat beroperasi dengan sempurna.

Pemilihan Silinder

Silinder yang dpilih adalah jenis silinder penggerak tunggal. Pada silinder ini

udara yang bertekanan yang diberikan hanya satu arah sehingga jenis ini hanya

menghasilkan kerja satu arah saja.


37

Menentukan dimensi silinder

Jenis silinder tunggal dipilih diamater 50 mm sebanyak 1 buah.

Panjang langkah torak 500 mm.

Katup kontrol arah aliran 2/2 posisi normal tertutup tombol / pegas 1 buah.

Katup kontrol arah aliran 2/2 posisi normal tertutup tombol / pneumatik 1

buah.

Selang penghubung 10 meter

Unit distribusi dan pemeliharaan udara 1 set

Kompresor 300 kPa sebanyak1 buah.

Perhitungan gaya

Gaya terhitung dari berat payung

Ft = m.g

Ft = 20 kg x 9.81 m/s2

Ft = 196.2 N

Dimana :

Ft = Gaya terhitung payung

m = massa payung yang di rancang

g = gravitasi

Dari uraian di atas maka besar gaya pada torak F dapat di cari jika diketahui

berat payung saat membentang adalah Ft = 196.2 kg/m2. maka dari persamaan 2.1 di

atas di ambil R = 10 % dari gaya terhitung Ft = 196.2 N = 19.62 N

F = P - R

F = 300. , – 19.62

F = 39.255N

Di mana

F = Gaya torak efektif (N)

P = Tekanan kerja (Psi)

D = Garis tengah torak (m)

R = Gesekan di ambil 3 – 20 % dari gaya terhitung (N)


38

Maka gaya torak pada langkah maju dan mundur, gaya gesek di tentukan oleh

pelumasan, tekanan balik, bentuk, profil dan seni. Gaya torak efektif sangat berarti

dalam setip perencaan pneumatik. Untuk silinder tunggal ketika (Rf + Rr) di ambil 10

% maka berlaku juga :

F = A. P – (Rf + Rr)

F =. .

x 300 – (19,62)

F = 130,38 N

Di mana :

Rf = gaya lawan pegas

Rr = gaya gesek

A = luas penampang silinder tanpa batang torak.

Perhitungan Kebutuhan Udara

Untuk mendapatkan data teknik banyaknya pemakaian udara dalam ruangan

silinder tunggal adalah :

Q = 0.785 x D x h x n

Q = 0.586 x 0,50 x 0.500 x 2

Q = 0,3925 m/menit

Dimana :

Q = Volume udara setiap centimeter langkah.

D = Garis tengah torak (mm)

h = panjang langkah (mm)

n = banyaknya langkah setiap menit.

Rancangan Mikrokontroler

Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta

memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat

mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor sehingga dapat


39

mengendalikan 39actuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, dalam penelitian

ini digunakan jenis Arduino Uno.

Tabel 1. Kebutuhan piranti yang digunakan

(Sumber: http://www.arduino.cc)

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa :

Payung akan membuka ketika jumlaj kebutuhan udara mencukupi minimal

0,3925 m/menit, diameter bentang payung 3 meter, dalam penggunaan silinder

tunggal gaya yang dibutuhkan sebesar 130,38 N, ketika payung membentang di

butuhkan Ft = 196.2 N

Mikrokontroler yang digunakan untuk otomasi buka tutup payung dengan adalah

Atmega 328 dengan tegangan 5 volt, SRAM 2 KB, EPROM 1 KB dengan memori flash

32 KB dan clock speed 16 MHz. Mikrokontroler menggunakan sensor air dan

penggunaan bluetooth sebagai media wireless untuk proses on – off / buka tutup

payung.

DAFTAR PUSTAKA

Krist, Fundamental Pneumatic, De Vey Mestdght BV, 1979;

Merit E.H., Hydraulic Control Systems, John Willey, New York.

http://www.arduino.cc)

perencanaan single line diagram listrik …prosiding hasil penelitian dosen uniska tahun 2017 isbn :...

Documents