Ya...nasib...ya..nasib...

Beginilah Nasib Crew TLP, kalau malam Senin di Emperan Toko, kawasan Plaza NGAWI.. Menunggu jemputan Gunung Mas/ Cendana Kloter Pertama menuju Padangan. Antara "Kasihan" dan "Semangat hidup..

Praktek Listrik di ITS Surabaya

MESIN-MESIN LISTRIK

1. Pendahuluan
Di dalam Mesin-mesin Listrik ini akan dibahas mesin-mesin arus bolak-balik (ac) dan juga penggunaan peralatan elektronika untuk mesin-mesin tersebut. Pada dasarnya mesin arus bolak-balik dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu mesin serempak (Sinkron) dan mesin tak serempak.
Mesin serempak, biasanya digunakan sebagai generator baik tiga phasa maupun phasa tunggal. Kadang-kadang mesin serempak digunakan juga sebagai motor yang dikenal sebagai motor serempak. Baik konstruksi maupun penampakan motor serempak adalah sama seperti generator serempak. Mesin serempak dapat juga digunakan sebagai beban dengan faktor daya yang berubah-ubah. Ini digunakan untuk memperbaiki faktor daya (power factor) dari sistem.
Mesin tak serempak biasanya dijumpai sebagai motor. Baik satu phasa maupun tiga phasa banyak dijumpai di industri. Mesin tak serempak mempunyai keuntungan yang menonjol dibandingkan dengan mesin dc yaitu konstruksi yang sangat sederhana, tidak memakai komutator sehingga sangat handal, tingkat kebisingan yang rendah. Kerugian dari motor tak serempak adalah putarannya relatif sulit untuk diatur. Juga torsi awal pada umumnya adalah rendah.
Akhir-akhir ini mulai dikembangkan semikonduktor dengan daya yang besar dan bukan hanya untuk peralatan seperti radio transistor. Salah satu yang utama adalah Thyristor atau SCR (silicon controlled rectifier). Dengan perkembangan semikonduktor tenaga ini, mulai berkembanglah apa yang disebut power electronics. Banyak peralatan-peralatan elektronik ini yang digunakan dalam sistem tenaga, terutama untuk mencatu motor-motor atau mesin-mesin listrik dengan daya yang besar. Penggunaan peralatan seperti ini menuntut pengetahuan tentang mesin-mesin dan juga elektronika. Di sini akan dibahas, penggunaan peralatan power electronics yang dijumpai di industri terutama untuk mengatur kecepatan mesin-mesin listrik.
2. Mesin Sinkron (Mesin Serempak)
Karena pada umumnya mesin sinkron adalah mesin Sinkron tiga phasa dan juga karena pada prinsipnya mesin tiga phasa adalah identik dengan satu phasa maka kita akan membahas hanya mesin sinkron tiga phasa.Mesin Sinkron adalah mesin arus bolak-balik yang mempunyai rotor yang berputar dan kecepatannya mempunyai hubungan yang konstan terhadap frekwensi dari arus yang mengalir di kumparan stator. Sebagai motor mesin Sinkron ini akan berputar dengan kecepatan konstan tidak tergantung dari beban selama frekwensi dari tegangan supply tetap konstan. Sebagai generator, putaran dari mesin ini harus dijaga konstan kalau frekwensi dari tegangan yang dihasilkan dikehendaki konstan. Medan magnet dalam mesin Sinkron adalah tetap. Pada mesin-mesin yang kecil medan ini ditimbulkan oleh magnet tetap, tetapi pada umumnya medan ini dihasilkan dengan memberikan arus searah pada kumparan medan, arus searah ini diperoleh dari generator arus searah kecil yang dikopel pada poros mesin ini.
2.1 Jenis-jenis Mesin Sinkron
Jangkar (armature) atau kumparan utama dari mesin Sinkron bisa berada di stator atau rotor. Karena sulit untuk mengambil atau memberi arus yang besar dan tegangan tinggi pada bagian yang berputar biasanya kumparan utama terletak pada stator hal ini biasa terutama pada mesin-mesin yang besar. Bila kumparan jangkar ada pada rotor maka stator terdiri dari kutub menonjol (salient pole) yang diberi arus searah sangat mirip dengan stator mesin arus searah (gambar 2.1a). Untuk mesin dengan kumparan utama di stator ada 2 jenis yaitu : a). mesin dengan kutub menonjol di rotor dan (b). kutub tidak menonjol atau rotor silindris (gambar 2.1 b dan c). Mesin-mesin dengan kutub menonjol biasanya lebih ekonomis daripada kutub silindris untuk mesin putaran rendah (rpm=1500 ke bawah). Kutub menonjol ini biasanya digunakan untuk generator yang diputar oleh turbin air di mana putarannya rendah. Rotor silindris mempunyai kumparan yang terdistribusi secara merata sehingga untuk putaran tinggi rotor ini mempunya kekuatan mekanis yang tinggi dibandingkan dengan kutub menonjol. Biasanya generator ac dengan kutub silindris dipakai untuk putaran tinggi (3000 rpm) dan penggerak utamanya adalah turbin uap.


Untuk generator ac 50 Hz putaran dari mesin dapat ditentukan dari hubungan :
f
Di mana f adalah frekwensi, p adalah jumlah pasang kutub dan n adalah putaran mesin. Jadi untuk sistem 50 Hz.
n putaran/menit.
n ini kadang-kadang disebut no adalah kecepatan Sinkron.
Dari persamaan di atas dapat disimpulkan mesin Sinkron ini pengaturan putarannya relatif sulit bila dikehendaki frekwensi yang konstan. Tidak seperti mesin-mesin searah di mana ada banyak variabel yang dapat mempengaruhi kecepatan mesinnya, mesin Sinkron relatif sulit diatur putarannya. Dengan merubah jumlah pasang kutubnya maka didapat juga pengaturan putaran tetapi ini tentu tidak kontinyu, untuk frekwensi 50 Hz kecepatan mesin Sinkron bisa 3000 rpm, 1500, 750, 600, 500, dst. Sedangkan untuk sistem 60 Hz sepertri di Amerika kecepatannya adalah 3600, 1800, 1200, 900, 720, 600 dst.
2.2 Konstruksi mesin Sinkron
2.2.1 Rangka mesin
Dalam mesin arus searah rangka mesin merupakan juga sebagai rangkaian magnetis dan kutub utama, pada mesin Sinkron rangka mesin hanya berfungsi sebagai pemegang inti jangkar atau stator. Untuk mesin-mesin yang besar dan dengan putaran yang rendah maka diameternya akan sangat besar (mesin Sinkron untuk turbin air) akibatnya frame (rangka) mesin sering kali dibuat menjadi bagian-bagian yang dapat dilepas. Ini adalah untuk memudahkan pengangkutan dan juga sulit untuk mencor besi dalam bentuk yang besar.Rangka mesin dibuat dari besi cor.
2.2.2 Inti stator
Inti stator dibuat dari lempeng-lempeng besi elektris yang terlaminasi satu dengan yang lain.Lempeng-lempeng ini atau lembaran besi kemudian diikat menjadi satu membentuk stator.Laminasi di sini digunakan agar rugi arus eddy kecil. Inti stator mempunyai alur-alur (slots) di mana kumparan stator diletakkan.


Jenis alur yang terbuka (wide open) mempunyai keuntungan yaitu mudah untuk memasukkan atau mengeluarkan kumparan stator. Tetapi ini mempunyai kerugian yaitu distribusi fluks di celah udara menjadi tidak baik (distorised), ini akan mengakibatkan terjadinya ripples pada tegangan yang dihasilkan oleh generator. Bentuk alur yang agak tertutup (semi closed) menghasilkan distribusi fluks yang lebih baik pada celah udara tetapi untuk memasukkan atau mengeluarkan stator ini agak sulit. Lilitan stator harus dimasukkan secara pelan-pelan seperti satu persatu. Untuk jenis alur tertutup, ini kurang menguntungkan juga karena induktans dari kumparan menjadi besar, kumparan stator harus dimasukkan satu persatu dan seperti menjahit ini tentu memakan waktu dan tenaga yang tidak sedikit. Juga kesulitan utama dari alur tertutup ini adalah menghubungkan ujung akhir-ujung akhir dari kumparan-kumparan stator. Alur tertutup ini jarang sekali diketemukan, bahkan boleh dikata tidak dipakai lagi.
2.2.3 Rotor
Ada 2 jenis rotor pada mesin serempak :
a). Rotor dengan kutub menonjol (salient pole) ini dipakai pada mesin-mesin dengan putaran rendah atau menengah. Kutub-kutubnya menonjol seperti dapat dilihat pada gambar kutub atau rotor terbuat dari besi berlaminasi untuk mengurangi arus eddy. Untuk mesin yang besar kumparan rotor sering kali dibuat dari kawat persegi.
b). Rotor dengan kutub silindris (bulat).
Jenis rotor bulat ini bisanya dipakai pada generator yang digerakkan oleh turbin uap (kecepatan tinggi). Tidak seperti kutub menonjol, untuk putaran rendah biasanya rotor bulat ini kecil diameternya dan panjang. Bentuk rotor ini dapat juga dilihat pada gambar 2.3. (b) dan (c). Kumparan rotor diatur sedemikian sehingga terdapat fluks maksimum pada satu posisi tertentu. Rotor dengan bentuk ini biasanya lebih balance dan juga bekerja dengan kebisingan (noise) yang rendah.
2.2.4 Kumparan peredam (damper windings).
Kumparan peredam ini kadang-kadang disebut juga kumparan sangkar seperti pada mesin tak serempak, terdiri dari batang-batang aluminium atau tembaga dan pada ujung-ujungnya dihubungkan singkat (dapat dilihat pada gambar a). Kumparan ini berguna untuk meredam osilasi sehingga tidak terjadi hunting (perubahan kecepatan sesaat) kumparan ini juga diperlukan pada mesin Sinkron yang bekerja sebagai motor untuk dapat mempunyai torsi start.
2.3 Generator Sinkron berbeban.
Bila suatu generator Sinkron dibebani dengan beban yang dapat diubah besarnya maka seperti pada generator arus searah tegangan pada terminal akan turun bila beban naik. Tegangan drop pada terminal terjadi karena :
a). Tegangan drop sebab tahanan jangkar Ra
b). Tegangan drop sebab reaktans bocor pada jangkar XL
c). Tegangan drop sebab reaksi jangkar.


2.3.1 Tahanan jangkar
Tahanan jangkar/phasa, Ra menyebabkan tegangan drop/phasa yang besarnya IRa dan tegangan drop ini akan sephasa dengan arus I. Tetapi pada kenyataannya tegangan ini sangat kecil karena Ra kecil.



2.3.2 Reaktans bocor dari jangkar
Bila ada arus yang mengalir pada kumparan jangkar maka akan ada fluks yang tidak melewati celah udara. Fluks seperti ini disebut fluks bocor. Beberapa type dari fluks bocor dapat dilihat pada gambar 2.4.
Fluks bocor ini tergantung dari besarnya arus I dan juga sudut phasa terhadap tegangan V. Fluks bocor ini menimbulkan emf terinduksi yang dikenal dengan “emf reaktans” yang mendahului arus I dengan sudut sebesar 90o, karena itu, kumparan jangkar dianggap mempunyai reaktans bocor XL (juga disebut Reaktans Potier XP) sedemikian sehingga tegangan drop karena ini besarnya adalah IXL Pada generator Sinkron sebagian tegangan yang dihasilkan digunakan untuk mengatasi drop ini seperti bisa dilihat pada diagram vektor pada gambar 2.5. dan secara matematik dapat ditulis :
E = V + I (R + j.XL)
2.3.3 Reaksi jangkar
Sama seperti pada mesin arus searah reaksi jangkar adalah efek dari fluks jangkar pada fluks medan utama. Dalam hal generator Sinkron, power factor (p.f atau faktor daya) mempunyai pengaruh yang besar pada reaksi jangkar. Kita akan memperhatikan beberapa keadaan (i). bila p.f. dari beban = 1, (ii). Bila p.f. beban adalah nol dan lagging (tertinggal) dan (iii) bila p.f. beban = nol dan leading (mendahului)
Gambar 2.6.(a) menunjukkan diagram yang disederhanakan dari suatu generator Sinkron 2 kutub 3 phasa, dimisalkan bahwa jumlah lilitan/phasa adalah N. Lebih lanjut misalkan generator dibebani dengan tahanan (p.f. = 1) maka arus phasa Ia, Ib, dan Ic akan sephasa dengan tegangan phasa yang sesuai.
Arus maksimum Ia akan mengalir bila kutub-kutub ada pada posisi seperti pada gambar (a) atau pada saat t1 pada gambar (c). Waktu Ia akan mencapai harga maksimum, maka Ib dan Ic mempunyai harga ½ dari maksimum. Arah dan arus-arus ini dapat dilihat pada gambar (c).
Pada saat t1, arus Ia mengalir dengan arah masuk sedangkan arus Ib dan Ic dengan arah keluar. Sebagaimana dapat dilihat pada gambar (d), mmf (=ImN) yang dihasilkan oleh phasa a – a' adalah pada garis horisontal sedangkan yang disebabkan oleh kedua phasa yang lain (=Im/2) N pada arah 60o terhadap horisontal. Jumlah total dan mmf akibat reaksi/arus jangkar adalah jumlah vektor dari mmf tersebut.
mmf jangkar = NIm + 2 (½ImN) cos 60o = 1,5 Im.N
sebagaimana dapat dilihat pada saat t1, mmf dari medan utama adalah ke atas dan mmf jangkar tertinggal 90o dibelakangnya.




Sekarang mari kita ikuti mmf jangkar pada saat t2. Pada saat ini kutub berada pada posisi horisontal juga Ia = 0 tetapi Ib dan Ic mempunyai harga 0,866 maksimumnya. Karena Ic tidak berubah arah selama periode t1 dan t2 maka arah vektor mmfnya tak berubah. Ib arahnya berubah dan sekarang mmfnya arahnya juga berubah seperti pada gambar (d). Jumlah total mmf jangkar adalah jumlah vektor dari kedua mmf tersebut di atas.
mmf jangkar = 2  (0,866.NIm)  cos 30o
= 1,5 NIm.
Kalau penyelidikan dilanjutkan maka didapat kesimpulan :
(i). mmf jangkar tetap konstan besarnya (tidak tergantung dari waktu)
(ii). ini tertinggal 90o terhadap medan utama, maka mmf ini hanya akan mengganggu medan utama.
(iii). Ini berputar dengan putaran Sinkron pada jangkar (stator)
Untuk beban dengan p.f.=0 lagging, maka semua arus akan terlambat 90o terhadap tegangan yang sesuai dengannya. Juga mmf jangkar (akibat arus jangkar) akan bergerak 90o terhadap kutub seperti dapat dilihat pada gambar (e). Jelas sekali bahwa mmf jangkar akan mempunyai pengaruh demagnitisasi medan utama sehingga akan ada tegangan drop pada tegangan yang dibangkitkan (tegangan terminal akan turun).
Untuk beban dengan p.f. = 0 leading, mmf jangkar akan bergeser mendahului sebesar 90o terhadap kutub seperti pada gambar (d), maka seperti gambar (f) mmf jangkar menguatkan (searah) dengan medan utama maka akibatnya tegangan yang dibangkitkan pada terminal akan naik.
Gejala reaksi jangkar di atas ini, apabila digambarkan sebagai fluks dan bukan mmf dapat disimpulkan sebagai berikut :
(i). Power factor, pf = 1
Dalam hal ini seperti pada gambar 2.7(a) medan jangkar adalah melintang. Akibatnya fluks pada akhir kutub (sisi akhir) akan berkurang sedangkan fluks pada ujung mula akan bertambah.
Hal ini akan menyebabkan tegangan yang terinduksi akan mempunyai distorsi.

(ii). p.f. = 0 lagging
seperti terlihat pada gambar (b) di sini medan jangkar sudah bergeser 90o dan ini menyebabkan medan jangkar melawan/berlawanan dengan medan utama. Akibat dari ini, tegangan yang dihasilkan akan lebih rendah dan untuk membuat agar tegangan konstan maka arus eksitasi harus dinaikkan.
(iii). p.f. = 0 leading
Dalam hal ini gelombang fluks jangkar sudah digeser 90o seperti pada gambar (c) . Karena medan jangkar searah dengan medan utama, maka efeknya adalah memperkuat medan utama. Untuk menjaga tegangan tetap pada beban dengan p.f leading maka arus eksitasi atau medan utama dari generator Sinkron harus dikurangi.
(iv). Untuk p.f. di antara kedua ekstrem di atas akibat reaksi jangkar adalah distorsi pada tegangan dan juga penurunan tegangan bila p.f. adalah lagging (sebagai contoh adalah pada gambar (d) untuk p.f. = 0.7 lagging).
2.3.4 Reaktans Sinkron
Dari keadaan yang dibicarakan sebelumnya jelas bahwa tegangan pada terminal yang bisa disebut tegangan jepit turun dari E0 pada beban nol menjadi V (untuk p.f. lagging). Hal ini terjadi karena:
a) Drop akibat tahanan jangkar IRa
b) Drop akibat reaktans bocor IXL
c) Drop akibat reaksi jangkar
Drop akibat reaksi jangkar bisa dianalogikan dengan menggunakan reaktans bayangan Xa pada rangkaian jangkar. Harga dari reaktans bayangan Xa ini dibuat/diambil sedemikian sehingga IXa merupakan tegangan drop akibat reaksi jangkar (harga Xa sebenarnya tergantung daripada p.f. dari beban).
Reaktans bocor XL (atau XP) dan reaktans jangkar Xa bisa digabung untuk mendapatkan “reaktans Sinkron” Xs (synchronous Reactance).
Maka :
XS = XL + Xa
Karena itu, tegangan drop total pada mesin Sinkron saat dibebani adalah :
IRa + jIXS= I (Ra+jXS)= IZS
di mana ZS adalah “impedansi Sinkron” perkataan Sinkron digunakan untuk menyatakan keadaan kerja mesin ini. Di sini kita dapat lihat bahwa perbedaan dari tegangan pada beban nol. E0 dan tegangan jepit V adalah sama dengan IZS seperti dapat dilihat pada gambar 2.8.




2.3.5 Diagram vektor generator berbeban
Dalam gambar 2.9(a) menunjukkan diagram vektor bila beban p.f. = 1, (b) untuk p.f. lagging dan (c) p.f. leading. Semua diagram ini adalah untuk tegangan satu phasa dari suatu mesin Sinkron (generator Sinkron) tiga phasa. Vektor diagram untuk phasa-phasa yang lain adalah sama seperti tersebut.



Pada diagram tersebut, simbol-simbol yang dipakai adalah
Eo = Emf pada beban nol. Ini merupakan emf yang terinduksi pada jangkar mesin dan merupakan emf maksimum
E = Emf induksi beban. Ini merupakan emf yang terinduksi dikurangi reaksi jangkar, secara vektor ini merupakan E0 dikurangi IXa. Kadang-kadang disebut tegangan dalam Ea.o.
V = Tegangan pada terminal. Secara vektor ini merupakan Z0 dikurangi IZS atau E dikurangi IZ di mana
Z = kadang-kadang ditulis = Za.
I adalah arus/phasa dan Ø adalah sudut p.f. dari beban.


Contoh 1
Suatu generator Sinkron 3 phasa, mensupply beban 10 MW dengan pf = 0,85 lagging, tegangan terminal adalah 11 KV (tahanan jangkar per phasa adalah 0,1 dan reaktans Sinkronnya adalah 0,66/phasa)
Hitung : emf terinduksi (yang dibangkitkan)
Jawab :
Arus output nominal = = 618 A
Drop I Ra = 618  0,1 = 61,8 V
Drop I XS = 618  0,66 = 408 V
Tegangan terminal/phasa = = 6350 volt
Ø= cos-1(0,85) = 31,8o ; sin Ø = 0,527
Seperti dapat dilihat pada gambar di samping; I dianggap sebagai referensi, maka :
E0 =
E0 = = 6625 V
Maka tegangan line yang terinduksi sebenarnya adalah :
3  6625 = 11480 volt

Personil Listrik Perminyakan II

Kami bertiga Team yang "Hebat" dicipta secara tidak sengaja, dari penggabungan "Tiga Elemen".. Komputer, Instrument, dan Listrik.. Sepert halnya Analogi terjadinya Api, Petir selalu mengacu pada 3 elemen dasar..

Konduktor dan Isolator (Sears Zemansky-Page 561-562)

Teori Dasar Konduktor dan Isolator
Jika salah satu ujung kawat tembaga dihubungkan pada tombol sebuah elektroskop, dan yang satu lagi dibelitkan pada sebatang gelas, dan jika kemudian sebatang karet disentuhkan pada ujung kawat yg berada dekat batang gelas itu, daun-daun elektroskop akan menjarang. Bisa dijelaskan bahwa ada perpindahan muatan melalui/ lewat kawat selanjutnya disebut dengan konduktor/penghantar.
Jika kawat diatas diganti dengan benang sutera/ pita karet, maka daun-daun elektroskop akan saling menjauhi, maka benang suter/ pita karet disebut sebagai Isolator/ penyekat.
Konduktor memungkinkan muatan dapat bergerak melalui suatu bahan sedangkan isolator tidak.
Logam pada umumnya adalah penghantar yang baik, sedangkan bukan logam merupakan merupakan penyekat. Valensi positif logam dan bahwasanya logfam membentuk ion positif dalam larutan, menandakan bahwa atom logam mudah melepaskan satu atau lebih elektron luarnya. Berarti dalam konduktor logam, misal kawat tembaga, elektron luarnya akan terlepas beberapa buah dari tiap atomnya dan dapat bergerak bebas didalamnya, dan boleh dikatakan sama seperti molekul gas dapat bergerak bebas dalam ruang diantara butir-butir pasir yang ditempatkan dalam bejana. Elektron bebas ini sering disebut "Gas Elektron". Inti positif dan elektron yang tersisa tidak berubah posisinya.
Fenomena memberi muatan melalui persentuhan tidak terbatas pada karet dengan bulu atau bahkan pada isolator pada umumnya. Setiap 2 bahan yang tidak sama memperlihatkan efek tersebut, tetapi konduktor harus ada pegangan yang bersifat penyekat, sebab kalau tidak muatan akan hilang.

Penghantar (Konduktor)
Sifat Dasar PenghantarBeberapa sifat penting yang dimiliki penghantar ialah : tahanan jenis listrik,koefisien suhu tahanan, daya hantar panas, kekuatan tegangan tarik, dan timbulnyadaya elektro-motoris termo.
a. Daya Hantar ListrikArus listrik yang mengalir dalam penghantar selalui mengalami tahanan daripenghantar itu sendiri. Besarnya tahanan tergantung bahannya, dan besarnya tahanantiap meter dengan penampang 1 mm2 pada suhu 200C dinamakan tahanan jenisb. Koefisien Suhu TahananSuatu bahan akan mengalami perubahan isi apabila terjadi perubahan suhu,memuai jika suhu naik dan menyusut jika suhu dingin, tentunya akan mempengaruhibesar nilai tahanannya,c. Daya Hantar PanasDaya hantar panas ini menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisan bahantiap satuan waktu dalam satuan kkal/m.jam, derajat. Pada umumnya logam mempunyaidaya hantar panas yang tinggi sedangkan pada bahan-bahan bukan logam rendah.d. Kekuatan Tegangan Tariksifat mekanis ini penting untuk hantaran di atas tanah, maka bahan yang dipakaiharus diketahui kekuatannya lebih -lebih menyangkut tegangan tinggi. Penghantarlistrik dapat berbentuk padat, cair, atau gas. Yang berbentuk padat umumnya logam,elektrolit dan logam cair (air raksa) merupakan penghantar cair, dan udara yangdiionisaikan dan gas-gas mulia (neon), kripton, dan sebagainya) sebagai penghantarbentuk gas.e. Timbulnya Daya Elektro Motoris-TermoSifat ini penting terhadap dua titik kontak yang terbuat dari dua bahan yangberlainan, karena pada rangkaian arus akan terbangkit daya elektro motoris -termotersendiri bila ada perbedaan suhu. Karena elektromotoris ini dapat tinggi, sehinggadapat menyimpangkan daya pengukuran arus atau tegangan listrik yang sangat kecil.Besarnya perbedaan tegangan yang terbangkit tergantung dari sifat-sifat kedua bahandan sebanding dengan perbedaan suhunya. Daya elektro-motoris yang terbangkit olehperbedaan suhu dinamakan : daya elektro motoris termo.
Macam-Macam Bahan PenghantarFungsi penghantar pada teknik listrik adalah untuk menyalurkan energi listrikdari satu titik ke titik lain. Penghantar yang lazim digunakan antara lain : tembaga danaluminium. Beberapa bahan penghantar yang masih ada dan relevansinya, antara lain :a. Aluminiumb. Tembagac. Bajad. Wolframe. Molibdenumg. Air Raksah. Bahan-Bahan resistivitas Tinggii. Timah Hitamj. Bimetal

Penyekat (Isolator)
Bahan penyekat atau sering disebut dengan istilah isolasi adalah suatu bahanyang digunakan dengan tujuan agar dapat memisahkan bagian-bagian yang berteganganatau bagian-bagian yang aktif. Sehingga untuk bahan penyekat ini perlu diperhatikanmengenai sifat-sifat dari bahan tersebut, sepeti : sifat listrik, sifat mekanis, sifat termal,ketahanan terhadap bahan kimia, dan lain-lain.
a. Sifat Listrikyaitu suatu bahan yang mempunyai tahanan jenis listrik yang besar agar dapatmencegah terjadinya rambatan atau kebocoran arus listrik antara hantaran yang berbedategangan atau dengan tanah. Karena pada kenyataannya sering terjadi kebocoran, makaharus dibatasi sampai sekecil-kecilnya agar tidak melebihi batas yang ditentukan olehperaturan yang berlaku (PUIL : peraturan umum instalasi listrik).b. Sifat MekanisMengingat sangat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka perlu dipertimbangkankekuatannya supaya dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan karena akibat salahpemakaian. Misal memerlukan bahan yang tahan terhadap tarikan, maka dipilih bahandari kain bukan dari kertas karena lain lebih kuat daripada kertas.c. Sifat TermisPanas yang timbul pada bahan akibat arus listrik atau arus gaya magnitberpenga-ruh kepada penyekat termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya.Apabila panas yang terjadi cukup tinggi, maka diperlukan pemakaian penyekat yang tepat agarpanas tersebut tidak merusak penyekatnya.d. Sifat KimiaAkibat panas yang cukup tinggi dapat mengubah susunan kimianya, begitu pulakelembaban udara atau basah disekitarnya. Apabila kelembaban dan keadaan basahtidak dapat dihindari, maka harus memilih bahan penyekat yang tahan air, termasukjuga kemungkinan adanya pengaruh zat-zat yang merusak seperti : gas, asam, garam,alkali, dan sebagainya.
Bentuk PenyekatBentuk penyekat menyerupai dengan bentuk benda pada umumnya, yaitu : padat,cair, dan gas sesuai dengan kebutuhannya.a. Penyekat bentuk padatBeberapa macam penyekat bentuk padat sesuai dengan asalnya, diantaranya :(1) Bahan tambang, seperti : batua pualam, asbes, mika, mekanit, mikafolium,mikalek, dan sebagainya.(2) Bahan berserat, seperti : benang, kain, (tekstil), kertas, prespan, kayu, dll.(3) Gelas dan keramik(4) Plastik(5) Karet, bakelit, ebonit, dan sebagainya.(6) Bahan -bahan lain yang dipadatkan.b. Penyekat bentuk cairPenyekat dalam bentuk cair ini yang paling banyak digunakan adalah minyaktransformator dan macam-macam minyak hasil bumi.c. Penyekat bentuk gasPenyekat dalam bentuk gas ini dapat dikelompokkan ke dalam : udara dan gas -gaslain, seperti : Nitrogen, Hidrogen dan Carbondioksida (CO2), dan lain-lain.
Pembagian Kelas Bahan PenyekatBerdasarkan suhu maksimum yang diizinkannya, maka bahan penyekat listrikdapat dibagi menjadi :1. Kelas YYang termasuk dalam kelas ini adalah bahan berserat organis (seperti kertas, karton,katun, sutera, dan sebagainya) yang tidak dicelup dalam bahan pernis atau bahanpencelup laiinya. Termasuk juga bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhurendah.2. Kelas AYaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam pernis atau kompon atauyang terendam dalam cairan dielektrikum (seperti penyekat fiber pada transformatoryang terendam minyak). Bahan -bahan ini adalah katun, sutera, dan kertas yang telahdicelum, termasuk kawat email (enamel) yang terlapis damar-oleo dan damanpolyamide.3. Kelas EYaitu bahan penyekat kawat enamel yang memakai bahan pengikat polyvinylformal,polyurethene dan damar epoxy dan bahan pengikat lain sejenis dengan bahanselulosa, pertinaks dan tekstolit, film triacetate, film dan serat polyethyleneterephthalate.4. Kelas BYaitu bahan bukan organik (seperti : mika, gelas, fiber, asbes) yang dicelup ataudirekat menjadi satu dengan pernis atau kompon, dan biasanya tahan panas (dengandasar minyak pengering, bitumin sirlak, bakelit, dan sebagainya).5. Kelas FYaitu bahan bukan organik yang dicelup atau direkat menjadi satu dengan eposide,polyurethane atau pernis lain yang tahan panas tinggi.6. Kelas HYaitu semua bahan komposisi bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber dicelup dalamsilikon dan tidak mengandung sesuatu bahan organis seperti kertas, katun dll.7. Kelas CYaitu bahan bukan organik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan zat-zatorganik, seperti : mika, mikanit, yang tahan panas (menggunakan bahan pengikatbukan organik), mikalek, gelas dan bahan keramik. Hanya satu bahan organis sajayang termasuk kelas C yaitu polytetrafluoroethylene (teflon).

Transmisi dan Distribusi Tenaga Listrik

Tenaga Listrik
suatu bentuk energi sekunder yang dibangkitkan, di transmisikan, dan di distribusikan untuk segala macam keperluan, tidak termasuk listrik yang dipakai untuk komunikasi, elektronika, atau isyarat
Bentuk Energi lain
Mechanical : 1 Newton.meter = 1 Joule
Thermal : 1 Kalori = 4,18 Joule
1 Joule = 0,239 Kalori
1 Watt.detik = 1 Joule
1 CHU = 1896 Joule
1 BTU = 1053 Joule

Ketenagalistrikan
segala sesuatu yang menyangkut penyediaan dan pemanfaatan tenaga listrik serta usaha penunjang tenaga listrik

Keuntungan Tenaga Listrik
1.Mudah diubah ke energi yang lain
2.Kendali mudah
3.Lebih luwes / fleksibel
4.Murah
5.Energi bersih
6.Transmisinya lebih efisien
7.
Kerugian Tenaga Listrik
1.Resiko bahaya
2.Harus ada setiap saat
3.Tidak bisa disimpan

Pembangkitan Tenaga Listrik
adalah kegiatan memproduksi tenaga listrik
Transmisi Tenaga Listrik
penyaluran tenaga listrik dari suatu sumber pembangkitan ke suatu sistem distribusi atau kepada konsumen, atau penyaluran tenaga listrik antar sistem
Distribusi Tenaga Listrik
penyaluran tenaga listrik dari sistem transmisi atau sistem pembangkitan kepada konsumen
Pemanfatan Tenaga Listrik
penggunaan tenaga listrik mulai dari titik pemakaian

KETENAGALISTRIKAN
Andal
Instalasi memenuhi unjuk kerja yang sesuai dengan standar dipersyaratkan
Aman
Instalasi memberikan rasa nyaman dan aman kepada yang memanfaatkan dan instalasi terlindung dari kemungkinan bahaya/gangguan dari luar sesuai standar yang berlaku.
Akrab Lingkungan
Kelestarian lingkungan hidup sesuai standar yang berlaku
Efisien ?

Industri Migas
Padat modal
Kabel, ups, esp, submarine cable
Padat resiko
Hazardous area, lingkungan hidup, IPxxx, veso
Padat teknologi
PLC, DCS, SCADA
Obyek Regulasi Teknik

Instalasi Tenaga Listrik milik Usaha Penyediaan Tenaga Listrik (BUMN, BUMD, Swasta, Koperasi, Swadaya Masyarakat dan Perorangan atau Lembaga Negara lainnya)
- Instalasi Pemanfaatan Tenaga Listrik milik Pelanggan TT, TM dan TR
- Industri Penunjang Tenaga Listrik (produsen peralatan dan pemanfaat tenaga listrik)
- Usaha Jasa Penunjang Tenaga Listrik (konsultan, kontraktor, Jasa Inspeksi dll)
- Tenaga Teknik Bidang Ketenagalistrikan

Perbandingan overhead dengan underground

1.Public safety
2.Initial cost
3.Flexibility
4.Faults
5.Appearance
6.Fault location and repairs
7.Current Carrying capacity
8.Useful life
9.Maintenance cost
10.Communication interference

Keuntungan DC

1.Cuma 2-kawat
2.Tidak ada pengaruh L dan C
3.Tidak ada Skin Effect
4.Tidak ada Corona
5.Stabilitas tidak perlu
6.Insulation lebih ringan

Kerugian DC
1.Pembangkitan
2.Peralatan yang tersedia terbatas

PERATURAN PEMERINTAH No. 3 TAHUN 2005 Sebagai Perubahan PP No. 10 Tahun 1989 Tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Tenaga Listrik

PASAL 21
•Setiap usaha penyediaan tenaga listrik wajib memenuhi ketentuan keselamatan ketenagalistrikan
•Ketentuan Keselamatan Ketenagalistrikan meliputi:
- Standardisasi,
- Pengamanan Instalasi TL, untuk mewujudkan A3
- Pengamanan Pemanfaat TL
•Pekerjaan instalasi ketenagalistrikan untuk penyediaan dan pemanfaatan tenaga listrik harus dikerjakan oleh Badan Usaha Penunjang Tenaga Listrik yang disertifikasi oleh lembaga sertifikasi yang terakreditasi
•Dalam hal di suatu daerah belum terdapat Badan Usaha Penunjang Tenaga Listrik yang telah disertifikasi, Menteri, Gubernur atau Bupati/Walikota sesuai kewenangannya dapat menunjuk Badan Usaha Penunjang Tenaga Listrik
•Dalam hal belum ada lembaga sertifikasi yang telah diakreditasi, Menteri, Gubernur atau Bupati/Walikota sesuai kewenangannya dapat menunjuk lembaga sertifikasi

Sifat-sifat isolasi kabel

1.High insulated resistance
2.High dielectric strength
3.High mechanic strength
4.Non-hygroscopic
5.Non-inflammable
6.Low cost
7.Un-affected by acids and alkalies

Konstruksi kabel

1.Cores or conductors : copper, aluminium
2.Insulation : paper, rubber, thermoplastic, mineral, varnished cambric
3.Metallic sheath : melindungi moisture, gasses, liquid
4.Bedding : fibrous material (jute)
5.Armouring : mechanical injury
6.Serving : fibrous material (jute), perlindungan atmospheric

Jenis isolasi kabel dan suhu penghantar maksimum 0C,
standar Eropa

1.Polyvinylchloride (PVC) 70
2. Biasa ( Y biasa )
3.Polyvinylchloride (PVC) 90
4. Spesial ( Y spesial )
5.Karet biasa (G) 60
6.Karet Butil (2G) 85
7.Karet Silikon (Si) 180
8.Polyethylene (2Y) 70
9.Cross Linked Polyethylene (XLPE) 90
10.Ethylene Propylene Rubber (EPR) 90
11.Mineral : Biasa 85
12. Spesial 250
13.Kertas 85

Nomenklatur kabel standar Eropa

N kabel dengan penghantar tembaga : NYA, NYM, NYY
NA kabel dengan penghantar aluminium : NAYFGbY
A perlindungan luar jute : NKRA, NGKA
AA dua lapis perlindungan luar jute : NTFAA
B perisai dari pita baja : NYBY
BU selubung dari timah hitam : NYBUY
C penghantar konsentris tembaga : NYCY
selubung penghantar dibawah selubung luar : NHSSHcon
CE penghantar konsentris pada masing-masing inti kabel berurat banyak : NYCEY

Generator

GENERATOR (PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK)

1.Apakah generator ?
- Generator suatu mesin yang merubah tenaga mekanis menjadi tenaga
Listrik
2.Mengapa generator dapat mengubah tenaga listrik ?
-Menurut hukum Faraday Apabila suatu penghantar diputarkan dudalam medan magnit, sehingga memotong-motong garis gaya magnit maka pada ujung-ujung penghantar akan timbul ggl ( gaya gerak listrik) dengan satuan VOLTAGE.
PENGERTIAN GENERATOR.
Dilihat dari letak kutub : 1. Kutub dalam berputar pada rotor
2. Kutub Luar diam dipasang pada stator
Dilihat dari putaran medan terhadap rotor :
1. Generator sinkron (serempak): Kecepatan putaran medan magnit stator (Ns) sama dengan putaran medan rotor (Nr).
2. Generator Asinkron (tidak serempak) : Kecepatam medan magnit stator (Ns) tidak selalu sama dengan putaran medan rotor (Nr)


Dilihat dari jenis arus yang dibangkitkan :
1.Generator arus searah (DC)
2.Generator arus bolak-balik (AC)
Dilihat dari Phasa:
1.Generator AC 1 phasa
2.Generator AC 3 phasa.
Dilihat dari bentuk rotor :
1.Rotor kutub menonjol (selent pole) : Digunakan pada pembangkit RPM rendah
seperti PLTA, PLTD
2.Rotor kutub rata (silindris) : Digunakan pada pembangkit RPM tinggi seperti
pada PLTG, PLTU
PRINSIP KERJA GENERATOR : LIHAT HALAMAN 3 (DIKTAT)
KONSTRUKSI GENERATOR DC : LIHAT HALAMAN 4. gambar 2.2 pada (DIKTAT)
-Rotor ( Armature Winding ) hal 5 = Lilitan jangkar ( gambar 2-3)
-Stator : Terdiri dari kutub-kutub elektro magnetik (gambar 2-5) hal 6
-Komutator : berfungsi sebagai penyearah arus secara mekanis. Gb.2-6 hal 7
-Macam-macam Generator DC :
-1. Generator Shunt, 2. Generator Serie, 3. Generator Komphound
-Generator Komphound terdiri dari : Komphound panjang, dan pendek
-Digunakan pada las Listrik arus searah

PRINSIP KERJA GENERATOR (Hal : 2)

1. Generator bekerjanya berdasarkan hukum Faraday.(kaidah tangan kanan)
2. Apabila suatu batang penghantar digerakkan didalam suatu medan magnit, yang mempunyai garis gaya magnit dari arah kutub utara keekutub selatan.
3. Maka pada batang penghantar akan memotong-motong garis-garis gaya magnit , sehingga akan menimbulkan ggl (Gaya gerak listrik) atau EMF (Electro motive force) atau voltage AC

GENERATOR AC
1.Generator yang dipakai dilapangan produksi MIGAS :
- Synchroon generator 3 phase AC
- Brush less generator (generator tanpa sikat)
- Brushes generator (generator dengan sikat)
2. Konstruksi generator AC ( lihat gambar 2-8 halaman 10 )
1 Stator
2. Rotor
3.Prinsip dasar generator sinkron ( lihat gambar 2-9 lihat hal.11 )
E = 4,44 .f. N Q Kw Kw = faktor kumparan (kisar)
4.Kelas pada isolasi pada generator : A (105C); B (130.C) ; F (155.C) H(180C).
5. Jenis rotor dan stator pada generator AC kutub dalam (gb2-11 hal14)
4.Kumparan damper berfungsi membangkitkan arus listrik pada saat generator kehilangan kemagnitan, sehingga pada rotor masih mempunyai kutub-kutub maknit yang dibangkitkan oleh kumparan damper (lihat gambar 2-12 hal 15).


GENERATOR BRUSHLESS

1.Brushless generator : generator tanpa sikat, cocok digunakan dilapangan MIGAS sebab tidak menimbulkan bunga api
2.Unit exciter terletak pada rotor ikut berputar. (lihat gambar 2-13
3.Operasi dan bekerjanya : diterangkan
4.Frekwensi …………Ns = (60 f) / p atau Ns = (60 f)/P …..(lihat hal 18)
5.Jenis-jenis beban generator : Resistip; Induktip; Kapasitip.
6.Pengertian resistip, reaktance induktip, reaktance kapasitip, impedance (hal 20-23)
7.Pengertian Phasa : 3 fasa dan 1 fasa………….(hal 24)
8.Pengertian Daya pada generator AC : Daya pasip, aktip, reaktip dan power faktor (Cosphi) hal 25-28

PENGOPERASIAN GENERATOR

1. Data Generator : lihat hal 39.
2. Pengoperasian tanpa beban generator
- Rugi-rugi generator sinkron gambar 3-2
- Kurve test open circuit 3. Pengoperasian dengan beban : Resistip, induktip, kapasitip (hal 32-36)
4. Pengaturan AVR (Automatic Voltage Regulator) …….. (hal 36-38)
5. Pengaturan Frekwensi menggunakan governor
6. Komponen kontrol generator sinkron.


DATA GENERATOR (HAL 29)



1. Manufacturer
2.Part of model
3.Alternator type
4.Exiter type
5.Rating Voltage
6.Rated speed
7.Rated output power
8.Insullation class
9.Voltage regulator type, no load to full load
10.Frequensi regulation, no load to full load


PENGATURAN TEGANGAN AVR (AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR)


UNIT PENTING PADA AVR (hal 37) – (gb.3-10)

1. SENSING CIRCUIT : berfungsi menyensor tegangan generator, menyearahkan dan memfilter tegangan dan hasil sinyal dc tsb dikirim keerror detector dan error amplifier.
2. ERROR DETECTOR: memberikan sinyal dc yang sesuai pada tegangan gen. Teg penjumlahan titik (summing junction) dibandingkan teg referensi akan menghasilkan selisih teg. (sinyal error), kemudian diteruskan ke error amplifier.
3. ERROR AMPLIFIER : Sinyal error akan mengemudikan power controler dg cara mengatur waktu pelepasan pada capasitor shg membangkitkan sdt phasa untuk mengatur sinyal penyalaan pd komponen SCR pada unit power control.
4. POWER CONTROL : Pd rangk,ini terdapat rangk.jembatan komponennya terdiri dari thyrestor (SCR). Besaran teg


PENGATURAN TEGANGAN DENGAN AVR
1.Unit AVR terdiri : a. Sensing elemen, b. Error detector, c. Error amplifier, d. Power controller, e. Stabiltas network.
2.Masing-masing fungsinya :
a. Sensing elemen : menyensor tegangan generator, menyearahkan dan menfilter tegangan, hasil signal dc dikirim ke error detector dan error amplifier.
b. Error detector : memberikan sinyal dc yg sesuai dg tegangan generator. Teg. penjumlahan titik (summing juntion) dibandingkan dg teg referensi menghasilkan selisih tegangan diteruskan keunit error amplifier
c. Error Amplifier : mengemudikan power controler dengan cara mengatur waktu pelepasan pada kapasitor membangkitkan sudut fasa untuk mengatur sinyal penyalaan pada komponen SCR pada unit power control.
d. Power controler : rangkaian bridgekomponennya terdiri dari SCR, besarnya teg.dan arus output power tergantung dari sudut penyalaan SCR.
e. Stabilitas network : menghasilkan kestabilan pada semua kondisi operasi AVR untuk mencegah terjadinya hunting.


GOVERNOR PADA GENERATOR

1.Komponen penting pada governur : a. Magnetic pick-up, b.Konverter
frekwensi ke tegangan. c. Speed summer. d. Control Amplifier ,
e. Actuator.
2 Uraian penjelasan :
a. Magnetic pick up : sebagai sensor kecepatan yang digunakan
untuk mengendalikan putaran mesin penggerak dan frekwensi
output generator.
b. Konverter frekwensi ke teg. yg dibaca dari sinyal magnetik picup
dikonversikan menjadi besaran tegangan.
c. Speed summer membedakan sinyal referensi dg sinyal teg. Hasil
konverter sinyal frek.yang dihasilkan oleh speed menjadi
tegangan. dan diberikan pada control amplifier.
d. Control amplifier berfungsi menguatkan dari beberapa sinyal
output hasil penjumlahan dari kedua sinyal tsb. Apabila sinyal
teg. Lebih rendah dari teg referensi maka output sinyal yang
dikeluarkan oleh control amplifier untuk menaikkan kecepatan
prime mover dan sebaliknya .
e. Actuator : memberikan respon sesuai dg. Sinyal output dari
control amplifier dg. Merubah jumlah bahan bakar gas turbin,
perubahan kecepatan pd. prime mover dilakukan hingga sinyal
teg. dari sensor kecepatan sama dg. Sinyal tegangan referensi.


PENGOPERASIAN TUNGGAL gb 3-13…..HAL 41

Sebelum generator dijalankan :
1.Pastikan rangkaian CB pada posisi terbuka
2.Atur selector switch pada posisi yang ditentukan untuk kondisi
operasi generator.
3. Letakkan voltage regulator pada posisi otomatis

Menempatkan satu generator pada jala-jala
1.Jalankan mesin penggerak dan natur putaran generator pada
ratingnya
2.Atur tegangan generator pada ratingnya
3.Atur frekwensi pada 50 HZ atau 60 Hz dengan cara mengatur
putaran mesin penggerak (prime mover)
4. Ketika menentukan bahwa bisa beroperasi pada tegangan dan frekwensi yang diperlukan, hubungkan circuit breaker dari bus generator ke saluran (feeder)