08.sistem Kontrol Listrik [PDF]

Citation preview

PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 1 I. SISTEM INTERLOCK. Pada rangkaian sistem kontrol listrik terdapat sistem interlock secara mekanik ada juga sistem interlock secara listrik. 1.1.



Interlock Mekanik. Yang dimaksud dengan interlock mekanik adalah sistem interlock dengan menggunakan kunci-kunci khusus secara mekanis. Berikut adalah salah satu contoh sistem interlock mekanik yang dipakai pada sistem Switchgear 6 KV, yaitu sistem interlock untuk membebaskan transformator dari rangkaian switchgearnya.



Gambar 1.1. Sistem Interlock Mekanik Adapun proses interlock mekaniknya adalah sebagai berikut :  Untuk mengeluarkan kunci 01 pada breaker 6 KV, maka breaker harus dimatikan (off).  Setelah mendapatkan kunci 01, kemudian kunci tersebut dimasukkan pada bagian Disconnecting Switch (DS) P1, dengan maksud untuk mendapatkan kunci P1, yaitu dengan mematikan DS P1.  Kunci P1berfungsi untuk dapat membuka pintu DS P1.  Kemudian kunci SA 2 diambil untuk dapat mentanahkan disisi transformator.  Setelah SA 2 ditanahkan maka kunci TA 2 dapat diambil untuk membuka pintu transformator. Untuk mengembalikan kondisi normal maka dengan cara sebaliknya. M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 2 Sebagai contoh lain adalah sistem interlock pada Electrostatic Precipitator (EP), yang menggunakan sistem interlock mekanik dengan kunci-kunci khusus. Karena pada EP merupakan daerah berbahaya yang bertegangan tinggi, maka untuk pemeliharaan pada bagian tersebut dikunci dan untuk dapat membuka harus mengikuti prosedur sistem penguncian secara berurutan (sekuensial), hal ini dimaksudkan untuk menghindari sembarangan orang masuk pada bagian yang berbahaya tersebut. Unit Electrostatic Precipitator di PLTU Suralaya setiap unit dibagi dalam 2 (dua) bagian “chamber” yaitu chamber A dan B (seperti pada gambar 1.2.).



Gambar 1.2. Electrostatic Precipitator ( tampak atas ) Setiap chamber dibagi dalam 10 (sepuluh) bagian unit elektroda, dan setiap unit elektroda dikontrol dengan menggunakan satu buah “ Transformator Rectifier (TR) “ yang letaknya dibagian atas dari unit EP. Untuk pemeliharaan bagian atas elektroda, dilengkapi 10 pintu manhole, dengan proses dan pembukaannya harus mengikuti petunjuk sekuensial langkah kunci.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 3 Adapun prosedur atau langkah-langkah penggunaan kunci-kunci (keylock) adalah sebagai berkut : (prosedur sekuensial keylock untuk chamber A).



Gambar 1.3. Keylock System EP.



 Kunci C1-C10 berfungsi untuk membebaskan Transformator Rectifier T1 s/d. T10 dari tegangan.  Setelah Transformator Rectifier (TR) terlepas maka kunci C 1-C10 dapat diambil, kemudian untuk mentanahkan (grounding) pada masing-masing TR.  Dengan telah ditanahkannya TR maka didapatkan kunci T 1-T10 , kunci tersebut kemudian dibawa ke “Castell Control Room” dam dimasukkan pada panel box kunci-kunci. Kemudian dari panel kunci tersebut didapatkan kunci 1A 1 dan 1A2 untuk mengambil kunci-kunci manhole R1A, S1A, H1A dan I 1A.  Kunci R1A ada 6 buah kunci manhole bagian Roof Doors.  Kunci S1A ada 6 buah kunci manhole sisi samping.  Kunci H1A ada 10 buah kunci manhole sisi Hopper Walls.  Kunci I 1A ada 1 buah kunci manhole sisi Inlet Walls. Demikian urut-urutan cara membuka untuk pemeliharaan, dan untuk mengembalikan ke kondisi normal adalah sebaliknya. 1.2.



M3/PL



Sistem Interlock Listrik.



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 4 Untuk membuat sistem interlock secara listrik, pada prinsipnya adalah dengan memfungsikan kontak-kontak pada auxilliary kontaktor. Sebagai contoh apabila kontaktor pertama kerja, maka kontaktor kedua tidak dapat dioperasikan, ini berarti kontaktor pertama interlock dengan kontaktor kedua. Contoh realisasi dari kontrol interlock secara listrik dapat dilihat pada gambar 1.4. Pada gambar tersebut dapat dilihat bahwa kontak 52 pada diagram dalam kondisi masuk (on) sehingga kontrol rangkaian tersebut dapat dioperasikan. Dengan masuknya kontak 52 tersebut terdapat kontak 52 yang lain menjadi “off”, sehingga dari kontak 52 yang mati tersebut tidak dapat menghubungkan dengan rangkaian kontrol yang lain.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 5



Gambar 1.4. Sistem Interlock Listrik



Diagram sederhana untuk rangkaian kontrol dengan sistem interlock listrik seperti gambar berikut :



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 6



2. RANGKAIAN SISTEM KONTROL.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 7



2.1. Rangkaian Sistem Kontrol Dengan Blocking Push Button. Yang dimaksud dengan “blocking push button” disini adalah dengan sekali menekan push button tersebut didapatkan dua kondisi “on” dan “off” pada sistem rangkaian kontrol. Jadi apabila kita akan mengoperasikan salah satu bagian kontrol kontaktor magnit, maka cukup dengan menekan push button, sistem tersebut akan beroperasi, dan sekaligus dapat mematikan yang sedang operasi sebelumnya. Dengan demikian sistem tersebut tidak dapat dioperasikan bersama-sama. Adapun rangkaian kontrolnya seperti berikut :



Gambar 2.1. Rangkaian Kontrol dengan Blocking Push Button.



2.2. Rangkaian Sistem Kontrol Saklar Pemisah.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 8



Sebagaimana kita ketahui bahwa saklar pemisah (disconnecting switch) adalah merupakan saklar yang tidak boleh dioperasikan pada kondisi ada aliran arus listrik. Salah satu jenis dari saklar pemisah adalah saklar pisau (knife switch). Saklar jenis ini di unit pembangkit biasa digunakan untuk memisahkan bagian sisi tegangan menengah dari transformator. Didalam pengoperasiannya saklar pisau tersebut di interlock dengan grounding. Jadi apabila saklar pisau dalam posisi masuk, maka grounding tidak dapat dimasukkan. Demikian sebaliknya apabila grounding sedang masuk, maka saklar pemisah tidak dapat dioperasikan. Sistem interlock seperti tersebut diatas bertujuan untuk menghindari : 1. masuknya saklar. 2. masuknya grounding. 3. masuknya saklar secara manual.



Untuk lebih jelasnya diagram sistem tersebut dapat di ilustrasikan sebagai berikut :



Gambar 2.2. Diagram Sistem Interlock Saklar Pemisah. Adapun contoh rangkaian kontrol untuk mengoperasikan saklar pemisahnya adalah sebagai berikut :



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 9



Gambar 2.3. Rangkaian Kontrol Saklar Pemisah



Proses operasi dari rangkaian tersebut adalah :  Untuk dapat mengoperasikan saklar pemisah harus dipenuhinya persyaratan yang meliputi : a. Breaker pada posisi open ( BI ). b. Grounding pada posisi open ( BL ). c. Operasi tidak pada kondisi manual ( BM ). Setelah persyaratan tersebut terpenuhi, maka saklar pemisah dapat dioperasikan, yaitu dengan menekan push button.  Setelah saklar pemisah masuk, maka sekaligus menyentuh limit switch fac dan mematikan motor, serta mengaktifkan limit switch fcc sehingga dapat memberikan indikasi bahwa saklar pemisah masuk.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 10  Kemudian apabila akan membuka, maka selektor switch diposisikan open, dan operasi selanjutnya seperti pada kondisi close.



2.3.



Rangkaian Sistem Kontrol Pengereman Motor. Sistem pengereman motor dapat dilakukan dengan cara listrik atau diistilahkan “electrical breaking system”. Prinsip pengereman secara listrik ini adalah dengan menahan putaran motor asinkron 3 phase pada saat motor dimatikan, dengan energi sesaat membalik arah putaran, sehingga energi sisa dari putaran normalnya tertahan dan motor segera berhenti. Pembalikan arah putaran tersebut, terjadi pada waktu tombol “off” dioperasikan dan sekaligus bersamaan mengaktifkan kontaktor untuk membalik arah. Aktifnya kontaktor membalik putaran terjadi hanya sesaat sebelum putaran normalnya menjadi rendah. Untuk mengaktifkan kontaktor tersebut, kontrol (counter) oleh peralatan pendeteksi putaran yang dikopel dengan poros motor. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada rangkaian diagram berikut :



Gambar 2.4. Kontrol Sistem Pengereman Motor Secara Listrik



Prinsip kerja dari rangkaian tersebut diatas adalah sebagai berikut :  Apabila tombol start ditekan maka akan mengerjakan kontaktor, dan kontak No.7 sebagai holdingnya.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 11  Motor dikopel dengan counter (pencatat) putaran yang dilengkapi dengan switch NO-NC. Dengan berputarnya motor tersebut, maka setelah mencapai putaran  1000 rpm, switch pada counter tersebut menjadi “On”.  Dengan aktifnya switch counter (No.9) maka rangkaian kontaktor F siap untuk diaktifkan. Kontaktor F adalah rangkaian untuk membalik arah putaran motor.  Jadi apabila tombol “Off” diaktifkan, maka sekaligus mengaktifkan kontaktor F dan diholding oleh kontak No.11.  Dengan mengaktifkan kontaktor F, maka putaran dengan tiba-tiba ditahan oleh adanya medan putar stator yang berlawanan sehingga sesaat motor akan dibalik arahnya. Maka pada saat itulah motor seolah-olah direm.  Lamanya proses pembalikan arah putaran tergantung dari lamanya kontak counter No.9 aktif. Aktifnya kontak tersebut tergantung dari besar putaran sisa setelah motor dimatikan.  Sistem sambungan untuk membalik arah putaran pada terminal inputnya dipasangkan resistance. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi arus start yang tinggi.



2.4.



Rangkaian Sistem Kontrol Start Motor Bintang-Segitiga.



Gambar 2.5. Diagram Rangkaian Utama Motor 3 fase Start Bintang-Segitiga.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 12



Gambar 2.6. Rangkaian Kontrol Start Motor Bintang-Segitiga



Prinsip kerja dari rangkaian kontrol untuk start motor 3 fase sistem bintang-segitiga ( Y berikut :



) adalah sebagai



 Bila tombol push-button start ditekan maka kontaktor utama (L) aktif dan ditahan oleh kontak bantunya. Bersamaan itu pula kontaktor untuk sambungan bintang ( Y ) aktif pula.  Kemudian setelah beberapa saat Timer ( RT ) aktif, dan terus akan melepaskan kontak timer.  Dengan lepasnya kontak timer, maka kontaktor sambungan bintang ( Y ) menjadi mati ( Off ).  Selanjutnya dengan matinya kontaktor ( Y ), maka sekaligus mengaktifkan kontaktor untuk sambungan segitiga ( ∆ ).  Maka motor secara terus menerus beroperasi pada sambungan segitiga.



2.5.



M3/PL



Diagram Logic Rangkaian Kontrol.



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 13 Diagram logic pada rangkaian kontrol merupakan gambaran suatu proses kerja dari sistem secara logika, yang ditampilkan dalam bentuk simbol-simbol pada rangkaian. Sehingga dengan diagram logic tersebut, kita secara mudah dapat mengerti proses kerja dari suatu sistem, bahkan juga dengan mudah untuk melacak gangguan. Jadi diagram logic tidak menggambarkan rangkaian real atau rangkaian yang sebenarnya secara pengawatan. Adapun simbol-simbol yang biasa digunakan adalah sebagai berikut :



Gerbang “AND “



Analisa logika :  Bila saklar A dan B menutup atau di A = 1 dan B = 1, maka lampu C menyala atau ada output di C = 1.  Bila saklar A membuka (Off) atau di A = 0 dan saklar B menutup ( On), maka lampu C tidak menyala atau di C = 0.



Gerbang “ OR “



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 14



Analisa logika :  Bila saklar A menutup ( A = 1 ) dan saklar B membuka ( B = 0 ), maka lampu C menyala atau C ada output = 1.  Jadi di C = 1, bila A = 1 atau di B = 1, dan bisa juga A = 1 dan B = 1.



Gerbang “NOT” ( inverter )



Analisa logika :  Bila ada input A = 1, maka output B = 0.  Bila tidak ada input ( A = 0 ), maka output ada ( B = 1 ).  Jadi pada rangkaian tersebut merupakan kebalikan (inverter).



Gerbang “ NAND ” ( NOT-AND )



Analisa logika :  Bila A = 0 dan B = 0, maka C = 1.



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 15  Bila A = 1 dan B = 0, maka C = 1.  Bila A = 1 dan B = 1, maka C = 0.  Bila A = 0 dan B = 1, maka C = 1.



Gerbang “ NOR ” ( NOT-OR )



Analisa logika :  Bila A = 0 dan B = 0, maka C = 1.  Bila A = 1 dan B = 0, maka C = 0.  Bila A = 0 dan B = 1, maka C = 0.  Bila A = 1 dan B = 1, maka C = 0.



Elemen Waktu. Elemen waktu atau biasa dikatakan “timer”, merupakan peralatan kontrol yang digunakan untuk mengatur proses kerja dari suatu sistem dengan waktu yang ditentukan. Ada 2 (dua) jenis karakteristik elemen waktu, yaitu :  Time On Delay ( TD-On ) / Time Delay Close.  Time Off Delay ( TD-Off ) / Time Delay Open.



“ Time Delay On “



Arti dari simbol tersebut adalah bila ada sinyal input tegangan, maka sinyal output ada setelah beberapa waktu yang telah ditentukan. Time Delay On dapat juga dikatakan Time Delay Close (TDC). Karakteristik kerjanya dapat digambarkan sebagai berikut :



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 16



“ Time Delay Off “



Arti dari simbol tersebut adalah bila pada timer ada sinyal input tegangan, maka output langsung aktif, bila input hilang maka output masih aktif untuk beberapa waktu yang telah ditentukan. Time Delay Off dapat juga dikatakan Time Delay Open (TDO). Karakteristik kerjanya dapat digambarkan sebagai berikut :



Aplikasi diagram logic dari suatu rangkaian kontrol, seperti pada contoh diagram berikut :



M3/PL



DOC.08/2010



PT PLN (PERSERO) PUSDIKLAT UDIKLAT SURALAYA



SISTEM KONTROL LISTRIK 17



Gambar 2.7. Contoh Rangkaian Kontrol Diagram Logic.



Gambar 2.8. Contoh Aplikasi Penggunaan Timer pada Rangkaian Diagram Logic.



M3/PL



DOC.08/2010