Pelatihan Listrik Kapal Oleh M Abu Jamin [PDF]

Citation preview

PELATIHAN MATERI KELISTRIKAN KAPAL



Oleh : Dr. Eng. Mohammad Abu Jami’in, S.T, M.T.



POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA JULI 2017



1



PEMBANGKIT LISTRIK



1. Ruang lingkup pembangkit listrik di kapal Secara lengkap Sistem pembangkit listrik di kapal meliputi Pembangkit tenaga listrik Generator, Sistem Distribusi & Shore connection System, switch gear sebagai pengatur pada generator, distribusi daya, panel distribusi, transformator, motor, dan busbar. Kebutuhan akan tenaga listrik di perlukan sebagai penggerak motor untuk propulsi (sistem bahan bakar, pelumas dll) maupun sistem bantu kapal yaitu sistem penunjang kapal (sistem bilge, sistem ballast, pemadam kebakaran dll) dan sistem permesinan geladak (sistem tambat & jangkar, sistem kemudi steering gear dll), untuk penerangan interior dan exterior, lampu navigasi, ventilasi, air conditioning (AC), Ruang penyimpan makanan & pendingin, pemanas, perlengkapan dapur, sistim kebersihan dan air minum, Kebutuhan power untuk sistem kontrol mesin. Selain itu kebutuhan listrik juga di perlukan untuk sistem komunikasi interior, sistem alarm, radio komunikasi, radar, dan peralatan elektronik untuk navigasi yang lainnya. Pada kapal penumpang kebutuhan listrik banyak di pakai untuk beban hotel dan beban rekreasi misalnya ruang penerangan untuk theater, perlengkapan restaurant dan kolam renang, proyeksi gambar bergerak, sistem pemanggil steward. Selain itu untuk keselamatan penumpang di lengkapai dengan detektor kebakaran dan alarm secara otomatis, pintu kedap air. Seluruh peralatan electric plant harus mampu beroperasi di laut oleh karena itu harus tahan terhadap karakteristik operasi kapal seperti rolling, pitching, getaran, dan sifat korosi. 2. Tegangan Operasi dan Jumlah Fasa Sumber Listrik Pembangkit listrik AC adalah sandard untuk kebutuhan tenaga listrik di kapal (Standard Marine Installation) hal ini di karenakan pada beban listrik AC mempunyai banyak keuntungan yaitu biaya awal rendah, berat lebih kecil bila di banding DC, butuh space kecil, pemeliharaan mudah, banyak tersedia di pasaran dan handal. Standard frekuensi untuk sumber listrik AC adalah 60 Hz. Tipe tipe sumber listrik yang biasa di pakai di kapal adalah sbb : 1. 120 Volt, 3 phase, 3 kawat Adalah 120 Volt di hasilkan oleh pembangkit listrik generator dan 115 pada beban penerangan dan distribusi daya. 2. 230 Volt, 3 phase, 3 kawat 2



Adalah 230 Volt di hasilkan oleh pembangkit listrik generator, 220 untuk distribusi daya, 115 untuk distribusi penerangan yang lebih dulu melalui trasformer. Sebagai alternative dapat di gunakan standard 120 / 208 dengan memakai 4 kabel yang dapat di gunakan baik untuk beban penerangan maupun motor tanpa memakai transformer. Standard satu dan dua di atas jarang di pilih karena lebih meguntungkan jika memakai standard 450 Volt, 3 phase, 3 wire. 3. 450 Volt, 3 phase, 3 atau 4 kawat Adalah 230 Volt di hasilkan oleh pembangkit listrik generator, 440 Volt pada distribusi daya, 115 volt pada sistem distribusi penerangan (lampu) yang lebih dulu melalui transformer. standard ini juga jarang di pakai. Umumnya di pakai standard 450 Volt, 3 phase, 4 kawat akan tetapi perlu di pertimbangkan untuk pemakaian refrigeration yang memerlukan 208 atau 220 volt kontainer pendingin.



3. Analisis Beban Dalam menentukan rating dari generating plant yang sesuai kebutuhan beban. Perlu untuk mengetahui perkiraan beban puncak pada tiap tiap kondisi operasi kapal. Hasil dari “Electric Load Analisis” adalah berupa tabel beban seperti yang di tunjukkan pada tabel di bawah ini. PT. PAL INDONESIA (PERSERO) DIVISION OF TECHNOLOGI ELECTRIC & ELECTRONIC DEPARTMENT Name of Ship : Anchor handling tug supply Number of Ship : M000183/215 Owner : Pertamina Tongkang Designer : PT. PAL INDONESIA Classification : ABS Main Generator Set : 375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets, Em'cy Gen.Set :375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets Shaft Alternator :375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets SUMMARY OF GENSET LOAD BALANCE Normal At in Cargo Sea Mooring Port Operation Going DESIGNATOR a. Intermittent Load a.1 Total Load (kW) a.2 Diversity Factor a.3 Necessary Power (kW) [a.1. a.2] b. Continous Load (kW) c. Total Load [a.3.+b]



Anchor Handling



Towi ng



Em'cy Service



81,09 0,7



57,17 0,7



50,93 0,7



33,86 0,7



16,66 0,7



56,69 0,7



13,16 0,7



56,76



40,02



35,35



23,7



11,66



9,21



118,9 175,6



163,66 203,67



569,85 395.05



827,58 359.05



308,7 320,36



41,78 282,6 2 324,4



30,29 39,5



3



d. Genset Service (kW) d.1 Genset No.1 & 2 (@ 300kW) d.2 Shaft Alternator (600 kW) d.2 Em'cy Genset (50 kW)



300 600



492.23



492.23



300 600



600 600 59.84 82.04



53,39



1 PTO



2 D/G



54,7 1 PTO



1 D/G + 1 PTO



2 D/G



600 50



e.Load Factor Genset (%)



58,54



33,95



f. Operational



1 D/G 1 D/G + 1 PTO



1 PTO



59.84 82.15 1 PTO + 2 D/G



2 D/G



1 D/G



g. Stand-By



600



79



Detail analisis dari tabulasi beban ini, akan dapat di perkirakan beban listrik yang di perlukan pada saat di laut (berlayar), melakukan manuver, dan pada saat di pelabuhan. Beban listrik di tentukan melalui pemakaian istilah “service factor” yang tergantung dari kondisi operasi kapal. Service factor adalah faktor yang di pengaruhi oleh load faktor dan diversity factor yang menujukkan percent dari beban maksimum yang di distribusikan ke beban oleh generator selama interval waktu 24 jam. Terkadang beban seperti fire pump, anchor windlass, capstan, dan boat winch di asumsikan mempunyai zero faktor pada semua kondisi operasi.



4. Kapasitas Total Generator Kapasitas total generator, khususnya pada emergency dan pearalatan pendukung propulsi akan selalu lebih besar dari total beban yang di tentukan oleh load analisis. Ship generating plant harus terdiri paling sedikit 2 buah, yang mana satu generator dalam kondisi standby. Satu atau beberapa generator mampu beroperasi pada setiap kondisi beban tanpa melebihi rating normal dari generator. Kemungkinan kemungkinan terdapat penambahan beban listrik pada waktu yang akan datang seharusnya juga di pertimbangkan ketika menentukan kapasitas total generator.



5. Jumlah dan Rating Generator Setelah mengetahui beban puncak, maka langkah selanjutnya adalah pemilihan generator. Masalah yang paling umum adalah menentukan jumlah dan rating pada tiap generator set. Faktor faktor yang perlu di pertimbangkan pada langkah ini adalah first cost, operating cost, size & weight, dan generator di harapkan mempunyai ukuran standard. Tidak ada rumus matematis yang pasti dalam menentukan jumlah & rating generator, umumnya hanya



4



berdasar pertimbangan pengalaman, data tentang standard rating generator yang tersedia dan data yang mewakili faktor faktor pemilihan generator. Untuk beban puncak sampai dengan 2200 kW, biasanya di sediakan 2 generator yang masing masing mampu beroperasi pada beban penuh. Pada kapal uap ada kecenderungan untuk memasangkan satu turbine driven dan satu diesel driven generator yang biasanya mempunyai kapasitas yang sama, hal ini untuk mengantisipasi terjadinya kegagalan boiler pada beban penuh di laut, pengopersiannya di buat paralel antara tubogenerator dan dieselgenerator yang mana pengaturan ini tidak termasuk pada emergency generator. Pada beban lebih besar dari 2200 kW tiga tau lebih generator biasanya di pasang dengan jumlah total generator yang di pilih akan dapat menyediakan fexibilitas yang maksimum, reliability, dan continuitas pelayanan sistem distribusi listrik.



6. Lokasi dan Instalasi Umumnya generator di kapal di lokasikan di main engine room. Hal ini untuk mengurangi “Watch Stander” dan meminimalisai jumlah dan panjang pipa “Economical Piping Arrangement” yaitu pipa pipa pipa untuk “auxiliary service” generator itu sendiri dan sistem pipa untuk auxiliary service main engine dan mesin pendukung propulsi. Pada kapal yang terdapat dua atau lebih engine room maka pada masing masing engine room di lengkapi satu generating plant dan switchboard. Umumnya generator untuk melayani kebutuhan konsumsi listrik di kapal di hubungkan dengan switchboard dan di atur sedemikian hingga kabel listrik yang menghubungkan generator ke switchboard sependek mungkin. Emergency generator set harus di lokasikan di deck freeboard, aft collision bulkhead, dan pada sisi samping casing machinery untuk memudahkan pengaturan. Seluruh generating set harus di pasang poros depan dan belakang agar rolling kapal tidak berakibat pada bertmbahnya beban pada bearing yang di sebabkan effect gyroscopic, atau tumpahnya minyak lumas dari rumah bearing.



7. Karakteristik Generator Set Dasar pertimbangn dalam pemilihan generator adalah jumlah dan rating generator yang telah di tentukan, dan berdra karakteristik khusus pada kapal itu sendiri. Penggerak untuk generator (prime mover) adalah steam turbine, gas turbine, diesel engine, atau kombinasi diantaranya. 5



Sedangkan emergency generator biasanya memakai diesel. Pemilihan generator di lakukan setelah melalui evaluasi dengan mepertimbangkan harga, berat, dimensi, fuel consumption (SFOC), reputasi pabrik pembuat generator & prime movernya, ketersediaan spare part di pasaran, sederhana, handal dan maintenancenya mudah.



8. Konfigurasi Sistem Pembangkit Konfigurasi sistem pembangkit listrik ditunjukkaan pada gambar dibawah ini.



Pada pusat pembangkit. Sumberdaya energi primer (gas alam, batubara, hidro, nuklir dll)  energi listrik. Generator sinkron mengubah energi mekanis pada poros turbin  energi listrik 3 fasa. Pada saluran transmisi Energi listrik dikirimkan menuju pusat beban setelah melalui transformator (step-up)  Peningkatan tegangan  mengurangi jumlah arus  mengurangi rugi panas I2R. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban tegangan tsb kembali diturunkan menjadi tegangan menengah, melalui transformator penurun tegangan (step-down). Pada pusat beban Yaitu energi listrik yang terhubung dengan saluran distribusi diubah sesuai kebutuhan. Perubahan tersebut adalah berupa, energi listrik  bentuk-bentuk energi yang terpakai lainnya, seperti energi mekanis, penerangan, pemanas, pendingin dsb.



Mekanisme kerja : Penggerak mula sebagai penghasil energi mekanik yang berupa putaran poros engine yang di kopel dengan poros generator. Pada poros generator terpasang kumparan medan untuk generator yang berkapasitas besar dan terpasang kumparan jangkar untuk generator 6



berkapasitas kecil. Kumparan medan sebagai penghasil medan kutub magnet sedangkan kumparan jangkar sebagai penghasil arus jangkar. Akibat adanya putaran pada poros generator akan terjadi perpotongan medan magnet dengan kumparan jangkar sehingga akan terjadi GGL induksi (timbul beda tegangan listrik pada kumparan jangkar) sehingga kumparan jangkar akan di aliri arus jangkar, sesuai dengan hukum faraday : U = N d/dt



U = N B A  sin t



U = (.p.rpm.Z.10-8)/(a.60) U = GGL Induksi (Volt) total pada Generator N = Banyak lilitan jangkar d/dt = perubahan flux magnet tiap detik (Weber/det) B = Kuat medan magnet yang di hasilkan oleh kumparan medan (Weber/m2) A = Luas Flux magnet (m2)  = Kecepatan sudut (rad/det) t = Selang waktu  = Flux per kutub (maxwell) Z = Jumlah total dari penghantar jangkar yang effektif rpm = Kecepatan putaran poros generator per menit p = Banyaknya kutub magnet a = Banyaknya garis edar pararel dari arus pada penghantar jangkar. Beda tegangan yang di hasilkan oleh Generator akan di naikkan oleh trafo step - up (Extra high / high voltage) untuk mengantisipasi drop tegangan yang di akibatkan oleh saluran sistem transmisi, di mana drop tegangan ini akan di pengaruhi jauh tidaknya letak beban yang membutuhkan konsumsi energi listrik, jumlah daya beban, jenis dan besar saluran transmisi. Kerugian drop tegangan yang di timbulkan dapat di rumuskan sbb: U = .L.I/A U = Drop tegangan (Volt)  = Hambaat jenis kawat (Ohm.m) L = Panjang Kawat (m) I = Arus yang melewati saluran transmisi (Ampere) A = Luas penampang saluran transmisi (m2)



7



Setelah melalui saluran transmisi tegangan listrik akan di turunkan sesuai dengan kebutuhan tegangan pada peralatan yang membutuhkan konsumsi energi listrik (110/220/380) yang kemudian di distribusikan melalui sistem sub distribusi. 9. Penggerak Mula Kebutuhan energi listrik di kapal dapat di peroleh dengan menggunakan satu atau lebih tipe penggerak mula, di mana masing masing generator dapat bekerja sendiri sendiri atau bekerja dengan paralel.Tipe pembangkit listrik tersebut adalah sbb :



Diesel generating sets Adalah diesel engine yang di kopel dengan generator di mana disel ini hanya di gunakan untuk pembangkit generator. Karakteristik diesel ini mempunyai putaran konstan walaupun beban pada generator berubah ubah.Untuk mempertahankan putaran yang konstan adalah dengan cara mengatur Governor sebagai penyuplai bahan bakar ke silinder.apabila beban pada generator berubah.Karakteristik dari A/E ini dapat di rumuskan sbb :



A/E



GEN



Auxiliary diesel generating sets P = T.n



T = k mf



shg



P = k.mf.n



Diesel gen set pada rated 150 kW ke bawah tersedia pada kecepatan 1800 rpm dan di atas 150 kW di rancang pada kecepatan 900 s/d 1200 rpm. Oleh karena itu generator secara umum di kopel secara langsung dengan Diesel. Untuk aplikasi marine electrical tersedia dala dua tipe engine yaitu diesel 2 dan 4 langkah. Umumnya di atas 1000 hp di pakai diesel 2 langkah. Diesel dua langkah umumnya di pasang juga blower tipe positive displacement untuk menyuplai udara scavanging agar gas buang cepat terdorong ke luar gas buang pada sat langkah buang. Pada diesel dua dan empat langkah juga di pasang turbocharger (yang di gerakkan oleh gear, exhaust gas turbine, atau kombinasi antara keduanya) untuk menaikkan daya engine dan memperbaiki fuel economy. Pada diesel lebih dari 2000 hp turbocharger dapat mengurangi ukuran dan berat engine. Untuk menyediakan udara yang cukup untuk pembakaran di ruang silinder engine room di syaratkan agar di buat ducting untuk udara masuk ke engine room untuk sistem ventilasi. Udara ventilasi juga di haruskan dapat membunang panas panas radiasi yang di timbulkan engine ke luar. Jatuh tekanan juga harus 8



di periksa dari udara luar ke E/R yang tidak boleh lebih dari 6 in air agar performance engine dapat di pertahankan.dan jatuh tekanan pada pipa gas buang dari muffler ke gas buang tidak boleh lebih dari 16 in air. Secara lengkap peralatan pendukung engine dapat berupa : 1. Fuel control sistem yang terdiri dari fuel pump yang di gerakkan oleh engine itu sendiri, duplex filter, suction strainer, injector control lever untuk manual starting, stopping, dan emergency speed control. 2. Lubricating oli sistem yang terdiri dari oil pump yang di gerakkan oleh engine itu sendiri, full flow filter yang di lengkapi dengan mengunakan relief valve sebagai by pass. 3. Pompa pedingin piston 4. sistem pendingin air tawa untuk gen set yng lebih dari 350 kW terdiri dari expansion tank, pomp pendingin ( biasanya terdiri dari dua pompa yang di psang paralel), automatic water temperture regulator, radiator atau kipas untuk peningin air tawar. 5. Exhaust sistem yang terdiri dari spark – arrester tipe muffler, air pendingin atau isolasi pipa gas buang. Pada generator dengan kapasitas 350 kW ke atas, engine biasanya di pasang indikator temperatur gas buang yng terdiri dari thermocouple, selector switch, dan galvanometer. Satu themocople di pasang pada masing masing silinder. Selector switch dan galvanometer di pasang pada gage board. 6. Sistem udara start yang terdiri dari motor start (terdapat 2 motor untuk engine yang besar), distributor udara untuk sequensial udara masuk ke silinder, strainer dan air control valve. Solenoid valve di pakai jika engine di start remote dri switch board. Starting air start umumunya di rancang pada tekanan 125 s/d 250 psi. Diesel generator dengan rated 500 kW ke bawah umumnya menggunakan electric ataupun hidrolik starting. 7. filter silencer untuk udara masuk 8. Constant speed governor atau electro hidrolik load sensing speed governor untuk menghindari variasi speed. 9. Speed adjusting (synchronizing) yang dapat di atur secara manual untuk lokal kontrol dan memakai elektrik motor atau potensiometer untuk pengaturan secara remote dari switch board ketika di lakukan sincronisasi generator. 10. Device peralatan overspeed yang tidak boleh lebih dari 15 %, dan jika lebih fuelrack akan menutup yang selanjutnya shutdown engine.



9



11. Interlock switch untuk mengaktifkan circuit breaker agar trip yang selanjutnya akan memutuskan sumber listrik ke switch board yang berhubungan dengan shutdown engine ketika terjadi over speed. 12. Gage board, sebagai papan indikator yang menunjukkan tekanan discharge minimum pada freshwater dan seawater pump, tekanan minimum discharge dan inlet pada filter fuel oil dan lubricating oil, LO strainer inlet dan outlet, scavanging air, starting air, dan juga thermometer pada fresh water dan LO dari engine. 13. Turbocharged engine di lengkapi dengan scavanging tubocharger dan pendingin udara masuk ke engine dari turbocharger. Pendingin tipe tube di pakai sebagai pendingin LO dan fresh water pada D/G yang lebih dari 350 kW. Sea water di gunakan sebagai pendingin fresh water dan fresh water di gunakan sebagai pendingin LO. Untuk D/G kurang dari 350 kW fresh water umumnya di dinginkan dengan kipas melalui radiator.



Main engine driven generators (PTO generators) Adalah generator yang di kopel dengan Power Take Off (PTO) dari main engine. PTO adalah kelebihan daya dari Main Engine setelah di gunakan untuk propulsi atau penggerak kapal.



M/E GEN PTO GENERATOR Karakteristik dari PTO generator ini adalah sesuai dengan karakteristik M/E yaitu perubahan beban pada generator akan di ikuti oleh perubahan putaran.Hal ini tidak di perbolehkan terjadi pada generator sehingga harus ada kontrol untuk mengatur agar frekwensi dari sumber listrik yang keluar dari generator mempunyai frekwensi yang konstan. Stadard pengaturan PTO sistem pada generator adalah sbb: PTO/RCF (Power Take Off / Renk Constant frequency) Generator di kopel dengan poros M/E di mana poros ini di hubungkan dengan sistem pengatur putaran dengan sistem mechanical hydraulic speed control yang terdiri dari flexible 10



coupling, step - up gear, epicyclic variable ratio gear, dan clutch hydraulic pump dan motor. Tipe propeller yang menggunakan sistem ini adalah fixed Pitch Propellers (FPP) yaitu propeller dengan pitch yang tidak dapat di atur sehingga untuk manuver kapal dengan mengubah putaran poros M/E. PTO/CFE (Power Take Off / Constant Frequency Electrical) Generator di kopel dengan constant ratio step - up gear dan dengan electrical frequency control dengan menngunakan frequency converter yang terdiri dari static frequncy converter,dan motor listrik.Propeller yang di gunakan untuk sistem ini adalah FPP. PTO/GCR (Power Take Off / Gear Constant Ratio) Generator di kopel dengan constant ratio step - up gear. Sistem ini cocok untuk generator yang beroperasi pada putaran constan atau propeller yang di gunakan adalah tipe Controllable Pitch Propeller (CPP). Sistem propulsi yang menggunakan propeller tipe CPP manuver kapal di lakukan dengan mengatur sudut pitch propeller sehingga poros M/E berputar dengan putaran constan. PTO DMG/CFE dan SMG/CFE Direct



Mounted



Generator/Constan



Frequency



Electrical



dan



Shaft



Mounted



Generator/Constant Frequency Electrical.Pada dasarnya sama dengan PTO/CFE cuma pada sistem ini tidak terdapat step - up gear tetapi generator di kopel langsung dengan crankshaft M/E atau intermediate shaft (Poros Antara) Steam driven turbogenerators BOILER Pompa



Turbin Uap GEN



KONDENSOR Steam driven turbogenerators Pompa memompa air dari kondensor menuju boiler, dari boiler air di panaskan sampai pada kondisi superheater sehingga entalphi dan tekanannya meningkat. Turbin uap akan mengubah energi panas dari uap superheater menjadi kerja poros dengan cara 11



mengekspansikan uap superheater. Kondensor berfungsi untuk mengkondensasikan uap yang keluar dari turbin agar menjadi cair jenuh supaya dapat di pompa dan fungsi yang lain adalah dengan adanya kondensor efisiensi turbin akan meningkat karena jatuh tekanan dengan adanya kondensor akan semakin besar. Energi listrik di kapal dapat juga di hasilkan dari turbagenerator yang di gerakkan oleh uap dengan memanfaatkan exhaust gas dari main engine untuk memanaskan steam boiler. Turbin ini dirancang agar dapat bekerja secara sendiri atau paralel dalam waktu yang lama tanpa ada shutdown bial ada repair. Tipe marine generator turbine di antaranya adalah horisontal, multistage dan axil flow impulse. Masing masing marine generator terdiri dari turbine, speed reduction gear, generator, rotating exciter, condenser, condenser air ejector, gage board, komponen sistem pelumasan yang terdiri dari cooler, reservoir, strainer, pump, dan sistem pendukung dan perpipan lainnya. Turbine harus di lengkapi dengan peralatan sebagai berikut : 1. Steam governing valve 2. Relay bahan bakar tipe constant speed governor atau elektro hidrolik load sensing speed governor yang maksudnya adalah agar generator bekerja pada putrn konstant. 3. Alat pengatur putaran (synchronizing) yang dapat di set lokal manual maupaun melalui motor listrik atau potensio untuk pengaturan secara remote dari switchboard ketika di lakukan sinkronisasi generator. 4. Kombinasi antara trip dan throttle valve agar turbine dapat shutdown secara otomatis ketika terjadi penurunan tekanan minyak pelumas 5. Interlock switch untuk memutuskan hubugan antara generator dengan switchboard jika throtle trip closed 6. overspeed governor di samping terdapat konstant speed governor, yang mana overspeed tidak boleh lebih dari 15 %, overspeed governor berfungsi untuk shutdown turbin secara otomatis jika terjadi overspeed. 7. Steam sealing manifold untuk encegah masuknya udara ke dalam poros selongsong turbine, juga terdapat pipa dan valve untuk pembuangan kebocoran uap melalui packing. 8. Automatic atmospheric relief valve untuk pembuangn udara ke atmosfer (udara luar) jika terjadi tekanan balik dalam rumah turbin di karenakan terjadi malfunction pada kondensor.



12



9. Sentinel valve untuk sounding dan alarm yang di pasang sebelum automatic atmospheric relief valve. 10. High exhaust back pressure trip device yang mana berhubungan dengan tekanan minyak pelumas dari throtle trip valve yang berfungsi untuk shutdown turbine. 11. Peralatan pemutar rotor secara manual untuk maintenance. 12. Reduction gear, umumnya reduksi tunggal dan single helical, yang mana pinion dan gear di lengkapi dengan bearing, pada poros putaran rendah umumnya bersifat flexibel yang di hubungkan ke poros generator. 13. Strainer Marine turbine generator set di lengkapi dengan self contained LO sistem, pompa yang di gerakkan dengan gear penghubung menyuplai minyak ke turbin, reduction gear, bearing generator dan juga constant speed governor, trip throttle valve, high exhaust back pressure trip device, dan over speed governor. Pompa memompa minyak dari reservoir dn keluar dari pompa melalui magnetic strainer tipe duplex dan cooler tipe tube. Pendingin minyak pelumas umumnya dirancang max 85 F untuk seawater cooling dan di lengkapi dengan zinc anode untuk meminimalisasi korosi. Tekanan air pendingin harus di jaga lebih rendah dri tekanan minyak pelumas untuk menghindari terjadinya kontaminasi air pada minyak yang mengakibatkan kegagalan pendinginan. Juga di lengkapi pompa hand operated lubricating oil yang di pakai untuk start up dan maintenance. Gageboard merupkan papan indikator untuk mengetahui tekanan uap masuk, gland sealing steam, bearing oil, pompa minyak dan termometer untuk mengetahui suhu minyak yang masuk dan keluar dari cooler.



Turbine Gas Gas turbin sebagai penggerak generator yang terpasang di kapal terbatas jumlahnya. Gas turbin lebih ringan dan kecil jika di bandingkan steam ataupun diesel. Gas turbin adalah penggerak high speed oleh karena itu noise nya lebih tinggi jika dibanding steam. Waktu start untuk gas turbin biasanya 30 s/d 40 detik, tetapi dpat di kurangi sampai di bawah 10 detik ketika di gunakan sebagai penggerak emergency generator.



13



Turbin gas merupakan mesin dengan proses pembakaran dalam (internal combution). -



Gas alam dibakar dalam ruang pembakar (combustor).



-



Udara yang memasuki kompressor setelah mengalai tekanan bersama dengan bahan bakar disemprotkan ke ruang pembakar.



-



Gas panas hasil pembakaran ini berfungsi sbg fluida kerja yang memutar roda turbin yang terkopel dg generator sinkron.



Berbeda dengan PLTD, PLTG tidak memiliki bagian mesin yang bergerak translasi (bolak balik) sehingga bebas dari getaran. Efisiensi konversi termalnya hanya 20 – 30%. Karena biaya modal yang rendah , serta biaya bahan bakar yang tinggi, PLTG bfungsi memikul beban puncak.



Emergency Generator Emergency generator biasanya menggunakan penggerak diesel. Diesel sebagai penggerak propulsi maupun emergency harus mempenyai sistem cooling secara tersendiri yang menggunakan radiator / fan. Pipa ventilasi di pasang ke dan dari radiator engine, kipas radiator harus cukup mendorong udara pendingin melewati pipa. Emergency generator harus di atur sedemikian hingga dapat shut down secara otomatis bila terjadi tekanan minyak pelumas hilang, bahaya overspeed, atau melepaskan carbon di oxide dalam ruang emergency generator. Audible alarm harus di pasang dan akan berbunyi bila terjadi tekanan minyak pelumas turun atau temperature air pendingin naik. Engine umumnya diatur agar dapat di lakukan start secara otomatis bila terjadi kegagalan pada suply daya di kapal. Jika startnya memakai battery / accu, relay yang sensitive terhadap tegangan akan menutup di mana penutupan / contact relay ini di bangkitkan oleh sebab terjadinya kegagalan suply daya di kapal. Battery akan memberi aliran energi ke rangkaian kontrol yang



selanjutnya mengaktifkan motor start. Jika startnya 14



memakai hidrolik, kegagalan suply daya di kapal akan mematikan aliran energi pada solenoid valve yang merupakan awal dari proses starting. Emergency generator tidak di perlukan bila generator utama (Ship service Generator) dapat bekerja secara paralel. Automatic voltage egulator harus di pasang pada emergency enerator. Emergency generator harus mempunyai tegangan yang sama dengan generator utama. 10. Pembangkit listrik DC Pembangit listrik DC cukup ekonomis jika di pakai pada kapal yang relatif kecil ataupun sedang hal ini di sebabkan pada permesinan geladak memerlukan motor yang mempunyai kecepatan bervariasi. Tipe yang di pakai untuk sumber DC adalah sbb: 1. 120 Volt, 2 kawat Adalah 120 Volt, 2 kawat di hasilkan oleh pembangkit listrik generator, 115 untuk penerangan dan distribusi daya adalah sangat cocok untuk kapal kecil, kapasitas generator yang di perlukan umumnya tidak lebih dari 75 kW. 2. 240/120 Volt, 3 kawat Adalah 240/120 Volt, 3 kawat di hasilkan oleh pembangkit listrik generator. Sistem ini menyediakan 230 Volt, 2 kawat untuk distribusi daya, 230/115 Volt, 3 kawat untuk distribusi ke panel lampu. 3 kawat ini terdiri dari kawat netral dan kawat dual voltage. Yaitu kawat positive dan netral dan kawat negative dan netral.



15



PROSEDUR PERHITUNGAN BEBAN LISTRIK DI KAPAL 1. Identifikasi beban listrik:  Satu fase  Tiga fase  Daya(watt)  Cos   Arus  Tegangan  Service factor (tidak ada didarat) untuk intermitten load Semua identifikasi beban listrik diatas dapat dilihat dalam name equipment. 2. Membuat tabel beban (load calculation table). 3. Membagi beban seimbang (load balance calculation). 4. Menentukan kapasitas generator yang diperlukan (KVA). 5. Memilih generator, termasuk:  Fuel economy  Cost (invest).  Reability  Berat  Performance 6.



Membuat blok diagram.



7.



Membuat wiring diagram.



1. Penyusunan Tabel Beban Sebelum menyusun tabel Load Balance, alangkah lebih baiknya mengetahui beberapa istilah – istilah yang berkaitan dengan tabel tersebut, seperti: a. Beban IL (Intermittent Load) adalah beban yang digunakan untuk sementara. Dengan kata lain tidak digunakan secara terus menerus. b. Beban CL (Continous Load) merupakan lawan dari beban Intermittent Load, yaitu beban yang digunakan secara terus menerus. c. Service Factor adalah perbandingan daya yang dioperasikan dari alat tersebut dibandingkan dengan daya input maksimal alat yang bersangkutan. d. Diversity Factor adalah perbandingan waktu alat beroperasi dalam 24 jam.



16



e. Load Factor adalah perbandingan daya output mesin yang digunakan terhadap daya maksimal mesin. KVA =



IL = CL = P (KW) x cos



R=S=T=



2. Perhitungan Arus Setelah membuat dan menganalisa tabel Load Balance yang telah kita buat, kita bisa menghitung perkiraan arus dengan rumus sebagai berikut: I=



 Ampere



17



Rangkuman Flow Chart Perencanaan: Start



Data peralatan beban listrik Buat tabel beban, klasifikasikan dalam kategori tiap kondisi operasi



Beban pada tiap kondisi operasi Pilih generator



Pilih mesin penggerak



Analisis matching motor penggerak dengan generator



Pilih gearbox (rasio)



Analisis perhitungan SFOC diesel generator SFOC operasi diesel generator pada tiap kondisi operasi



Apakah SFOC beroperasi pada titik optimal?



NO



YES B 18



B



Pilih gearbox (rasio)



Perhitungan performance pengoperasian motor penggerak pada tiap kondisi operasi



Perencanaan engine service system -



Volume tanki bahan bakar Layout ruang mesin dan sistem bantuan Desain sistem bantu mesin



Report perencanaan sistem penggerak kelistrikan dengan output: - Spesifikasi teknis pengoperasian motor penggerak pada tiap kondisi operasi - Spesifikasi tiap komponen sistem penggerak - Harga dan satuan anggaran biaya - Desain sistem bantu mesin



End



19



Contoh Perhitungan: Tabel beban equipment di anggap kondisi waktu berlayar. a. Desalinaton plant 3000watt, cos  = 0,8 , tiga phase. b. Pompa ballast 2000 watt, tiga phase, cos  = 0,6. c. AC sentral 2000 watt, tiga phase, cos  = 0,8. d. TV 1000 watt , cos  = 0,8, satu phase. e. lampu 1200 watt, cos  = 0,75, satu phase. f. kulkas 1500 watt, cos  = 0,85, satu phase.



Tabel Perhitungan Beban Listrik di Kapal Kondisi Operasi Berlayar



Berlabuh



Equipment P (Watt)



Jenis Beban



SFC



R



S



T



Desalination Plant



3000



3 Phase



0,8



1250



1250



1250



Pompa ballast



2000



3 Phase



0,6



1111



1111



1111



AC Central



2000



3 Phase



0,8



833



833



833



TV



1000



1 Phase



0,8



-



-



1250



Lampu



1200



1 Phase



0,75



1600



-



-



Kulkas



1500



1 Phase



0,85



1765



-



-



R



S



T



PERENCANAAN KEBUTUHAN LISTRIK DI KAPAL : Peralatan yang terpakai dikapal: 



Data dari SPEC peralatan = daya, cos , tegangan(v), jumlah phase, service factor, jumlah alat.







Daya yang diperoleh diubah kebentuk VA.



P(VA) =



P (Watt ) Cos



supaya beban l1,l2,l3,seimbang.



Tabel data pada keadaan berlayar, berlabuh, dan bongkar muat: Tabel data pada keadaan berlayar Peralatan



P (Watt)



Cos φ



P(VA)



SFC



VA Sesungguhnya



Steering Gear



2238



0,8



2797



0,8



2238



20



Tabel data pada keadaan berlabuh Peralatan



P (Watt)



Cos φ



P(VA)



SFC



VA Sesungguhnya



Windlass



1665



0,8



2331



0,8



1665



Table data pada keadaan bongkar muat. Peralatan



P (Watt)



Cos φ



P(VA)



SFC



Crane



1200



0,8



1500



0,8



VA Sesungguhnya 1200



Note :  Analisis perhitungan beban tergantung pada equipment, dan equipment tergantung pada system di kapal.  Pada kapal diggunakan lebih dari dua generator karena beban di kapal sangat bervariasi.  Sebelum menentukan kapasitas generator, kita harus menganalisis beban dengan menggunakan equipment yang ada di kapal.  Untuk menghitung engine service system, kita harus mengetahui data teknik engine / source data / buku panduan.  Data kapal juga dibutuhkan untuk menetukan ship service sistem.  Pompa digunakan untuk memindahkan fluida dari satu tanki ke tanki yang lainya. 



Alat yang menggunakan motor listrik memiliki beban tiga phase.Untuk beban yang selain motor listrik memiliki beban satu phase.



21



Tabel perhitungan beban dikapal VA



Kondisi No Phase Peralatan



3,17 kw 0,465



1 2



1HP =



Steering Gear Lampu



SF



Cos φ Σ Phase



Berlayar P P (Watt) (VA) R S



T



0,8



0,75



3



4 HP



3,97



1,05



1,05



1,05



0,5



0,8



1



1 HP



0,93



0,465



-



-



Daya (KW ) ; P(VA) = 0,746



P(Watt ) ; VA sesungguhnya = cos 



Daya (VA) ; SPEC



1HP = 0,746 kwatt = 746watt. Daya(watt) = P(watt) * 0,746. VA = P(VA) * cos



LOAD CALCULATION OF EQUIPMENT ( ELECTRICAL EQUIPMENT ) 1. Load calculation engine service system.  System bahan bakar.  System pelumasan.  System pendinginan.  System udara start. System-system di atas merupakan data teknik engine. 2. Ship service system atau sistem untuk melayani kapal.  System dilga, yaitu sistem untuk drynase / membuang kotoran yang berupa cairan /minyak keluar kapal.  Sistem ballast, yaitu sistem yang berfungsi untuk menjaga kestabilan cairan kapal dan untuk untuk memindahkan cairan dari satu tanki ballast ke tanki ballast yang lain atau dari luar kapal ke dalam kapal agar kapal tetap berada pada posisi yang dikehendaki.  Fire pump, yaitu pompa yang berfungsi sebagai pompa pemadam kebakaran.  System sanitasi, yaitu sistem yang digunakan untuk keperluan mandi, mencuci dan masak. 3. System bongkar muat.  Deck crane. 4. Deck mechinery.  Wind lass (jangkar, yaitu alt untuk menaikan / menurunkan jangkar.  Mooring winch (alat untuk menambatkan kapal), yaitu alat untuk menaikan kapal.



22



 Staring gear (alat kemudi), yaitu alat yang berfungsi untuk menghidupkan kapal. 5. Beban pendingin (fresh chamer). 6. beban control dan automation. Berikut imi sistem-sistem umum di kapal yang perlu dipertimbangkan untuk perhitungan beban kelistrikan kapal: 1. Ruang Kontrol Mesin (Engine Control Room), salah satu ruangan didalam kamar mesin dimana semua alat-alat kontrol mesin-mesin yang beroperasi dipasang, termasuk sistem kontrol energi listrik, agar pengawasan terhadap mesin-mesin lebih efektif dan efisien. 2. Mesin Induk (Main Propulsion Engine), suatu instalasi mesin yang terdiri dari berbagai unit/sistem pendukung dan berfungsi untuk menghasilkan daya dorong terhadap kapal, sehingga kapal dapat berjalan maju atau mundur. 3. Mesin-mesin Bantu (Auxiliary Engines), unit-unit dan instalasi-instalasi permesinan yang dibutuhkan untuk membantu pengoperasian kapal, termasuk untuk mesin induk, operasi muatan, pengemudian, navigasi dll., termasuk, tetapi tidak terbatas pada mesin-mesin dibawah ini. 4. Mesin Generator (Generator Engine), suatu instalasi mesin / unit penggerak generator atau pembangkit tenaga listrik, merupakan salah satu mesin bantu yang paling penting dikapal untuk menghasilkan tenaga / energi listrik. Jenis mesin ini biasanya mesin Diesel, kecuali dikapal yang menggunakan uap sebagai energi panasnya, mesin ini digerakkan dengan turbin uap. 5. Generator, bagian yang menjadi satu dengan mesin generator yang mampu membangkitkan energi atau arus listrik yang dibutuhkan untuk operasi kapal seperti menjalankan motor-motor listrik untuk mesin kemudi, pompa, kompresor udara, dll., serta untuk penerangan, pemanas, dll., 6. Pompa-pompa (Pumps), alat untuk memindahkan zat cair seperti air tawar, air laut, bahan bakar dan lain-lain, yang biasanya dilengkapi dengan sistem perpipaan, termasuk katup isap, katup tekan dan katup-katup lain, saringan, tangki-tangki, alatalat pengaman dll. Jenis-jenis pompa a.l.: 7. Pompa Pendingin Air Tawar (Fresh Water Cooling Pump), untuk memindahkan sekaligus men-sirkulasikan air tawar melalui berbagai sistem pipa-pipa, pendingin (cooler), tangki ekspansi, berbagai katup, saringan dan lain-lain, berfungsi untuk mendinginkan blok silinder/badan mesin penggerak akibat terjadinya pembakaran didalam silinder mesin. 8. Pompa Pendingin Air Laut (Sea Water Cooling Pump), yang mengisap air laut diluar kapal dan mensirkulasikannya untuk mendinginkan air tawar, minyak lumas dan lainlain agar temperaturnya tetap pada temperatur yang dikehendaki. Setelah digunakan, air laut ini kembali dibuang ke laut. 9. Pompa Servis Umum (General Service Pump), unit pemindah air laut yang mempunyai fungsi ganda, artinya bisa digunakan untuk berbagai keperluan seperti pendingin air tawar, minyak lumas, juga untuk mengalirkan air laut untuk pemadaman kebakaran, dan lain-lain. 10. Pompa Minyak Lumas (Lube Oil Pump), unit pemindah minyak lumas yang dibutuhkan untuk melumasi bagian-bagian mesin yang saling bergesekan, sekaligus menyerap panas yang ditimbulkan akibat gesekan tersebut. Minyak lumas ini disirkulasikan melalui unit pendingin agar temperatur tidak melebihi ketentuan.



23



11. Pompa Bahan Bakar (Fuel Oil Pump), terdiri dari berbagai unit, misalnya pompa transfer untuk memindahkan bahan bakar dari satu tangki ke tangki lain, atau pompa booster untuk mengalirkan bahan bakar ke unit-unit separator, dan/atau ke mesinmesin dimana bahan bakar ini akan dibakar didalam silinder. 12. Pompa Ballast (Ballast pump), pompa yang digunakan untuk mengisi dan mengosongkan air laut ke dan dari tangki-tangki balas di kapal. Tangki-tangki ini dimaksudkan untuk menyeimbangkan kapal agar tegak dan tidak miring, atau untuk memperbaiki stabilitas kapal agar nilai GM-nya tetap positif, terutama sewaktu kapal dalam pelayaran tanpa muatan. 13. Pompa Got (Bilge Pump), salah satu pompa yang fungsinya untuk membuang air berminyak (oily water) yang ada di got (bilge) kamar mesin. Pompa ini harus dilengkapi unit separator air berminyak (oily water separator), agar cairan yang dibuang kelaut mengandung minyak tidak lebih dari 15 ppm. 14. Pompa Sanitair (sanitary pump), baik untuk air tawar maupun air laut, yaitu pompa untuk menyalurkan air tawar maupun air laut ke sistem sanitair kapal, yaitu ke kamarkamar mandi dan WC. 15. Kompresor Udara (Air Compressor), unit yang berfungsi menyediakan udara dengan tekanan tertentu, biasanya antara 20 – 30 bar) untuk berbagai kebutuhan, terutama untuk start mesin induk. 16. Botol Udara (air bottle), unit penyimpan udara bertekanan tinggi 17. Mesin Pendingin (Refrigerator), suatu instalasi permesinan yang terdiri dari kompresor, pendingin media pendingin, kondensor, katup ekspansi, evaporator dan lainlain, yang ditujukan untuk mendinginkan satu ruangan atau lebih ruangan untuk menyimpan bahan makanan diatas kapal. 18. Mesin Tata Udara, suatu instalasi permesinan seperti halnya mesin pendingin, tetapi tujuannya mendinginkan ruangan-ruangan seperti salon, kabin-kabin awak kapal, dll., agar suhunya rendah dan nyaman 19. Pemindah Panas (Heat Exchanger), terdiri dari: 20. Pendingin (Cooler) untuk Udara, Air Tawar, Minyak Lumas, dll., yaitu unit yang berfungsi menurunkan temperatur suatu zat yang menjadi akibat operasi mesin, agar temperaturnya konstan dan tidak melebihi ketentuan. Di unit ini selalu ada zat yang akan didinginkan dan zat atau media pendingin yang biasanya terdiri dari air laut. 21. Pemanas (Heater) untuk Bahan Bakar, Minyak Lumas, Air Tawar, dll., yaitu peralatan untuk memanaskan suatu zat, misalnya bahan bakar agar kekentalannya turun, atauk memanaskan ruangan dimusin dingin, dll. 22. Kondensor (Condenser), yang pada dasarnya berfungsi untuk merubah bentuk zat dari uap atau gas menjadi bentuk cair. Unit ini biasanya terdapat pada turbin uap dan mesin pendingin. 23. Ketel Uap (Steam Boiler), instalasi yang berfungsi untuk merubah air (tawar) menjadi uap yang mem[unyai tekanan lebih dari 1 bar. Uap ini digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti menjalankan mesin atau turbin uap, media pemanas berbagai zat atau ruangan-ruangan akomodasi diwaktu musin dingin atau didaerah dingin. Bahkan sering digunakan didapur untuk keperluan berbagai alat pemanas makanan / minuman. 24. Ketel Gas Buang (Exhaust Gas Boiler), yang terdapat pada kapal-kapal yang menggunakan mesin Diesel sebagai mesin induknya. Sewaktu mesin induk jalan, untuk menghemat bahan bakar, maka pemanasan air untuk dijadikan uap dilakukan dengan memanfaatkan panas gas buang mesin induk yang tidak terpakai lagi. 25. Mesin-mesin Dek (Deck Machineries), unit-unit atau instalasi permesinan yang dibutuhkan untuk operasi kapal, termasuk sewaktu berlayar dilaut, maupun selama 24



operasi muatan di pelabuhan. Unit-unit ini dioperasikan oleh awak kapal bagian dek, namun perawatan dan perbaikannya dibawah tanggung jawab awak kapal mesin. 26. Mesin Kemudi (Steering Gear), instalasi penggerak daun kemudi untuk merubah arah / haluan kapal. Unit mesinnya terletak diburitan, diatas batang kemudi, namun dapat dioperasikan dari anjungan melalui unit telemotor. 27. Mesin Jangkar (Windlass), unit mesin yang berada dihaluan kapal, untuk menurunkan dan menaikkan jangkar sewaktu berlabuh diluar pelabuhan. 28. Mesin Kapstan (Penarik tali tambat), unit yang dibutuhkan untuk menggulung dan/atau mengulur tali tambat, sewaktu kapal akan sandar atau lepas dari dermaga. 29. Mesin Pengangkat Muatan (Crane), unit-unit mesin untuk mengangkat muatan keatas kapal dan memasukkannya kedalam palka (ruang muat kapal) atau menaikkan muatan jika akan dibongkar ke dermaga. 30. Pembangkit Air Tawar (Fresh Water Generator), suatu unit pembangkit air tawar, atau merubah air laut menjadi air tawar dengan cara menguapkan air laut kemudian diembunkan sehingga menjadi air tawar. 31. Pemisah Zat Cair (Separator), terdiri dari: 32. Pemisah Bahan Bakar (Fuel Oil Separator), suatu unit permesinan yang gunanya untuk memisahkan bahan bakar dengan zat-zat lain, terutama air dan endapanendapan yang terkandung didalam bahan bakar sehingga bahan bakar yang akan disuplai ke mesin tetap murni dan bersih. 33. Pemisah Minyak Pelumas (Lube Oil separator), unit pemisah minyak lumas, biasanya hanya untuk minyak lumas mesin induk, agar terpisah dari air dan kotoran-kotoran lain, sehingga kualitas minyak lumas tetap terjaga. 34. Pemurni Bahan Bakar (Purifier), hampir sama dengan separator bahan bakar, tetapi disini fungsinya untuk memisahkan bahan bakar dengan air dan zat-zat lain yang tidak diinginkan. 35. Penjernih (Clarifier) untuk bahan bakar, yang fungsinya hampir sama dengan separator, hanya disini bahan bakar akan dijernihkan dan dipisahkan dari endapanendapan atau lumpur-lumpur yang belum dapat dipisahkan oleh purifier. Biasanya unit ini dipasang seri dengan purifier untuk menghasilkan bahan bakar yang benarbenar murni dan jernih. 36. Separator Air Berminyak (Oily Water Separator), untuk memisahkan air got kamar mesin dari kandungan minyak akibat kebocoran minyak yang jatuh ke got kamar mesin. Sesuai peraturan MARPOL, air yang dibuang ke laut tidak boleh mengandung minyak lebih dari 15 ppm. 37. Pembakar (Incinerator), suatu unit yang digunakan untuk membakar sampah-sampah dan minyak-minyak kotor yang tidak boleh dibuang ke laut sesuai peraturan yang tercantum didalam MARPOL. 38. Instalasi Pembuang Kotoran (Sewage Plant), digunakan untuk menampung dan kemudian membuang ke laut, kotoran-kotoran manusia setelah diberi bahan penetral. 39. Main Switch Board (Papan Penghubung Induk), suatu unit sistem listrik kapal yang biasanya dipasang di ruang kontrol, dimana arus listrik dari setiap generator dikontrol dan didistribusikan keseluruh bagian kapal yang perlu melalui papan-papan distribusi. 40. Distribution Board (Papan Distribusi), bagian sistem distribusi dari main switchboard yang ditempatkan diberbagai lokasi untuk memudahkan kontrol pemakaian arus listrik. Dari sini arus listrik didistribusikan lagi ke unit-unit yang memerlukan melalui kotak-kotak distributor. 41. Distribution Box (Kotak Distribusi), bagian dari papan distribusi, biasanya dilengkapi dengan switch-switch untuk starter jika arus listriknya digunakan untuk menjalankan motor listrik. 25



42. Motor Listrik (Electric Motor), suatu unit penggerak dengan energi listrik untuk menggerakkan alat-alat tertentu seperti pompa, kompresor, separator dan lain-lain. 43. Mesin-mesin Darurat (Emergency Engines) 44. Generator Darurat (Emergency Generator), yang digunakan jika tiba-tiba terjadi “black-out) akibat tidak berfungsinya generator. Generator ini bekerja secara otomatis atau manual atau dapat juga digantikan dengan sistem baterei (accumulator) yang bekerja secara otomatis. Generator darurat dapat distart dengan tangan atau dengan baterei. 45. Kompresor Udara Darurat (Emergency Air Compressor), yang akan difungsikan jika kompresor udara rusak dan tidak dapat difungsikan karena tidak ada arus listrik yang menggerakkan motornya. Kompresor ini dijalankan dengan mesin tersendiri dan dapat distart dengan tangan. PERFORMANCE GENERATOR PUTARAN GENERATOR : Ns =



120 f P



Dimana:



P = jumlah kutub. f = frekuensi generator.



Contoh soal: 1. Bila diketahui data engine sebagai berikut : F = 50 HZ Jumlah kutub = 4 Power = 5 Cos φ = 0,8 V = 220 volt Maka putaran generator (ns) =



120 * 50 4



= 1500 rpm.



Sedangkan engine yang ada: P = 3 kw SFC = 250 gr / kwh Temperature = 450 celcius Dimana data engine tersebut tidak memenuhi perhitungan engine diatas.maka solusinya adalah dengan: a. Menaikan putarannya :



D/G



GENER ATOR



26



b. Memasang gear box :



D/G



GENER ATOR



2400



1500 Gear Box



Maka : Putaran optimal engine 2400. Power optimal = 4,2 – 5,2 kw. SFC = 235 gr / kw jam. Daya yang dihasilkan = 2 kw – 5,5 kw. Rasio putaran =



2400 Ne = = 1,6 1500 ng



Menghitung tanki harian bahan bakar : Kerugian selama satu hari , 5 kw. SFC



= 235 gr kwh.



gr



= 235 * 24 * 5



= 28.200 gr.



Gr



= 250 * 24 * 5



= 30.000 gr.



Kerugian = 1800 gr = 1.8 kg. Massa jenis bahan bakar = 0,8 kg / liter. Volume =



1,8 massa = = 2,25 liter. massa jenis 0,8



2. Sebuah kapal ikan membutuhkan daya 6 kw. Generator yang dipakai memiliki spesikasi sebagai berikut : frekuensi = 50 HZ Jumlah kutub = 2 Cos φ = 0,8 Tentukan beraopa daya yang dihasilkan, SFC, dan temperatur sebelum dan sesudah modifikasi gear box ? Penyelesaian : Diketahui : f = 50 Hz Jumlah kutub = 2



27



Cos O =0.8 P = 6 kw Ditanya : Daya ( P ) ……..? SFC…….............? Temperature……? Jawab : Ns =



120 * 50 120 * f = = 3.000 rpm. P 2



Daya yang dihasilkan = 7 kw. SFC = 245 gr / kwh. Temperatur = 500 celcius. Maka dengan kondisi seperti ini tidak perlu dimodifikasi lagi , karena daya tersebut sudah memenuhi dan SFC-nya tetap ( 240 – 250 ). Merancang tanki bahan bakar : Gr bahan bakar



= SFC * 24 * 6 = 245 * 24 * 6 = 35.280 gr = 35.28 kg



Volume =



35,28 massa = = 44,1 liter massajenis 0,8



VA sesungguhnya = Vt + 15 % * Vt = 44,1 + 15 % * 44,1 = 50,715 l



28



PT. PAL INDONESIA (PERSERO) DIVISION OF TECHNOLOGI ELECTRIC & ELECTRONIC DEPARTMENT Name of Ship : Anchor handling tug supply Ship dimension : Lpp = m, B = m, D= m, Number of Ship : M000183/215 Owner : Pertamina Tongkang Designer : PT. PAL INDONESIA Classification : ABS Main Generator Set : 375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets, Em'cy Gen.Set :375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets Shaft Alternator :375 kVA (300 kW), 450 V, 60Hz,AC 3ph, 2 Sets SUMMARY OF GENSET LOAD BALANCE Normal Cargo Anchor DESIGNATOR At in Port Sea Mooring Operation Handling Going a. Intermittent Load a.1 Total Load (kW) a.2 Diversity Factor a.3 Necessary Power (kW) [a.1. a.2] b. Continous Load (kW)



Towing



Em'cy Service



81,09 0,7



57,17 0,7



50,93 0,7



33,86 0,7



16,66 0,7



56,69 0,7



13,16 0,7



56,76 118,9



40,02 163,66



41,78 282,62



9,21 30,29



175,6



203,67



23,7 827,58 359.05 492.23



11,66 308,7



c. Total Load [a.3.+b] d. Genset Service (kW) d.1 Genset No.1 & 2 (@ 300kW) d.2 Shaft Alternator (600 kW) d.2 Em'cy Genset (50 kW) e.Load Factor Genset (%)



35,35 569,85 395.05 492.23



320,36



324,4



39,5



300



600



600



600



600



58,54



33,95



59.84 82.04



f. Operational



1 D/G 1 D/G + 1 PTO



1 PTO



59.84 82.15 1 PTO + 2 D/G



2 D/G



1 D/G



g. Stand-By



300 600



600 50



1 PTO



53,39



54,7



2 D/G 1 D/G + 1 PTO



1 PTO



79



2 D/G



29



Gambar Listrik Pembuat kapal (galangan) biasanya menyediakan bermacam macam gambar untuk sistem kelistrikan di kapal. List detail gambar spesifikasi sistem kelistrikan kapal tersebut adalah : 1. One line Diagram untuk Sistem Distribusi Daya 2. Isometric wiring diagram untuk sistem feeders dan mains daya 3. Isometric wiring diagram untuk feeders lighting sistem 4. Elementary dan isometric wiring diagram untuk sistem komunikasi interior dan elektronik 5. Deck Arrangement Plans untuk Daya, lighting, sistem komunikasi interior dan elektronik 6. List Sistem tenaga feeders dan mains 7. List motor dan controller 8. Lokasi dan detail jalannya kabel (wireway) 9. Analisis beban listrik pada pembangkit listrik 10. Analisa kegagalan arus dan kalkulasi voltage dip 11. Aplikasi dan koordinasi peralatan pelindung 12. Diagram skema switchboard dan instrumentasi Lambang-Lambang Denah ruangan yang akan dilengkapi dengan instalasi umumnya digambar dengan skala 1:100 atau 1:50. Pada denah ini digambar instalasi yang akan dipasang, dengan menggunakan lambang-lambang yang berlaku. Di dalam atau disamping lambang dapat ditambahkan penjelasan-penjelasan khusus bila diperlukan. Apabila ada alat yang lambangnya belum dibakukan, maka dipilih suatu lambang yang artinya dijelaskan dalam gambar. Jenis-jenis gambar Gambar elektro teknik memberi keterangan tentang pelaksanaan instalasi listrik dan pembuatan peralatan listrik Gambar harus jelas dan mudah dibaca, hanya yang perlu saja harus digambar. A. Gambar berdasarkan tujuannya dibagi : 1. Diagram yang bersifat menjelaskan : - diagram dasar



30



- diagram lingkaran arus



- diagram instalasi



31



2. Diagram-diagram pelaksanaan : - diagram pengawatan



B. Gambar berdasarkan cara menggambar : 1. Cara menggambar dengan garis ganda Setiap hantaran digambar dengan garis tersendiri



2. Cara menggambar dengan garis tunggal Dalam diagram garis tunggal hantaran-hantaran sejenis digambar dengan satu garis dengan beberapa garis lintang kecil



32



33



34



35



36



Untuk pemasangan suatu instalasi listrik, lebih dahulu harus dibuat gambar-gambar rencananya berdasarkan denah bangunan, dimana instalasinya akan dipasang. Juga spesifikasi dan syarat-syarat pekerjaan yang diterima dari pemilik bangunan atau pemesan, harus diperhatikan. Gambar-gambarnya harus jelas, mudah dibaca dan dimengerti. Gambar denah bangunannya biasanya disederhnakan. Dinding-dindingnya digambar dengan garis tunggal, agak tipis. Saluran-saluran listriknya, karena lebih penting, digambar lebih tebal. Supaya gambarnya rapi, harus dipilih tebal garis yang tepat. A. Gambar situasi, untuk menyatakan letak bangunan, dimana instalasinya akan dipasang dan berikut gambar denah instalasi



B. Gambar instalasi, meliputi : -



Rencana penempatan semua peralatan listrik yang akan dipasang dan sarana pelayanannya, misal titik lampu, saklar, kotak kontak, perlengkapan hubung bagi dsb.



-



Rencana penyambungan peralatan listrik dan alat pelayanannya, misal antar lampu dan saklarnya, motor dengan pengasutnya dsb



-



Data teknis yang penting dari setiap peralatan listrik yang akan dipasang



37



C. Diagram instalasi garis tunggal, meliputi -



Diagram perlengkapan hubung bagi, dengan keterangan mengenai ukuran atau daya nominal setiap komponennya



-



Keterangan mengenai beban yang terpasang dan pembagiannya



-



Ukuran dan jenis hantaran yang akan digunakan



-



Sistem pentanahannya



38