PLUGGING BREAKING

PRAKTIKUM TEKNIK KONTROL INDUSTRI

PERCOBAAN XII

PLUGGING BREAKING

       I.            TUJUAN

Setelah melakukan percobaan ini maka mahasiswa diharapkan dapat :

1.      Mahasiswa memahami fungsi dan tujuan dari rangkaian AC motor plugging

2.      Mahasiswa memahami prinsip kerja dari rangkaian AC motor plugging

3.      Mahasiswa mampu membuat program PLC untuk rangkaian AC motor plugging

    II.            DASAR TEORI

Metode pengereman motor listrik dapat dilakukan secara elektrik, yaitu dengan metode pengereman dinamis dan metode pengereman pluging. Kedua metode pengereman motor secara elektrik tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan masing – masing. Metode pengereman secara dinamis dan pluging memiliki tujuan yang sama, yaitu sama-sama bertujuan untuk menghentikan putaran motor listrik dengan lebih cepat. Secara lebih detil kedua metode pengereaman motor tersebut dapat diuraikan sebagai berikut :

A.  Metode Pengereman Dinamis

 Pengereman yang dilakukan dengan melepaskan jangkar yang berputar dari sumber tegangan dan memasangkan tahanan pada terminal jangkar. Oleh karena itu kita dapat berbicara tentang waktu mekanis T konstan dalam banyak cara yang sama kita berbicara tentang konstanta waktu listrik sebuah kapasitor yang dibuang ke dalam sebuah resistor. Pada dasarnya, T adalah waktu yang diperlukan untuk kecepatan motor jatuh ke 36,8 persen dari nilai awalnya. Namun, jauh lebih mudah untuk menggambar kurva kecepatan-waktu dengan mendefinisikan konstanta waktu baru T_o yang merupakan waktu untuk kecepatan dapat berkurang menjadi 50 persen dari nilai aslinya.

B.  Metode Pengereman Secara Plugging

 Kita bisa menghentikan motor bahkan lebih cepat dengan menggunakan metode yang disebut plugging. Untuk mencegah suatu hal yang tidak diinginkan, kita harus membatasi arus balik dengan memperkenalkan sebuah resistor R dalam seri dengan rangkaian pembalikan. Seperti dalam pengereman dinamis, resistor dirancang untuk membatasi pengereman awal arus I₂ sampai sekitar dua kali arus beban penuh.

 III.            ALAT DAN BAHAN

1.      Zeliosoft 2 Application

2.      PLC Module

3.      Motor Induksi 3 Fasa

4.      Kabel Penghubung

 IV.            I/O CONNECTION

    V.            LADDER DIAGRAM

 VI.            TIMING DIAGRAM

VII.            ANALISA PERCOBAAN

Plugging Braking ini dilakukan untuk mempercepat proses pengereman pada motor. Metode ini dilakukan dengan cara membalik arah medan putar dari stator saat rotor dalam keadaan berputar, sehingga terdapat gaya yang melawan arah dari gaya putar rotor. Pada penerapannya pembalikan arah ini tidak boleh sampai mengakibatkan arah putaran rotor berbalik. Karena itu disini dipakai sensor kecepatan yang digunakan untuk memutus rangkaian pembalik arah medan putar stator saat kecepatan putar rotor di bawah kecepatan yang telah ditentukan. Untuk mengatur sistem pengereman ini, maka digunakanlah PLC yang akan mengatur kapan medan putar stator akan membalik.

            Pada percobaan ini kami melakukan pemrograman PLC yang digunakan untuk mengontrol Pengereman Plugging dari sebuah motor induksi 3 phasa. Berikut ini adalah program Ladder Diagram dari PLC:

            Dari program tersebut, saat tombol start ditekan, Kontaktor Forward akan On. Saat tombol stop ditekan Kontaktor Reverse yang akan membalik medan putar stator akan On sampai kecepatan rotor dibawah kecepatan yang telah ditentukan.

            Pada program diatas, saat Tombol Start ditekan, Coil Forward akan On. Contact Normally Open dari Forward yang diparalel dengan tombol Start berfungsi untuk interlock. Sehingga saat tombol Start dilepas, Coil Forward akan tetap On. Pada awal ladder terdapat kontak Normally Close (NC) dari tombol Stop dan Over Load Relay (OLR). Apabila salah satu dari kontak ini aktif misalnya tombol Stop ditekan atau OLR aktif, maka Coil Forward akan Off. Selain itu terdapat pula kontak Normally Close (NC) dari Reverse yang digunakan untuk memastikan Coil Forward dan Reverse tidak On secara bersamaan. Jadi saat Coil Reverse On, Coil Forward tidak akan bisa On walaupun tombol Start ditekan.

            Rung di atas digunakan untuk mengaktifkan Kontaktor Bantu / Auxiliary Contactor (M1). Saat kecepatan rotor lebih tinggi dari kecepatan yang telah ditentukan, kontak A3 yang Normally Open (NO) akan close. Dan karena kontak Forward telah On maka Coil dari M2 akan On. Saat tombol stop ditekan, Coil M1 akan tetap on karena terdapat kontak NO M1 yang diparalel dengan kontak M2 yang berfungsi sebagai interlock. Coil M1 ini akan tetap On sampai kontak sensor kecepatan open yang berarti kecepatan rotor sudah di bawah batas yang telah ditentukan.

            Rung diatas digunakan untuk mengaktifkan Coil Reverse yang berfungsi untuk membalik arah medan putar stator. Saat kecepatan rotor lebih tinggi dari kecepatan batas, Coil M1 akan on sehingga kontak NO dari M1 akan Close. Apabila tombol stop ditekan atau OLR aktif, Coil Forward akan Off. Sehingga kontak NC dari Forward akan Close. Pada kondisi ini, Coil Reverse akan On, sehingga arah medan putar stator akan terbalik yang akan mempercepat proses pengereman. Saat kecepatan rotor sudah di bawah batas yang telah ditentukan, Coil M1 akan Off sehingga kontak M1 akan open. Hal itu akan memutus rangkaian Coil Reverse, sehingga Coil Reverse akan Off. Hal ini dilakukan untuk mencegah rotor berputar dengan arah yang berlawanan.

VIII.            KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1.    Plugging Breaking adalah percepatan proses pengereman pada motor

2.    Coil Reverse digunakan untuk mencegah rotor berputar dengan arah yang berlawanan

3.    Rangkaian AC motor plugging breaking merupakan metode pengereman motor secara elektrik dan otomatis

4.    Kecepatan dari motor dibatasi oleh sensor kecepatan

5.    Rangkaian AC motor plugging breaking ini juga berfungsi sebagai pengaman pada motor, agar motor tidak berputar melebihi dari kecepatan yang telah diatur.

Kontrol Motor Star-Delta (Y/D)

TEKNIK KONTROL INDUSTRI

PERCOBAAN X

 STAR / DELTA ( ) STARTER

     I.          TUJUAN

Setelah melakukan percobaan ini maka mahasiswa diharapkan dapat :

1.   Mahasiswa memahami fungsi dan tujuan dari rangkaian star () /delta () starter

2.   Mahasiswa memahami prinsip kerja dari rangkaian star () /delta () starter

3.   Mahasiswa mampu membuat program PLC untuk rangkaian star () /delta () starter

  II.          DASAR TEORI

Rangkaian star () /delta () starter ialah sirkuit yang paling sering dipakai buat mengoperasikan motor tiga phase karena memiliki cukup besar daya. Untuk menggerakkan motor tersebut memang diperlukan daya awal yg besar, serta dengan jenis rangkaian ini dimana rangkaian star dipakai hingga semuanya menjadi stabil akan rangkaiannya dirubah jadi delta.

Rangkaian star () /delta () starter banyak komponen konektor dan timer. Timer tersebut dipakai untuk mengatur waktu berubahnya rangkaian dari star menjadi rangkaian delta, yaitu diantara lima hingga sepuluh detik. Kemudian ada yang namanya Over-Load Relay atau disingkat OLR. Guna dari OLR adalah untuk memotong rangkaian hingga motor menjadi berhenti jika terjadi kelebihan beban.

Sebuah motor listrik 3 fasa dapat digunakan dalam hubungan bintang () atau hubungan segitiga (∆) tergantung pada tegangan jaringannya (jala-jala). Tegangan yang harus dihubungkan ke motor biasanya ditentukan oleh papan nama (name plate) pada motor tersebut, misalnya 220V/380V.

·       Kalau system tegangan jala-jala 220V / 380V, motor ini harus digunakan dalam hubungan bintang (), karena kumparan-kumparannya harus mendapat tegangan 220V

·       Kalau system tegangan jala-jala 127V / 220V, motor ini harus digunakan dalam hubungan segitiga (∆).

·       Starting bintang segitiga dimaksudkan untuk mengurangi arus starting dari motor 3 fasa, karena pada motor yang berdaya besar, arus start berpengaruh besar.

Dengan starting ini dimaksudkan untuk menjaga agar lebih terkontrol, karena setelah beberapa detik kemudian akan terjadi perpindahan hubungan dari bintang ke segitiga. Dengan dihubungkan segitiga, maka tegangan fase motor berkisar 58% dari tegangan jala-jala motor dan arus startnya sekitar 1/3X arus start bila motor dihubungkan langsung (DOL).

III.          ALAT DAN BAHAN

1.      Modul PLC

2.      Software Zelio Soft

3.      Komputer

4.      Motor Induksi 3 fasa

5.      Kabel Penghubung

IV.            I/O CONNECTION

  V.          LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

1.             Siapkan alat dan bahan.

2.             Rangkaialah alat dan bahan sesuai dengan rangkaian percobaan.

3.             Buat program PLC dengan menggunakan software Zelio Soft 2.

4.             Download program yang telah dibuat ke modul PLC.

5.             Aktifkan semua sumber listrik pada rangkaian dan amati cara kerja rangkaian star delta starter tersebut.

VI.          LADDER DIAGRAM

  

    

VII.            TIMING DIAGRAM

VIII.          ANALISA PERCOBAAN

Untuk mengontrol waktu perpindahan antara dari rangkaian star menjadi rangkaian delta untuk beban motor induksi 3 fasa kita menggunakan fungsi Timer pada PLC. Pada program yang telah kami buat ini Timer diset sebesar 3 detik, jadi apabila program awal di start kemudian berfungsi sebagai rangkaian star (γ) kemudian setelah 3 detik akan berfungsi menjadi rangkaian delta (∆). Maka perpindahan secara otomatis ini lah yang diprogram pada PLC dengan menggunakan ladder diagram.

Karena pada praktikum kali kita melakukan percobaan mengenai rangkaian star () /delta () starter, dimana beban yang digunakan adalah  motor induksi 3 fasa,  /  start ini berfungsi sebagai pengurang jumlah arus start disaat motor untuk pertama kalinya dihidupkan. Seperti yang telah kita ketahui, arus start motor pada saat awal dihidupkan dapat mencapai 7-9 kali dari arus nominalnya atau yang biasa disebut dengan arus inrush. Hal inilah mengapa digunakannya rangkaian star () delta () pada motor-motor tiga fasa untuk mengurangi lonjakan dari arus inrush tersebut. Karena jika tidak diantisipasi dapat menimbulkan kerusakan pada beberapa komponen bahkan pada motor listrik itu sendiri.

Prinsip kerjanya adalah dengan membuat rangkaian star ()  pada awal start, motor listrik 3 fasa menjadi tidak dikenakan tegangan secara penuh, sehingga pada awal start motor induksi 3 fasa dihubungkan dengan cara star (). Kemudian saat motor telah berputar serta arus menjadi menurun, fungsi timer pun berjalan yang akan memindakan dengan otomatis rangkaian menjadi delta (). Dengan berubahnya menjadi delta (), maka arus yang melalui motor akan menjadi penuh. Sehingga motor pun dapat berputar dengan maksimal sesuai dengan name plate yang tertera pada motor induksi 3 fasa tersebut.

IX.          KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1.   Rangkaian star () /delta () starter ini berfungsi mengurangi lonjakan arus saat pertama kali motor induksi 3 fasa dihidupkan.

2.   Rangkaian star () berfungsi agar pada saat awal start motor induksi 3 fasa tidak mendapat tegangan secara penuh, sehingga arus inrush tidak besar.

3.   Rangkaian delta () berfungsi agar motor induksi 3 fasa mendapat tegangan secara penuh, sehingga dapat  berfungsi secara maksimal putaran dari motor tersebut sesuai dengan name plate yang tertera.

4.   Time Delay untuk Rangkaian star () /delta () starter dapat menggunakan fungsi dari Timer pada program PLC dengan menggunakan  ladder diagram.

Load Break Switch

BAB I

PENDAHULUAN

1.         LATAR BELAKANG

P.T. PLN (PERSERO) Sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk mensuply energi listrik dengan se-optimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga keandalan sistem penyaluran dan kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi gardu induk. Hal tersebut harus memperhatikan aspek teknis, ekonomis dan yang sesuai dengan kondisi peralatan yang ada. Load Break Switch dan Fuse cut out adalah suatu pengaman pada jaringan distribusi. Fuse cut out sebagai pengaman lebur yang berfungsi mengamankan jaringan TM dan peralatan kearah GI terhadap hubungan singkat di trafo. Load Break Switch adalah pemutus dan penghubung beban.

2.         TUJUAN PENULISAN

·         Mengetahui pengertian Load Break Switch.

·         Mengetahui cara kerja Load Break Switch.

·         Mengetahui pemasangan Load Break Switch.

3.         BATASAN MASALAH

·         Pembahasan pengertian Load Break Switch.

·         Pembahasan cara kerja dari Load Break Switch.

·         Pembahasan pemasangan Load Break Switch.

BAB II

PEMBAHASAN

1.         PENGERTIAN

Load Break Switch (LBS) merupakan suatu alat pemutus atau penyambung sirkuit pada sistem distribusi listrik dalam keadaaan berbeban. LBS mirip dengan alat pemutus tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB) dan biasanya dipasang dalam saluran distribusi listrik. LBS digunakan untuk pemutusan lokal apabila terjadi gangguan atau ingin dilakukan perawatan jaringan distribusi pada daerah tertentu sehingga daerah yang tidak mengalami gangguan atau perawatan tidak mengalami pemadaman listrik. Pada saat terjadi bencana atau gangguan listrik, seperti gempa, angin ribut, pohon tumbang, dan lain-lain sering terjadi gangguan pada jaringan distribusi seperti kabel tumbang. Pada kasus seperti itu diperlukan tindakan yang cepat dalam memutuskan saluran listrik untuk menghindari bahaya yang dapat ditimbulkan.

Gambar 1.1 Load Break Switch (LBS)

2.         CARA KERJA

LBS yang biasa dipakai PT.PLN (Persero) yaitu LBS tipe SF6 yaitu Tegangan Line Maksimum pada Swicthgear Ratings antara 12kV atau 24kV dengan arus kontinyu 630 A RMS. Media Isolasi Gas SF6 dengan tekanan operasional gas SF6 pada suhu 20 C adalah 200kPa Gauge. Pengoperasian secara manual dapat dilakukan secara independent oleh operator. Tekanan untuk mengoperasikan tuas Max 20 kg. Switch pemutus beban dilengkapi dengan bushing boots elastomeric untuk ruang terbuka. Boots tersebut dapat menampung kabel berisolasi dengan ukuran diameter antara 16 – 32 mm dan akan menghasilkan sistem yang terisolir penuh. Kabel pre-cut yang telah diberi terminal dapat digunakan langsung untuk bushing switch Pemutus Beban dan telah memenuhi persyaratan yang sesuai dengan peralatan tersebut. Namun demikian, untuk kabel, dapat menggunakan yang telah disediakan oleh peralatan tersebut sepanjang masih memenuhi spesifikasi yang ditentukan. Kabel standart yang digunakan dapat dilihat pada tabel 1.1

Tabel 1.1 Standart Kabel yang digunakan pada LBS SF6

Gambar 1.2 LBS dengan Gas SF6

Konstruksi dan Operasi Load Break Switch dan Sectionaliser pada gambar 1.2 dapat diuraikan sebagai berikut. Load Break Swicth menggunakan puffer interrupter di dalam sebuah tangki baja anti karat yang dilas penuh yang diisi dengan gas SF6. Interrupter tersebut diletakkan secara berkelompok dan digerakkan oleh mekanisme pegas. Ini dioperasikan baik secara manual maupun dengan sebuah motor DC dalam kompartemen motor di bawah tangki. Listrik motor berasal dari batere-batere 24V dalam ruang kontrol. Transformer-transformer arus dipasang di dalam tangki dan dihubungkan ke elemen-elemen elektronik untuk memberikan indikasi gangguan dan line measurement. Terdapat bushing-bushing epoksi dengan transformer tegangan kapasitif, ini terhubung ke elemen-elemen elektronik untuk memberikan line sensing dan pengukuran. Elemen-elemen elektronik kontrol terletak dalam ruang kontrol memiliki standar yang sama yang digunakan untuk mengoperasikan swicthgear intelijen, yang dihubungkan ke swicthgear dengan kabel kontrol yang dimasukkan ke Swicth Cable Entry Module (SCEM) yang terletak di dalam kompartemen motor. Karena LBS ingin dioperasikan dengan menggunakan sistem SCADA atau secara remote, maka pada LBS ditambahkan sebuah panel kontrol yang dihubungkan dengan RTU (Remote Terminal Unit). Berikut adalah gambar dari box panel rangkaian kontrol RTU dan LBS (Gambar 1.3).

 

Gambar 1.3 Kotak panel RTU dan LBS

Berdasarkan gambar 1.3 diatas dapat kita lihat bahwa dengan menggunakan sistem SCADA LBS memiliki panel kontrol yang terhubung dengan RTU.

Gambar 1.4 Penel Kontrol LBS

Berdasarkan gambar 1.4 di atas terdapat beberapa macam tombol dan socket panel kontrol tersebut. Fungsi dari masing – masing bagian panel tersebut adalah sebagai berikut :

1. Battery Test Terminal : digunakan untuk mengecek power (battery) yang digunakan pada LBS untuk menggerakan motornya.

2. LED for Locking (Control & Switch) : sebuah lampu tanda yang berfungsi untuk menunjukkan bahwa LBS dalam posisi control (remote) atau switch (manual)

3. LED for Low Gas Pressure : lampu tanda yang berfungsi untuk memberitahukan kepada operator (dispatcher) yang ada di UPD bahwa Gas SF6 yang ada pada LBS dalam keadaan low / kurang.

4. Lamp Test Button : lampu yang digunakan untuk mengetes panel apakah sudah dapat beroperasi / sumber sudah masuk kedalam rangkaian panel

5. Operation Local / Remote : saklar yang digunakan untuk memposisikan LBS dioperasikan secara local atau remote (menggunakan sistem SCADA)

6. Control Lock / Unlock :  saklar yang berfungsi untuk mengunci atau membuka kontrol remote.

7. Open / Close  & LED Indicator : merupakan tombol tekan dan lampu tanda yang berfungsi untuk mengetes rangkaian kontrol LBS sudah dapat beroperasi dengan normal. Apabila ditekan tombol open maka lampu diatas open akan menyala dan sebaliknya.

8. Fuse for Control Circuit Protection : sebagaimana dengan fungsi fuse pada umumnya, fuse ini digunakan sebagai pengaman rangkaian dari arus lebih atau short circuit pada rangkaian.

9. Power ON / OFF : sebagai saklar utama untuk menghidupkan atau mematikan panel kontrol LBS 10. LED Indicator for Battery charging , Low Battery & battery test button: merupakan lampu tanda dan tombol yang menunjukkan bahwa battere sedang di charge atau batere dalam keadaan lemah (low), serta tombol yang digunakan untuk mengetes batere apakah sudah terpasang pada rangkaian atau tidak.

Agar dapat dioperasikan dengan menggunakan sistem SCADA panel kontrol LBS harus dihubungkan dengan RTU, menghubungkan panel kontrol dengan RTU diperlukan sebuah pengkabelan (wiring) yang benar  agar dapat beroperasi dengan benar dan normal.

BAB III

KESIMPULAN

Sistem Jaringan distribusi memerlukan pengamanan bila terjadi suatu gangguan. Gangguan tersebut berupa gangguan alam maupun gangguan dari kesalahan manusia. Oleh karena itu, untuk mengatasi gangguan tersebut diperlukan alat Load Break Switch atau Fuse Cut Out.

Load Break Switch bekerja bila ada suatu gangguan, secara otomatis akan memutuskan arusnya. Pemutus beban dapat dioperasikan dalam keadaan berbeban dan terpasang pada kabel masuk atau keluar gardu distribusi. Sedangkan Fuse cut out berfungsi untuk mendeteksi adanya gangguan dalam rangkaian dan memutus arus lebih pada harga rating pemutusnya. Sehingga dapat mengamankan jaringan transmisi dari kerusakan.