ii

LAPORAN KERJA PRAKTEK

ANALISA PERHITUNGAN ARUS STARTING PADA

PENGASUTAN MOTOR INDUKSI GBM-301 (FAN

FOR DRYER) DI PUSRI 1B PALEMBANG

Oleh :

Agung Gitrio

G1D010004

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

April 2014

ii

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN KERJA PRAKTEK

ANALISA PERHITUNGAN ARUS STARTING PADA

PENGASUTAN MOTOR INDUKSI GBM-301 (FAN

FOR DRYER) DI PUSRI 1B PALEMBANG

Oleh :

Agung Gitrio

G1D010004

Menyetujui,

Bengkulu, April 2014

Mengesahkan,

Ketua Program Studi Teknik Elektro

Irnanda Priyadi, S.T.,M.T

NIP. 197604102003121001

Dosen Pembimbing KP

Irnanda Pryadi, S.T., MT. NIP. 197604102003121001

Dosen Penguji I Afriyastuti Herawati, ST., MT. NIP. 198205012008122002

Dosen Penguji II Reza Satria R., S.T., M.Eng. NIP. 198006242005011001

4

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Motor induksi tiga fasa merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan

pada perindustrian. Hal ini dikarenakan motor induksi tiga fasa memiliki

kontruksi yang kuat, sederhana, serta mudah dalam pemeliharaanya. Selain itu

motor induksi mempunyai efisiensi yang baik dan putaranya konstan untuk setiap

perubahan beban.

Secara umum motor induksi tiga fasa dapat distartkan baik secara langsung ke

rangkaian ataupun menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke motor selama

priode starting. Motor yang distart pada tegangan penuh akan menghasilkan kopel

start yang lebih besar sehingga arusnya pun besar dibandingan jika motor distart

pada tegangan yang dikurangi. Tegangan yang dikurangi diberikan pada motor

selama priode starting akan mengurangi arus starting, dan pada saat yang sama

manambah waktu percepatan karena kopel start yang berkurang.

Di perusahaan pupuk sriwidjaja peralatan yang paling banyak digunakan pada

umumnya adalah motor induksi tiga fasa. Dimana, motor induksi tiga fasa ini

sangatlah berperan penting dalam proses produksi dalam pabrik bembuatan urea

seperti pada motor induksi yang digunakan pada blower di prilling tower di

PUSRI IB. Motor induksi yang digunakan ini diberi nama Forced Fan For Driyer

(GBM-301) dimana motor induksi ini berfungsi sebagai pengangkat urea cari ke

priling tower dan terjadi perkristalan sehingga menghasilakan serbuk urea yang

siapa di distribusikan.

Motor induksi Forsced Fan For Driyer (GBM-301) sangatlah penting dalam

proses produksi urea, karena apabila motor ini terjadi kerusakan maka produksi

PUSRI IB akan terhenti. Oleh sebab itu motor induksi ini membutuhkan

perawatan dan pengamanan yang baik terutama dalam mengatasi kebakaran

komponen-komponen motor Forced Fan For Driyer yang di akibatkan oleh

tingginya arus starting.

Dilapangan ada beberapa metode starting motor induksi tiga fasa yaitu,

starting langsung (directon-line starting), starting dengan tahanan rotor, starting

5

wye-delta, dan starting dengan autotransformator. Oleh sebab itu penulis

melakukan studi starting motor induksi tiga fasa dengan metode starting langsung

(directon-line starting) di motor Forced Fan For Driyer (GBM-301) sebagai

pengamanan startingnya di PUSRI IB.

1.2. Tujuan

Adapun tujuan penulis dalam pembahasan kerja praktek ini adalah sebagai

berikut:

1) Menganalisa besar arus masukan (starting) dengan metode pengasutan

langsung (directon-line starting) pada motor GBM-301.

2) Menganalisa besar arus masukan (starting) dengan metode pengasutan

Auto-transformator pada motor induksi tiga fasa GBM-301.

3) Perbandingan besarnya arus start metode pengasutan langsung (directon-

line starting) dengan metode pengasutan Auto-transformato.

1.3. Batasan Masalah

Pada laporan Kerja Praktek ini hanya melakukan analisa dan perhitungan

sistem kerja motor induksi GBM-301 dan arus startingnya pada saat berbeban

maupun tidak berbeban.

6

BAB 2

TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

2.1. Sejarah Perusahaan

Gambar 2.1 Pabrik Pupuk Sriwidjaja Palembang [1]

PT Pupuk Sriwidjaja Palembang seperti yg terlihat pada Gambar 2.1 adalah

merupakan anak perusahaan dari PT Pupuk Indonesia (Persero) yang merupakan

Badan Usaha Milik Negara (BUMN). PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

menjalankan usaha di bidang produksi dan pemasaran pupuk. Perusahaan yang

juga dikenal dengan sebutan PT Pusri ini, diawali dengan didirikannya

Perusahaan Pupuk pada tanggal 24 Desember 1959, merupakan produsen pupuk

urea pertama di Indonesia. Sriwidjaja diambil sebagai nama perusahaan untuk

mengabadikan sejarah kejayaan Kerajaan Sriwijaya di Palembang, Sumatera

Selatan yang sangat disegani di Asia Tenggara hingga daratan Cina, pada abad ke

tujuh Masehi.

PT Pupuk Sriwidjaja yang didirikan pada tanggal 24 Desember 1959

merupakan perusahaan yang bertujuan untuk turut melaksanakan dan menunjang

kebijaksanaan dan program pemerintah di bidang ekonomi, dan pembangunan

nasional pada umumnya, khususnya di bidang industri pupuk dan industri kimia

lainnya, melalui usaha produksi, perdagangan, pemberian jasa, dan usaha lainnya.

PT Pupuk Sriwidjaja ditunjuk oleh pemerintah menjadi perusahaan induk (holding

company) PT Pupuk Sriwidjaja (Persero), berdasarkan PP No.28/1997. Sejak

7

Pemerintah Indonesia mengalihkan seluruh sahamnya yang ditempatkan di

Industri Pupuk Dalam Negeri dan di PT Mega Eltra kepada PUSRI, melalui

Peraturan Pemerintah (PP) nomor 28 tahun 1997 dan PP nomor 34 tahun 1998,

maka PUSRI, yang berkedudukan di Palembang, Sumatera Selatan, menjadi

Induk Perusahaan (Operating Holding) dengan membawahi 6 (enam) anak

perusahaan termasuk anak perusahaan penyertaan langsung yaitu PT Rekayasa

Industri, masing-masing perusahaan bergerak dalam bidang usaha :

PT Petrokimia Gresik yang berkedudukan di Gresik, Jawa Timur.

Memproduksi dan memasarkan pupuk urea, ZA, SP-36/SP-18, Phonska,

DAP, NPK, ZK, dan industri kimia lainnya serta Pupuk Organik.

PT Pupuk Kujang, yang berkedudukan di Cikampek, Jawa Barat.

Memproduksi dan memasarkan pupuk urea dan industri kimia lainnya.

PT Pupuk Kalimantan Timur, yang berkedudukan di Bontang, Kalimantan

Timur. Memproduksi dan memasarkan pupuk urea dan industri kimia

lainnya.

PT Pupuk Iskandar Muda, yang berkedudukan di Lhokseumawe, Nangroe

Aceh Darussalam. Memproduksi dan memasarkan pupuk Urea dan

industri kimia lainnya.

PT Rekayasa Industri, yang berkedudukan di Jakarta, Bergerak dalam

penyediaan Jasa Engineering, Procurement & Construction (EPC) guna

membangun industri gas & minyak bumi, pupuk, kimia dan petrokimia,

pertambangan, pembangkit listrik (panas bumi, batu bara, micro-hydro,

diesel).

PT Mega Eltra, yang berkedudukan di Jakarta dengan bidang usaha

utamanya adalah Perdagangan umum .

Pada tahun 2010, dilakukan Pemisahan (Spin Off) dari PerusahaanPerseroan

(Persero) PT. Pupuk Sriwidjaja disingkat PT. Pusri (Persero) kepada PT. Pupuk

Sriwidjaja Palembang.

Adanya Perubahan Anggaran Dasar PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

melalui Akte Notaris Fathiah Helmi, SH nomor 14 tanggal 12 November

2010 yang telah disahkan oleh Menteri Hukum dan HAM tanggal 13

Desember 2010 nomor AHU-57993.AH.01.01 tahun 2010.

8

Adanya pengalihan hak & kewajiban / aktiva & pasiva PT. Pusri (Persero)

kepada PT. Pusri Palembang tertuang di dalam Rapat Umum Pemegang

Saham - Luar Biasa (RUPS-LB) tanggal 24 Desember 2010

Serah terima jabatan & pengalihan aktiva pasiva tersebut berlaku efektif 1

Januari 2011

Adapun PT Pusri (Persero) sekarang mengubah namanya menjadi PT

Pupuk Indonesia (Persero) pada tanggal 18 April 2012 dan PT Pupuk

Sriwidjaja Palembang tetap menggunakan brand dan merk dagang Pusri

hingga kini.

2.2. Visi dan Misi Perusahaan

Berdasarkan SK Direktur PT Pupuk Sriwidjaja Palembang No.SK/

DIR/207/2012 tanggal 11 Juni 2012

Visi Perusahaan

"Menjadi Perusahaan Pupuk Terkemuka Tingkat Regional "

Misi Perusahaan

"Memproduksi serta memasarkan pupuk dan produk agribisnis secara

efisien, berkualitas prima dan memuaskan pelanggan "

Tata Nilai Perusahaan

1. Integritas

2. Profesional

3. Fokus pada Pelanggan

4. Loyalitas

5. Baik Sangka

Nilai-Nilai Perusahaan

a. Menempatkan kepuasan pelanggan sebagai prioritas utama

b. Bekerja secara profesional untuk menghasilkan produk dan

memberikan pelayanan prima

c. Mengutamakan keselamatan dan kesehatan kerja ,pelestarian

lingkungan serta memberdayakan masyarakat lingkungan

Makna Perusahaan

"Pusri untuk Kemandirian Pangan dan Kehidupan yang lebih Baik"

9

2.3. Kepemilikan Saham

PT. Pupuk Indonesia (Persero)

PT Pupuk Indonesia (Persero) ditunjuk oleh Pemerintah menjadi

Perusahaan Induk (Holding) yang bergerak dalam kegiatan usaha pupuk,

industri petrokimia,rekayasa,pengadaan, konstruksi dan perdagangan

umum. Gambar 2.2. merupakan logo dari PT. Pupuk Indonesia (Persero).

Gambar 2.2 Logo PT.Pupuk Indonesia [2]

PT Pupuk Sriwidjaja Palembang

Didirikan pada tanggal 12 Nopember 2010 dengan kegiatan usaha

produksi dan pemasaran pupuk serta industri kimia lainnya yang

merupakan hasil spin off dari PT Pupuk Sriwidjaja (Persero) selaku

Holding (sekarang berganti nama menjadi PT Pupuk Indonesia (Persero)).

Sampai tahun 2010 memiliki kapasitas terpasang per tahun pupuk urea

sebanyak 2.262.000 ton dan 1.499.000 ton amonia. Beberapa anak

perusahaan yang berada di bawahnya memproduksi melamin, fabrikasi

peralatan pabrik yaitu PT Sri Melamin Rejeki dan PT Puspetindo. Gambar

2.3 merupakan logo PT. Pupuk Sriwidjaja (PUSRI).

Gambar 2.3 Logo PT. PUSRI [3]

10

2.4. Sistem Managemen dan Struktur Organisasi PT PUSRI

Manajemen yang baik akan memberikan kinerja yang baik pula bagi

perusahaan. Oleh karena itu didalam perusahaan besar seperti PT PUSRI

diharapkan setiap sumber daya manusia mulai dari golongan karyawan paling

bawah mampu berkerjasama sehingga kinerja perusahaan dapat terus ditigkatkan

.

2.4.1 Manajemen PT PUSRI

PT PUSRI memakai system organisasi line and staff dengan bentuk

perusahaan perseroan terbatas dan modal pengelolaan pabrik berasal dari

pemerintah.Dewan komisaris selalu memberikan pembinaan dan pengawasan

yang diperlukan. Untuk tugas operasionalnya sesuai dengan SK/DIR/020/2002

tanggal 1 April 2002, pengoperasian PT PUSRI dipimpin oleh dewan direksi yang

dipimmpin oleh direktur utama yang membawahi 5 (lima) orang direktur, yaitu:

1. Direktur Produksi

2. Direktur Komersial

3. Direktur Keuangan

4. Direktur Teknik dan Perekayasaan

5. Direktur Penelitian dan Pengembangan.

2.5 Sistem Kelistrikan PT PUSRI

2.5.1 Gambaran Secara Umum Sistem Kelistrikan di PT PUSRI

Sistem kelistrikan adalah salah satu sistem yang sangat vital atau penting

dalam proses produksi yang terjadi di PT. Pusri, hal itu digunakan untuk menjaga

kesinambungan dari proses produksi itu sendiri, baik digunakan sebagai

penggerak mesin-mesin industri, lampu-lampu penerangan, kontrol sistem

proteksi alat atau mesin-mesin. Jadi utamanya sistem kelistrikan tersebut untuk

menjaga stabilitas proses.

Kebutuhan listrik di PT. Pusri dibangkitkan oleh empat unit pembangkit

utama yang berupa Gas Turbine Generator. Ketiga pembangkit tersebut terletak

pada masing-masing lokasi unit produksi, yaitu PUSRI II (2006-j), PUSRI III

(3006-j), PUSRI IV (4006-j) yang masing-masing berkapasitas 21.588 kVA.

Sedangkan untuk Pusri IB (5006-j) berkapasitas 26,65 kVA. Masing-masing unit

dioperasikan secara paralel melalui syncronizing bus. Semua unit pembangkit

11

tersebut saling terkoneksi untuk melayani semua kebutuhan tenaga listrik secara

keseluruhan, baik untuk proses produksi, perbengkelan, perumahan, dan juga

perkantoran.

Disamping pembangkit/generator utama sebagai pembangkit listriknya,

tersedia juga pembangkit listrik cadangan berbahan bakar diesel untuk keadaan

darurat dengan kapasitas masing-masing 1000 kVA. Yang berfungsi untuk

melayani beban-beban yang sangat kritis apabila pembangkit utama mengalami

gangguan.

Selain itu, masih terdapat sumber tenaga listrik baterai yang dikenal

dengan nama uninteruptable power supply (UPS) yang sangat khusus untuk

melayani beban-beban yang tidak boleh terputus sama sekali, seperti power

supply untuk peralatan instrumentasi dan kontrol. Bagian dari turbin gas pada

umumnya terdiri dari enam bagian utama, yang merupakan komponen utama

yaitu:

1. Starting Motor

Starting motor berfungsi untuk menggerakkan turbin, dan juga sebagai

alat yang akan mengkompresi udara luar didalam kompressor, pada saat start (

sebelum generator diaktifkan ). Jadi motor hanya dipakai sementara saja, dan

putarannya hanya dibawah putaran turbin, yakni 3000 rpm. Starting cluth (

kopling start ) terlepas dan kemudian starting motor dilepaskan.

2. Axial Flow Compressor

Kompressor turbin gas di PT. Pusri terdiri atas 16 tingkat, termasuk

turbin axial yang terpasang seporos dengan turbin, yang berfungsi menghisap

udara dari atmosfer melalui inlet filter untuk menghilangkan kotoran dan di

supply dengan tekanan 6.0 Kg/cm 2 .

Axial flow compressor memiliki fungsi sebagai berikut:

Menyediakan udara yang bersih yang akan dibakar di ruang

pembakaran dengan tekanan yang tinggi.

Menyediakan udara untuk pendinginan pada turbin nozzle, turbin

bickets dan komponen lain yang dilalui gas atau udara panas hasil

pembakaran.

12

Pendingin bearing dan sudu-sudu dari kompressor tingkat 10.

Udara kompressor tingkat dipergunakan untuk menghisap uap

panas dari ruang bakar dan membuangnya ke atmosfer.

3. Combustion Chamber

Combustion chamber berfungsi sebagai ruang pembakaran udara

bertekanan tinggi yang dihasilkan oleh compressor ( Axial flow compressor ),

udara dibakar dengan disulut dengan gas yang disemprotkan melalui fuel nozzle.

Sehingga menghasilkan gas terkembang yang panas dan bertekanan, ruang

pembakaran diatur secara konsentris disekitar kompressor yang dihubungkan ke

bagian kompressor yang besar.

Ruang bahan bakar ini terdiri dari 10 ruangan, dimana satu dengan yang

lainnya dihubungkan dengan suatu penghubung dan diantara semua ruang bakar

ini dihubungkan dengan sebuah busi. Dinding ruang bakar terdiri atas dua lapis,

dinding sebelah dalam berpori karena untuk mengurangi panas. Aliran udara yang

masuk sebagian mengalir melalui lubang dinding untuk pemabakaran dan

sebagian mengalir untuk pendinginan. Pembakaran akan terjadi di chombustion

chamber jika telah tercapai 50% dari normal speed.

Gas panas yang dihasilkan combustion chamber digunakan untuk

memutar turbin. Pembakaran yang sempurna dapat terjadi karena udara untuk

pembakaran di atur oleh IGV yang mendapat sensing dari exhaust temperatur.

Sedangkan fuel oleh CGV juga mendapatkan sensing dari exhaust generator juga.

Bahan bakar yang dimasukkan kedalam ruang pembakaran dapat diatur

sesuai dengan banyaknya daya yang diminta oleh pusat beban. Ruang pembakaran

terdiri dari:

1. cap dan linear combustion

2. fuel nozzle

3. spark plug ( pengapian awal )

4. transition piece

5. crossfire tube

Sistem pembakaran harus dapat seefektif mungkin dalam pembakarannya

(diupayakan lebih sempurna), mempunyai drop tekanan yang kecil, stabilitas yang

13

tinggi, dan tidak menghasilkan karbon dan asap yang banyak ( masih dibawah

ambang pencemaran ).

4. Turbin

Fluida hasil pembakaran yang memiliki suhu dan tekanan yang tinggi

dialirkan melalui transition piece ke sudut-sudut turbin sehingga turbin

mendapatkan gaya pemutar untuk kemudian memutar generator. Turbin dan

kompressor berada pada satu poros, dengan demikian efisiensi turbin akan

berkurang karena turbin menanggung beban mekanik dari compressor seperti

yang terlihat dari Gambar 2.4.

Gambar. 2.4 Generator Turbin Gas

5. Generator

Generator adalah alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi

energi listrik. Pada generator terdapat sistem penguatan medan ( exitation field )

untuk mengatur tegangan keluaran generator menggunakan penguat statik yang

tegangan utamanya diperoleh dari power potensial transformer dengan sisi

primernya terhubung pada terminal generator dan sisi sekundernya terhubung

dengan penyearah elektronis ( solid state rectifier ).

Pengubahan eksitasi generator sinkron adalah faktor penting dalam

pengaliran daya reaktif. Oleh karena itu, generator sinkron dioperasikan pada

kondisi lagging ( arus penguatan over excited ), sehingga mencatu arus lagging ke

sistem atau dapat dikatakan menarik arus leading dari sistem dan generator

berkerja mensuplai daya reaktif ke sistem. Untuk mengalirkan arus eksitasi ke

rotor generator menggunakan connector ring dan sikat arang (carbon brush)

seperti yang terlihat pada Gambar 2.5.

14

Gambar. 2.5 Connector Ring dan Carbon Brush

2.5.2 Sistem Distribusi

Sistem distribusi PT. PUSRI menetapkan sistem interkoneksi, dimana

dengan penerapan tipe distribusi sistem network. Penerapan interkoneksi ini

merupakan suatu cara untuk dapat membantu pembangkit lain yang mengalami

trip. Dengan saling membantu suplai tenaga, dapat menampung beban puncak

atau beban baru. Selain itu dapat mengantisipasi terjadi lonjakan-lonjakan yang

terjadi pada sistem pembangkit. Dengan menggunakan sistem interkoneksi,

setidaknya kelebihan daya yang hilang percuma dapat diminimalisir. Selain itu

juga, diharapkan sistem ini dapat menekan kerugian tegangan jatuh yang

dipengaruhi tahanan, konduktor, serta induktansi sehingga menimbulkan

impedansi yang dapat mengakibatkan adanya drop tegangan.

2.6.3. Sistem Distribusi Tipe Network

Feeder primer tipe network merupakan sistem yang paling dapat

diandalkan dalam kinerjanya untuk mensuplai beban. Ini karena terjadi hubungan

interkoneksi antar distribusi. Jika sistem ini digunakan untuk start, akan terjadi

sedikit gangguan sementara yang disebabkan oleh dip tegangan.

Secara garis besar sistem distribusi network sangat menguntungkan

dalam pelaksanaannya mensuplai tenaga untuk beban. Sistem distribusi tipe

network banyak digunakan untuk aplikasi rancangan fisik yang complicated untuk

mempermudah pengawasan setiap bus atau jaringan.

15

Untuk lebih jelas prinsip kerja dari sistem distribusi dengan bermacam-

macam tipe yang dapat digunakan dalam mensuplay tenaga, dapat dilihat pada

Gambar 2.6.

Gambar.2.6 Sistem Distribusi Tipe Network

2.5.4 Distribusi Daya PT PUSRI

Distribusi sistem tenaga adalah sarana yang berfungsi untuk mengatur

penyaluran tenaga dari pembangkit ke pusat-pusat tenaga yang sangat menentukan

tingkat kualitas pelayanan untuk pengoperasian pabrik. PT. PUSRI mempunyai

emapt tingkat tegangan kerja, yaitu :

Tegangan sistem 13,8 KV, 3

Tegangan ini adalah tegangan sistem generator, karena generator

dihubungkan langsung dengan bus utama pada masing-masing plant, maka

tegangan pada bus-bus utama tersebut adalah 13,8 KV. Bus-bus utama tersebut

adalah :

Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI II

Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI III

Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI IV

Bus 13,8 KV SWGR, bus 3 fasa, 50 Hz, 2000 A pada PUSRI IB

Keempat bus tersebut terhubung secara interkoneksi melalui syn bus 13,8

KV. Dari bus-bus ini daya disuplai ke beban pada masing-masing plant. Beban

dapat berupa motor atau trafo penurun tegangang (step down) yang dihubungkan

ke beban dengan tegangan yang lebih rendah. Tegangan sistem ini dipakai untuk

melayani beban motor yang besar dayanya lebih dari 2000 hp. Tegangan sistem

ini dikategorikan tegangan tinggi.

Tegangan sistem 2,4 KV, 3

Tegangan sistem 2,4 KV didapat dengan cara menurunkan tegangan

busbar awal 13,8 KV dengan menggunakan trafo down. Selanjutnya trafo

16

dihubungkan dengan busbar 2,4 KV . busbar ini didistribusikan ke beban berupa

motor ataupun ke trafo step down untuk diturunkan kembali tegangannya.

Kapasitas beban yang terhubung dengan sistem tegangan 2,4 KV ini berkisar

antara 200 hp sampai 2000 hp, seperti Liquid Ammonia Feed Pump, Circulator

Pump Motor, Cooling Tower Fan Motor, dan sebagainya. Tegangan ini

dikategorikan sebagai tegangan menengah.

Tegangan sistem 480 Volt, 3

Tegangan ini didapat dengan cara menurunkan tegangan utama 13,8 KV

dengan menggunakan trafo step down. Tegangan ini digunakan oleh motor atau

alat-alat listrik lain yang membutuhkannya. Peralatan yang membutuhkannya

misalnya terdapat di :

- Ammonia plant (PUSRI IB, II, III, IV)

- Urea plant (PUSRI IB, II, III, IV)

- Lampu-lampu sorot pabrik

- Trafo-trafo tegangan

Kapasitas dari beban yang dilayani oleh tegangan sistem ini lebih kecil

atau sama dengan 200 hp.

Tegangan sistem 380 Volt 3 , 220 Volt 1

Digunakan untuk instalasi-instalasi baik untuk perkantoran maupun

perumahan. Kedua sistem ini dikategorikan tegangan rendah.

Selain keempat tingkat dengan tegangan sistem diatas tegangan utama

PT. PUSRI juga menggunakan tegangan dengan tingkat yang berbeda dengan

tegangan utama untuk tujuan khusus, misalnya :

Tegangan 110 Volt sebagai tegangan masukan alat kontrol atau alat

instrumen. Selain itu tegangan ini juga digunakan untuk komplek

perumahan karyawan PT. PUSRI.

Tegangan 220 Volt sebagai tegangan pada perkantoran PT. PUSRI,

tegangan ini berfungsi untuk penerangan di dalam perkantoran di

samping AC dan peralatan lain yang digunakan oleh perkantoran PT.

PUSRI.

17

Tegangan 440 Volt Emergency, tegangan ini disuplai oleh generator

diesel melalui bus darurat 440 Volt. Sistem tegangan ini dibutuhkan oleh

beberapa peralatan yang tidak boleh mati terlalu lama dan bekerja pada

tegangan tersebut atau di bawahnya.

Pada PT Pusri dilakukan pengelompokkan beban sebagai berikut:

1. Kelompok beban kritis

Kelompok beban kritis ini dapat didefenisikan sebagai kelompok beban

yang tidak boleh terputus supply daya listriknya atau beban-beban yang

membutuhkan operasi secara kontinu dan juga pertimbangan keselamatan operasi

pabrik secara keseluruhan. Kelompok ini adalah:

- Utilitas (offside) Pusri II, III, IV dan IB

- Pabrik Ammonia Pusri II, III, IV dan IB

- VIP Guest House dan Rumah Sakit Pusri

2. Kelompok Beban Selektif

Kelompok beban selektif adalah kelompok beban yang tidak begitu

emergency dan essensial dalam proses produksi, sehingga jika terjadi gangguan

maka kelompok ini harus dilepas sementara, demikian juga pada saat normal

untuk pemeliharaan. Dan yang terklasifikasikan dalam kelompok ini adalah:

- Urea Plant Pusri II, III, IV dan IB

- CO2 Plant

- Adm Building

- Perumahan

- Salah satu motor UGA- 101 P3

- Salah satu motor UGA- 101 P4

Kelompok beban ini yang akan diputus terlebih dahulu jika terjadi

gangguan pada sistem kelistrikan.

18

BAB 3

TINJAUAN PUSTAKA

3.1. Umum

Motor induksi adalah motor listrik arus bolak balik (AC) yang putaran

rotornya tidak sama dengan putaran medan putar pada stator, dengan kata lain

rotor dengan putaran medan pada stator terdapat selisih putaran yang disebut slip.

Motor induksi, merupakan motor yang memiliki konstruksi yang baik,

harganya lebih murah dan mudah dalam pengaturan kecepatannya, stabil ketika

berbeban dan mempunyai efisiensi tinggi. Mesin induksi adalah mesin ac yang

paling banyak digunakan dalam industri dengan skala besar maupun kecil, dan

dalam rumah tangga. Alasanya adalah bahwa karakteristiknya hamper sesuai

dengan kebutuhan dunia industry, pada umumnya dalam kaitanya dengan harga,

kesempurnaan, pemeliharaan, dan kestabilan kecepatan. Mesin indusri (asinkron)

ini pada umumnya hanya memiliki satu suplai tenaga yang mengeksitasi belitan

stator. Belitan rotornya tidak terhubung langsung dengan sumber tenaga listrik,

melainkan belitan ini tereksitasi oleh industry dari perubahaan medan magnetic

yang disebabkan oleh arus pada belitan stator[4].

Hampir semua motor ac yang digunakan adalah motor induksi, terutama

motor induksi tiga fasa yang paling banyak dipakai di perindustrian. Motor

induksi tiga fasa sangat banyak dipakai sebagai penggerak di perindustrian karena

banyak memiliki keuntungan, tetapi ada juga kelemahannya[4].

- Keuntungan motor induksi

1. Motor induksi tiga fasa sangat sederhana dan kuat

2. Biaya murah dan dapat diandalkan

3. Motor induksi tiga fasa memiliki efisiensi yang tinggi pada kondisi

kerja normal.

4. Perawatan mudah

- Kerugianya

1. Kecepatananya tidak bias bervariasi tanpa merubah efisiensi

2. Kecepatan tergantung beban

3. Pada torsi start memiliki kekurangan

19

3.2. Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa

Secara umum motor induksi terdiri dari rotor dan stator (Gambar 3.1).

Rotor merupakan bagian yang bergerak, sedangkan stator bagian yang diam.

Diantara stator dan rotor terdapat celah udara yang jaraknya sangat kecil[5].

Gambar 3.1 kontruksi motor induksi [5]

Komponen stator adalah bagian terluar dari motor yang merupakan bagian

yang diam dan mengalirkan arus phasa. Stator terdiri atas tumpukan laminasi inti

yang memiliki alur yang menjadi tempat kumparan dililitkan yang berbentuk

silindris. Alur pada tumpukan laminasi inti diisolasi dengan kertas (Gambar

3.2.(b)). Tiap elemen laminasi inti dibentuk dari lembaran besi (Gambar 3.2 (a)).

Tiap lembaran besi tersebut memiliki beberapa alur dan beberapa lubang pengikat

untuk menyatukan inti. Tiap kumparan tersebar dalam alur yang disebut belitan

phasa dimana untuk motor tiga phasa, belitan tersebut terpisah secara listrik

sebesar 120o. Kawat kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yang dilapis

dengan isolasi tipis. Kemudian tumpukan inti dan belitan stator diletakkan dalam

cangkang silindris (Gambar 3.2.(c)) [5].

Gambar 3.2 Gambaran komponen stator motor induksi tiga fasa [5]

20

3.3.Prinsip Kerja Motor Induksi

Berkerjanya motor induksi bergantung pada medan magnet putar yang

ditimbulkan dalam celah udara motor oleh arus stator. Lilitan stator tiga fasa di

lilitkan dengan lilitan fasanya berjarak 1200

[6].

Ada beberapa prinsip kerja motor induksi[6] :

1. Apabila sumber tegangan 3 fasa dipasangkan pada lilitan stator timbullah

medan putar dengan kecepatan

Ns = 120

(3.1)

2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

3. Akibat dari medan putar pada lilitan rotor timbul induksi gaya gerak listrik

(ggl).

4. Karena lilitan rotor merupakan rangkaian yang cukup tertutup, ggl akan

menghasilkan arus.

5. Adanya arus didalam medan magnet menimbulkan gaya pada rotor.

6. Bila torka mulai yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar untuk

memikul torka beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar

stator

7. Seperti yang telah dijelaskan pada point 3 tegangan induksi timbul karena

terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan putar stator, artinya

agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relative antara

kecepatan medan putar stator (Ns) dengan kecepatan berputar rotor (Nr).

8. Perbedaan kecepatan antara (Nr) dan (Ns) disebut slip dinyatakan dengan

S =

x 100 (3.2)

9. Bila (Nr) = (Ns), tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir

pada lilitan rotor, dengan demikian tidak dihasilkan torka. Torka motor

akan timbul apabila (Nr) lebih kecil dari (Ns).

10. Dilihat dari cara kerjanya motor induksi disebut juga sebagai motor tak

serempak atau asinkron.

21

3.4. Rangkaian Ekivalen

Motor induksi 3-fasa ini dapat dianalisa berdasarkan rangkaian ekivalen

motor tanpa harus mengoperasikan motor. Bentuk rangkaian ekivaelen motor ini

perfasa diperlihatkan seperti pada Gambar 3.3[7].

V = Tegangan sumber perfasa pada kumparan stator

R1 = Resistansi kumparan stator

jX1 = Reaktansi Induktif kumparan stator

Rc = Tahanan Inti Besi

R2 = Resistansi kumparan rotor dilihat dari sisi stator

jX2 = Reaktansi Induktir rotor dilihat dari sisi stator

jXm = Reaktansi magnet pada Motor

I 1 = Arus kumparan stator

I2 = Arus pada kumparan rotor dilihat dari sisi stator saat motor

distart.

Gambar 3.3 Rangkaian Ekivalen Motor Induksi Tiga Fasa [7]

Dari rangkaian ekivalen(Gambar 3.3) diatas I 1 merupakan arus yang

mengalir pada kumparan stator yang terbagi arus Im dan I2 , dimana untuk

mencari besarnya arus yang mengalir pada saat pembebanan.

3.5. Karakteristik Torsi-Kecepatan Motor Induksi

Karakteristik torsi-kecepatan (perputaran) dari induksi memperliahatkan

bagaimana torsi berubah menurut perubahan perputaran motor. Kurva

karakteristik mengambarkan nilai torsi untuk masing-msing putaran motor, mulai

dari posisi diam sampai perputaran nominal N dan seterusnya sampai perputaran

sinkron No[8].

22

Torsi start adalah torsi yang tersedia apabila motor mulai berputar dari

posisi diam. Torsi beban penuh (T) adalah torsi yang dihasilkan apabila motor

berjalan pada keluaran nominal, dan perputaran motor pada torsi ini disebut

perputaran nominal. Gambar 3.4 menunjukkan hubungan karakteristik perputaran

terhadap torsi motor[8].

Bila beban secara berangsur-angsur diperbesar dimana motor berputar

pada keluaran nominal untuk melayani beban dan torsi maksimum dari poros

motor yang dapat digunakan dilampaui, maka motor tidak mampu melayani beban

dan akan berhenti. Nilai maksimum dari torsi dalam hal ini di sebut torsi

maksimum (Tm)[8].

Gambar 3.4 Karakteristik torsi-kecepatan motor induksi [9]

3.6. Klasifikasi Desain Motor Induksi [10]

Standard NEMA pada dasarnya mengkatagorikan motor induksi ke dalam

empat kelas yakni desain A, B, C, dan D.

1. Kelas A : desain ini memiliki torsi start nominal (150-170%) dari nilai

ratingnya dan arus start relatif tinggi. Torsi break down nya merupakan

yang paling tinggi dari semua desain NEMA. Motor ini mampu

menangani beban lebih dalam jumlah besar selama waktu singkat. Slip

5%.

23

2. Kelas B : merupakan disain yang paling sering dijumpai di pasaran.

Motor ini memiliki torsi start yang normal seperti halnya disain kelas

A, akan tetapi motor ini memberikan arus start yang rendah. Torsi

locked rotor cukup baik untuk menstart berbagai beban yang dijumpai

dalam aplikasi industri. Slip motor ini 5 %. Effisiensi dan faktor

dayanya pada saat berbeban penuh tinggi sehingga disain ini

merupakan yang paling populer. Aplikasinya dapat dijumpai pada

pompa, kipas angin/ fan, dan peralatan peralatan mesin.

3. Kelas C : memiliki torsi start lebih tinggi (200 % dari nilai ratingnya)

dari dua disain yang sebelumnya. Aplikasinya dijumpai pada beban

beban seperti konveyor, mesin penghancur (crusher), komperessor, dan

lain-lain. Operasi dari motor ini mendekati kecepatan penuh tanpa

overload dalam jumlah besar. Arus startnya rendah, slipnya 5 %.

4. Kelas D : memiliki torsi start yang paling tinggi. Arus start dan

kecepatan beban penuhnya rendah. Memiliki nilai slip yang tinggi (5 -

13 %), sehingga motor ini cocok untuk aplikasi dengan perubahan

beban dan perubahan kecepatan secara mendadak pada motor. Contoh

aplikasinya : elevator, crane, dan ekstraktor. Karakteristik torsi

kecepatannya dapat dilihat pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Karakteristik torsi-kecepatan pada berbagai desain [10]

3.7. Pengasutan Motor Induksi

Pengertian dari pengasutan motor adalah menghubungkan belitan stator

motor dengan sumber tegangan listrik dengan jalan menghubungkan saklar

24

penghubung sehingga mesin mulai berputar dari keadaan diam sampai beroperasi

pada putaran nominalnya.

1. Pengasutan langsung (DOL)

Ini adalah cara sederhana, dimana dihubungkan langsung dengan

sumber tegangan seperti terlihat pada Gambar 3.6. Start motor memiliki

karakteristik sendiri [11].

Gambar 3.6 Starting langsung [11]

Ketika dinyalakan, motor bertindak seperti suatu transformator dengan

sekundernya berupa rotor belitan dengan tahanan yang sangat kecil dihubung

singkat. Ada arus induksi tinggi yang mengalir pada rotor yang menyebabkan

suatu arus puncak pada sumber tegangan yaitu [11]:

Arus start : 5 sampai 8 arus nominal

Torsi start rata-rata : 0,5 sampai 1,5 torsi nominal.

2. Starting dengan Tahanan Rotor

Metode starting ini hanya dapat digunakan pada motor rotor belitan,

dapat dihubungkan dengan tahanan luar melalui cincin slip. Tipe motor tersebut

dapat distart langsung (derect on line) karena arus puncak pada saat starting

sangat besar. Oleh karena itu motor distart denga sebuah tahanan variable yang

dihubungkan seri dengan belita rotor seperti terlihat pada Gambar 3.7.

25

Metode tersebut didesain sedemikia rupa agar pada saat starting

terdapat tahanan maksimum pada rangkaian rotor. Kemudian secara bertahap nilai

tahanan dikurangi sampai rangkaian rotor terhubung singkat [11].

Torsi start dengan metode ini adalah sebanding dengan arus motor.

Sehingga torsi startnya adalah 1,5 kali torsi nominal dan arus start 6 kali arus

beban penuh.

Starting dengan tahanan rotor ini, ideal untuk beban dengan

kelembaman tinggi yang distart saat berbeban dimana arus puncak dari sumber

daya listrik dibatasi. Selanjutnya nilai tahanan dan jumlah tahap dapat ditentukan

dengan karakteristik rotor tersebut.

Gambar 3.7 Starting dengan Tahanan rotor [11]

3. Starting Why-Delta

Sistem start ini hanya dapat digunakan pada motor yang kedua ujung

tiga belitan statornya terhubung pada terminal (Gambar 3.8). Beliatan harus dibuat

sedemikian sehingga hubungan delta memenuhi tegangan jala-jala. Misalnya

tegangan tiga fasa 380 V mengsuplay motor dengan 380 V delta dan 660 V Why.

Prinsipnya untuk start motor belitan dihubungkan why pada sumber

tegangan, yang membagi tegangan jala-jala pada motor dengan 3, (contoh

sebelumnya tegangan jala-jala pada 380 V-660 V/3) [11].

Arus puncak start adalah 1,5 sampai 2,6 RC (Rated Current)

26

Gambar 3.8 Starting Delta-Why [11]

4. Starting dengan Auto-transformator

Adapun rangkaian pengasutan Auto-Transformator ini adalah terlihat

pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Starting oto-transformator [11]

Pada saat pengasutan kontak 1 dan 2 dihubungkan, selesai pengasutan

kontak 3 dibuka lebih dalu, lalu kontak 2 dihubungkan. Dengan cara ini

pengasutan dapat dilakukan tanpa pemutus aliran pasokan daya listrik. Sedangkan

transformator asut, biasanya digunakan auto-transformator yang memiliki

beberapa tipe peubah sadap (tap changer). Arus starting yang dihasilkan adalah

27

sebesar 1,7 sampai 4 kali arus nominal motornya. Sedang torsi yang dihasilkan

adalah sebesar 0,5 sampai 0,85 rating torsi motor.

3.8. Perhitungan Starting Motor Induksi

Saat motor distart, pada umimnya motor induksi memiliki arus yang besar

yaitu menvapai 5-7 kali arus nominal motor. Arus star merupakan arus masuk

awal saat saklar motor dihidupkan, maka terlebih dahulu menentukan besar daya

yang diperlukan untuk start motor dengan menggunakan persamaan (3.3) [12]:

S start = S rated x Letter Code Factor (3.3)

dengan,

S start = Daya yang diperlukan untuk start motor (kVA)

S rated = Daya nominal motor (Hp)

Letter code factor = Faktor pengali (kVA/Hp) berdasarkan jenis

motor induksi yang digunakan.

Dan untuk daya yang besar, pengkonversian dalam bentuk daya kuda

adalah dengan menggunakan persamaan (3.4) [13].

1 kW = 1000

746 Hp = 1,34 Hp (3.4)

Untuk motor induksi rotor sangkar, starting motor induksi dapat dilakukan

dengan banyak cara tergantung pada daya nominal motor dan tahanan efektif rotor

saat motor distart. Untuk menetukan arus rotor pada saat starting, semua rotor

sangkar saat ini mempunyai code letter (agar tidak bingung dengan desgn class

motor) pada nameplatenya [11]. Dimana data code letter ini merupakan arus asut

motor induksi bedasarkan pengujian yang telah dilakukan dengan melihat daya

semu motor ketika rotor ditahan per daya kuda Hp)[14].

Batas ini dinyatakan dalam fungsi daya kuda (Hp). Tabel 3.1 adalah tabel

yang berisi kVA/Hp untuk setiap code letter [11].

Sehingga besar arus starting motor induksi adalah:

I start =

3 (3.5)

28

dengan,

I start = Arus starting motor ( Ampere)

V nominal = Tegangan nominal motor (Volt)

Tabel 3.1. Factor Pengali daya start terhadap daya nominal motor induksi berdasarkan nameplate

letter code [11]

Huruf Factor Pengali (kVA/Hp)

A 0 3,15 B 3,15 3,55

C 3,55 4,00 D 4,00 4,50 E 4,50 5,00

F 5,00 6,00

3.9. Perhitungan Starting Dengan Metode Auto-Transformator[15]

Auto- Tarnsformator adalah suatu transformator diman lilitan primer dan

sekundernya dihubungkan dengan secara listrik. Salah satu aplikasi auto-

tansformator adalah untuk starting motor induksi tiga fasa yang mana tegangan

yang dikenakan ke kotor dikurangi selama priode strating. Dalam melakukan

perhitungan besar arus starting pada metode ini terlebih dahulu menentukan ratio

dari tranformator yang digunakan dengan persamaan:

E1

E2= (3.6)

Setelah didapatkan besarnya perbandingan (ratio) pada auto-

transformator, sehingga dapat dilakukan perhitungan tegangan masukan pada

motor dapat ditentukan dengan persamaan:

E2 =1

(3.7)

Dari persamaan diatas dan didapatkan besarnya tegangan yang masuk

pada motor maka dapat dilakukan perhitungan besar arus yang masuk pada motor

dengan persamaan sebagai berikut:

I =

32 cos (3.8)

29

dengan,

E1 = Tegangan masukan pada transformator (Volt)

E2 = Tegangan Krluaran Pada Transformator (Volt)

= Ratio Transformator

P = Daya Pada Motor (Watt)

Cos = Factor Daya Motor

30

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pendahuluan

Secara umum motor induksi dapat distarting baik dengan menghubungkan

secara langsung maupun dengan menggunakan tegangan yang telah dikurangi ke

motor selama priode start. Sistem pengasutan atau arus starting pada motor

induksi GBM-301 ini adalah sistem pengasutan langsung.

Adapun motor induksi yang digunakan adalah motor induksi rotor

sangkar. Di PUSRI IB, motor induksi GBM-301 digunakan sebagai blower

pengembusan udara ke puncak prilling tower dan sebagai pendorong urea cair ke

puncak priling tower sebelum urea cari dikristalkan dan menjadi urea butiran.

Apabila motor induksi GBM-301 tidak bekerja maka proses produksi pada pabrik

tidak berjalan sehingga dapat merugikan perusahaan. Selain itu, dapat dikatakan

pabrik PUSRI IB tidak memproduksi urea.

Pada proses pengangkutan urea cair ke priling tower sebenarnya

menggunakan dua buah motor induksi yaitu, motor induksi GBM-302 dan GBM-

301 dimana kedua motor induksi ini memiliki fungsi dan tugas yang berbeda-

beda. Motor induksi GBM-302 adalah merupakan motor induksi yang berfungsi

sebagai pompa dimana bertujuan untuk menarik urea cair ke puncak priling tower

sebelum terjadi proses pengkristalan. Sedangkan motor induksi GBM-301 adalah

motor induksi yang berfungsi sebagai blower (menghembuskan udara) untuk

mendorong urea cair menuju puncak priling tower.

Dari masing-masing fungsi kedua motor GBM-301 dan GBM-302 dapat

dilihat bahwa kedua motor induksi ini saling bekerja sama dan penghidupanya

berbarengan sesuai dengan tugas motor indusi tersebut sebagai pendorong dan

penghirup.

4.2. Motor Induksi GBM-301 sebagai Fan For Driyer

Pada umumnya semua pabrik banyak menggunakan Fan dan Blower utuk

proses indusri yang memerlukan aliran udara(tekanan). Sistem fan for driye ini

sangatlah penting untuk menjaga pekerjaan proses industri yang sedang

31

berlangsung. Pada motor induksi GBM-301 sebagai fan for driyer ini memiliki

bagian-bagian tertentu terlihat pada Gambar 4.1, yaitu :

1. Motor induksi sebagai penggerak

2. Kipas (Fan)

3. Saluran udara

4. Ruangan Filter udara

Keempat komponen ini memiliki fungsi yan berbeda-beda, diman motor

induksi berfungsi sebgai penggerak kipas (Fan). Sedangakan kipas (Fan)

menghasilkan dorongan udara yang dihirup dari ruang filter udara dan di

hembuskan melalui saluran udara menuju puncak priling tower PUSRI IB.

Fungsi dari Fan For Driyer ini adalah memanfaatkan tekanan udara

sehingga dapat pendorong urea cair ke atas puncak priling tower untuk

menjalankan proses pengkristalan urea sehingga menjadi serbuk urea. Pada pada

proses ini tentu membutuhkan motor dengan daya yang besar sehingga mampu

menggerakan fan ini.

Gambar 4.1. Komponen Fan Yang terdapat Kipas Pengahasil Udara

32

4.3. Data Motor Induksi GBM-301 ( Fan For Dryer)

Nameplate motor indusi GBM-301 (Fan For Dryer)

Merk : TOSHIBA

Serial no : 10297562 M

Daya : 120 kW

Phasa : 3

Tegangan : 2300 V

Arus : 38 A

Frekuensi : 50

Rpm : 990

Pole : 6

Class : F

Type : TIIK

Frame : 280 M

Temperature : 80 0C

Code letter : E

Factor daya : 0,82

Arus starting : 273 A

Gambar 4.2 adalah merupakan gambar motor GBM-301yang digunakan

sebagai pengerak.

Gambar 4.2 Motor Induksi GBM-301 (Fan For Dryer)

33

4.4. Rangkaian Kontrol Motor Induksi GBM-301

Adapun rangkaian control pada motor induksi GBM-301 menggunakan

rangkaian pengasutan langsung seperti yang terlihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Rangkaian control motor induksi GBM-301

4.5. Pengntrolan Motor Induksi

4.5.1. Peralatan Kontrol

1. Breaker

Di PUSRI IB, breaker yang digunakan untuk motor kapasitas daya yang

besar adalah menggunakan breaker saklar langsung yang berukuran

besar seperti yang terlihat pada Gambar 4.4. Breaker ini dipasang

langsung dengan feeder 2,4 kV dan berfungsi sebagai pemutus tegangan

apabila ada gangguan dan pemeliharaan. Selain itu, breaker ini juga

34

digunakan untuk pembuka panel control MCC 301 dan juga sebagai

pemutus tegangan. Breaker yang digunakan untuk motor induksi

GBM-301 ini tidak menggunakan sifat elektromagnit seperti breakr-

breaker lainya melainkan bekerja seperti saklar biasa karena motor ini

bertegangan tinggi. Breaker jenis ini juga digunakan untuk pengamanan

motor dengan kapasitas besar lainya seperti, motor induksi GBM-302,

GAM-303 dan GBM-303 yang ada pada MCC 58.

Gambar 4.4. Breaker Motor Induksi GBM-301

2. Kontaktor

Kontaktor adalah salah satu jenis peralatan listrik yang digunakan

untuk menghubungkan atau memutusan rangkaian listrik (umumnya

adalah motor listrik) yang bekerja berdasarkan prinsip electromagnet.

Pada rangkaian contol motor GBM-301 ini banyak menggunakan

kontaktor-kontaktor yang disusun sedemikin rupa dalam keadaan

normal yang berbeda, baik dalam normali open (NO) maupun normali

close (NC) sesuai dengan kegunaanya dalam operasi menghidupkan

atau mematikan motor.

3. Relay

Relay adalah suatu alat yang digunakan dalam suatu rangkaian control

untuk melengkapi sistem pengontrolan yang otomatis. Relay berfungsi

memonitor besaran-besaran ukuran sesuai dengan batas-batas yang

dikehendaki dan relay bekerja pada arus dan tegangan.

35

Pada pengaman motor induksi GBM-301 ketika terjadi gangguan

adalah menggunakan MPR (Motor Protection Relay) yang terlihat pada

Gambar 4.5. Pada MPR ini banyak tedapat proteksi-proteksi yang biasa

diamankan apabila terjadinya gangguan. Seperti, Under Voltage Relay,

unbalance, thermistor dan gangguan ketanah. Namun, pada

pengamanan motor GBM-301 ini masih menggunakan MPR manual.

Dimana setting yang digunakan masih secara manual dan sesuai dengan

setting yang diinginkan.

Gambar 4.5. Relay MPR (Motor Protection Relay)

4. Lampu indikasi

Lampu tanda yang dipasang secara paralel dengan peralatan control

sehingga kita dapat mengetahui peralatan mana saja yang sedang

bekerja dan tidak bekerja. Pada motor GBM-301 ini menggunakan tiga

buah jenis lampu indikasi yaitu, merah, hijau dan kuning. Ketika motor

berhenti maka lampu indikasi yang hidup adalah warna hijau. Apabila

motor berjalan (running) maka lampu warna merah yang akan menyala.

Dan ketika untuk testing maka lampu kuning yang akan menyala.

Menyalanya lampu indikasi adalah menyatakan berjalan (running) atau

tidaknya suatu motor induksi.

4.5.2. Pengntrolan Motor Induksi GBM-301 secara Running Jogging

Menjalankan motor induksi secara running menggunakan alat bantu

sebuah kontaktor magnetit dan tombol tekan (on off). Jika tombol on ditekan,

kotak utama dari kontaktor akan bekerja yaitu menggunakan sumber listrik dari

36

CB ke motor induksi tiga fasa. Sehingga motor akan berputar, jika tombol off

ditekan maka motor tersebut berhenti. Sebab kontak utama dari kontaktor akan

kembali pada posisi normal. Jadi yang dimaksud menjalankan motor induksi

GBM-301 secara running adalah motor akan bekerja bila tombol sudah ditekan

walaupun hanya sesaat dimana motor akan berhenti bila tombol off ditekan.

4.5.3. Starting Motor Induksi GBM-301

Adapun cara kerja kontrol motor induksi GBM-301yang terdapat pada

pada MMC 58 adalah sebagai berikut:

1. Terlebih dahulu tegangan 2,4 kV harus tersedia

2. Breaker 52 harus pada posisi connect (tegangan input).

3. Bila tombol ON di tekan maka arus akan mengalir kerangkaian control

dan koil kontaktor-kontaktor bekerja.

4. Kontaktor ini akan menutup kontak M sehingga arus dapat mengalir ke

motor.

5. Motor running (jalan).

4.5.4. Stopping Motor Induksi GBM-301

Adapun cara menghentikan motor induksi GBM-301 dilakukan dengan

cara sebagai berikut:

1. Bila tombol OFF ditekan maka arus akan mengalir kentaktor (opening

solenoid)

2. Arus ini akan meng-energize pada kontaktor lainya (opening solenoid).

3. Kontaktor M terbuka

4. Tegangan terputus dan motor berhenti.

Apabila terjadi gangguan pada rangkaian control motor induksi GBM-301

ini akan terdeteksi pada masing-masing relay, maka relay bekerja. Relay akan

membuka kontaknya sehingga tidak ada tegangan yang mengalir pada rangkaian

dan motor berhenti.

4.6. Perhitungan Arus Starting Motor Induksi GBM-301

Sebelum melakukan perhitungan arus starting terlebih dahulu melakukan

perhitungan S rated (Hp) motor GBM-301 ini dimana daya nominal yang terdapat

37

di nameplate motor adalah sebesar 120 kW, dengan menggunakan persamaan

(3.4) sebagai berikut:

S rated = 120 x 1,34

= 160,8 Hp

Berdasarkan data nameplate motor GBM-301 ini memiliki code letter E.

Maka dari Tabel 3.1 dapat dilakukan perhitungan daya start dengan mengambil

batasan daya yang dinyatakan dalam daya semu selama pengasutan, dengan nilai

tertinggi sebesar 5,0 kVA/Hp. Sehingga dapat melakukan perhitungan S start

sesuai dengan persamaan (3.3) sebagai berikut:

S start = 160,8 Hp x 5,0

= 804

= 804 kVA

Dari perditungan daya start yang telah dilakukan diatas, sehingga dapat

dilakukan perhitungan arus start pada motor induksi GBM-301 sesuai dengan

persamaan (3.5) sebagai berikut:

I start = 804 kVA

3 2300

= 804

3983,7

=0,2018 kA

= 201,8 A

Dari hasil perhitungan didapat besar arus starting motor adalah sebesar

201,8 Ampere, sedangkan dari data hasil pengukuran arus starting yang di

dapatkan adalah sebesar 273 Ampere. Sehingga dapat dibandingkan, batas arus

starting yang di dapatkan dalam perhitungan adalah sebesar 201,8 : 38 = 5,31 kali

dari arus nomonalnya. Sedangkan batas arus starting yang didapatkan dari

38

pengukuran yang dilakukan adalah sebesar 273 : 38 = 7,18 kali dari arus

nominalnya. Hal ini membuktikan bahwa hasil arus pengasutan yang di dapat dari

perhitungan dan pengukuran masih di dalam rentang arus start pada sistem

pengasutan direct on line yaitu 5-8 kali arus nominalnya.

Dari hasil perhitungan dan pengukuran yang dilakukan, terlihat bahwa

selisih arus start yang dihasilkan tidak terlalu besar yaitu 65,2 Ampere. Namun ini

tidak mempengaruhi sistem lain yang bekerja. Selain itu, terlihat bahwa metode

direct on line ini masih biasa dikatakan cocok untuk sistem pengasutan motor

GBM-301 dan masih biasa dikatakan dalam kondisi aman terhadap gangguan

besarnya arus start. Karena arus start yang diperlukan masih dalam rentang arus

starting metode direct on line (DOL).

Apabila arus strting yang didapatkan besar, maka dapat menyebabkan

gangguan pada sistem bus 2,4 kV. Adanya arus starting yang besar secara tiba-

tiba ditarik dari sistem tenaga listrik dapat menyebabkan kedip tegangan sesaat.

Akibat yang merugikan karana terjadinya kedip tegangan antara lain:

a) Torsi transien shalf pada motor, yang adapat menyebabkan stress yang

berlebihan pada sistem mekanik.

b) Drop tegangan yang berlebihan, sehingga dapat menghambat akselerasi

motor dari kondisi diam ke kecepatan penuhnya.

c) Mal-fungsi dari kinerja peralatan-peralatan lain, seperti: relay, kontaktor,

peralatan elektronik, computer (media penyimpanan data) dan terjadinya

flicker pada penerangan yang dapat mengganggu.

Akibat yang ditimbulkan tersebut dapat saja terjadi pada sistem kelistrikan

PUSRI IB. Untuk mengindari akibat yang ditimbulkan tersebut untuk

mengoperasikan peralatan yang lain dapat dilakukan secara bergantian setelah

proses starting motor induksi GBM-301.

4.7. Karakteristik Starting Motor Induksi GBM-301

Gambar 4.6 merupakan kurva karakteristik starting motor induksi GBM-

301. Pada karakteristik ini memperlihatkan perbandingan torsi dan kecepatan

motor pada saat beroperasi dengan dorongan beban sebesar 610 Kg.m2.

39

Dari kurva terlihat, torsi minimum dari motor GBM-301 ini adalah sebesar

120% pada saat kecepatan stabil. Sedangakan torsi yang dihasilkan untuk starting

motor induksi ini adalah sebesar 200% ketika kecepatan stabil motor sebesar

100%. Terlihat bahwa kapasitas torsi yang dibangkitkan motor ini berbeda karana

tergantung kepada seberapa besar gaya lawan yang dihasilkan.

Gamabar 4.6. Kurva Karakteristik Motor GBM-301

Berdasarkan teori bahwa torsi yang di perlukan motor induksi dengan

pengasutan direct on line dalam 5-8 kali arus nominalnya adalah 1,96 kali torsi

nominal motor. Dari hasil perhitungan sebelumnya, arus starting motor induksi

GBM-301 adalah sebesar 245,62 ampere, dimana besar arus start ini masih dalam

standard metode pengasutan direct on line yaitu 5-8 kali arus nominal. Sehingga

torsi yang di butuhkan pada saat startimg adalah sebesar 1,96 x 100 = 196%. Dan

torsi yang di perlukan pada saat starting masih dalam rata-rata dan tidak melebihi

torsi maximumnya.

4.8. Perhitungan Arus Starting pada Pengasutan Auto-Transformator

Selain sistem starting DOL dapat juga dilakukan dengan metode

pengasutan auto-transformator. Pengasutan ini dapat dilakukan dengan beberapa

40

tingkatan, semakain banyak tingkatan yang digunakan maka akan semakin baik

pula perubahan arus start dapat diminimalkan. Keuntungan yang dapat kita

rasakan dengan penggunaan tingkatan yang lebih banyak adalah akan mengurangi

kerugian-kerugian panas yang timbul jika kita bandaingkan dengan menggunakan

suatu hambatan R. namun kekurangan yang utama adalah transformator tegangan

mmpunyai harga yang lebih tinggi dibandingkan dengan sebuah hambatan.

Tujuan dari pengasutan ini adalah untuk mengurangi tegangan awal yang

diinduksikan pada stator sehingga rangkaian ini biasa dikenal dengan nama

pemanasan awal kerja atau strting compensator. Rangkaian ini dapat dioperasikan

secara manual ataupun otomatis dengan menggunakan relay yang dapat

memberikan tegangan penuh setelah motor menjadi cepat. Pada saat pengasutan

tegangan terminal dari motor berkurang 50% sampai 80% dari tegangan penuh

trafo, hal ini dimaksudkan untuk membuat arus asut menjadi lebih kecil. Setelah

motor dengan kecepatan sinkronnya transformator tegangan diputuskan.

Dalam perbandingan ini kita misalkan menggunakan tiga buat

transformator satu fasa dengan tegangan masukan 2,4 kV dan tegangan keluaran

480 Volt. Setelah beerapa detik tegangan yang diberikan pada stator sesuai sama

dengan tegangan sumber yaitu 2,4 kV dimana sesuai dengan pengaturan relaynya.

Dari data transformator yang digunakan dapat kita hitung ratio dari

transformaor step down dengan persamaan (3.6) sebagai berikut:

= 2400

480 = 5

Sehingga jika tegangan masukan adalah 2400 Volt, maka dengan

persamaan (3.7) dapat di hitung tegangan masukan pada motor adalah sebagai

berikut:

E2 = 2400

5

= 480 Volt

Maka arus starting motor dapat dihitung sesuai dengan persamaan (3.8)

sebagai berikut:

41

I star = 120000

3(480 )(0.82)

= 120000

680,928 VA

= 176, 23 Ampere

Disini terbukti bahwa dengan menggunakan transformator penurunan

tegangan satu langkah diperoleh penurunan arus pasa belitan stator yaitu arus

starting yang dihasilakan dengan pengasutan auto-transformator ini adalah sebesar

176, 23 Ampere. Ini terlihat bahwa arus starting yang dihasilkan masih dalam

rating arus startnya yaitu 4,63 kali arus nominalnya.

Untuk mendapatkan pengasutan yang lebih halus lagi, dapat digunakan

tahapan yang lebih dari satu langkah sehingga akan didapatkan arus starting awal

motor GBM-301 ini cukup halus lagi. Karena pengasutan ini dilakukan tanpa

menggunakan beban (beban nol) sehingga arus yang terukur cendrung lebih

rendah dengan arus yang diperhitungkan pada nilai nominalnya.

42

BAB 5

PENUTUP

5. 1. Kesimpulan

1. Dari hasil pehitungan didapat besar arus starting pada motor induksi

GBM-301 adalah sebesar 201,8 Ampere atau 5 kali arus nominal dan

masih dikatakan ideal untuk metode pengasutan langsung (directon-line

starting).

2. Pengasutan dengan metode pengasutan auto-transformator pada starting

motor GBM-301 meliliki arus sebesar 176, 23 Ampere atau 4 kali arus

nominalnya.

3. Untuk mendapatkan arus starting yang lebih kecil, metode auto-

transformator lebih bagus dibandingkan metode DOL.Dimana selisih

perbandingan arusnya adalah sebesar 25,57 Ampere. Namun metode

Auto-Transformator membutuhkan komponen lain seperti transformator

step down untuk memperkecil tegangannya.

3.2. Saran

Diharapkan ada kajian lebih lanjut dalam menganalisis pemakaian

metode pengasutan auto-transformator terhadap motor BGM-301. Selain itu

dilihat perbandingan efisiensi dari metode auto-transformator dengan metode

DOL dari segi tegangan, arus dan kinerja motor BGM-301 ini.

43

DAFTAR PUSTAKA

[1] Rhodita.2012. Pengontrolan Level Steam Drum Pada Package Boiler Di

Pusri IV. Universitas Sriwijaya: Palembang

[2] http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:PUPUK_INDONESIA.png

[3] http://www.pusri.co.id/ina/perusahaan-makna-logo/

[4] Sirait, David.H. 2008.Analisis Starting Motor Induksi Tiga Fasa pada PT.

Berlian Unggas Sakti TJ. Morawa. Universitas Sumatera Utara: Medan,

[5] Prasetyo, Eko. 2009. Analisis Pengaruh Jatuh Tegangan Jala-Jala

Terhadap Unjuk Kerja Motor Induksi Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai.

Universitas Sumatera Utara: Medan

[6] Sendro, Parisro. 2011. Analisa Pengaruh Jatuh Tegangan Terhadap Kerja

Motor Induksi Tiga Fasa Menggunakan Matlab. Universitas Sumatera

Utara: Medan

[7] Prasetya, Andyk Probo, Abdul Hamid, Yusuf Ismail Nakhoda. 2012.

Analisis Perbandingan Sistem Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Sebagai

Penggerak Pompa Pada Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Wendit

Malang. Teknik Elektro Institute Teknologi Nasional Malang: Malang

[8] Parozi, Tuten. 2010. Analisa Perhitungan Arus Starting Dan Waktu

Pengasutan Pada Motor 5209 JCM (Cooling Water Pump) di PUSRI 1B

Palembang Program Studi Teknik Elektro Universitas Bengkulu:

Bengkulu

[9] Anonim, Parameter Dan Torsi Motor Induksi Tiga Fasa. Universitas

Sumatera Utara: Medan, diunduh tanggal 21 desember 2013 pukul 21.05

WIB

[10] Hasugian, Fritz D. P. 2010. Analisa Lamanya Waktu Block Rotor yang

Aman pada Motor Induksi Rotor Sangkar. Universitas Sumatera Utara:

Medan

[11] Ritonga, Muallim. 2009. Studi Starting Motor Induksi Rotor Sangkar

Dengan Autotransformator. Universitas Sumatera Utara: Medan

[12] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24087/3/Chapter%20II.pdf.

Analisa Hubung Singkat dan Motor Starting. Universitas Sumatera Utara:

Medan, diunduh tanggal 20 desember 2013 pukul 22.30 WIB.

44

[13] Gieck, K. 1997. Kumpulan Rumus Teknik. Jakarta: Pradnya Paramita

[14] Setiawan, Iwan. 2013. Studi Komparatif Arus Asut Motor Induksi Tiga

Fasa Standar NEMA Berdasarkan Rangkaian Ekivalen Dan Kode Huruf.

Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro Universitas

Tanjungpura: Pontianank

[15] Baduruzzaman, Yusnan. 2012. Pengasutan Konvensional Motor Induksi

Tiga Fasa Rotor Sangkar Tupai. Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negri

Semarang: Semarang