SKRIPSI STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR …

SKRIPSI

STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR

PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA

TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR

Oleh :

BURHANUDDIN RATNO WIJAYA

10582123313 10582129213

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2020

STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana

Teknik Eletro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Makassar

Disusun dan diajukan oleh :

BURHANUDDIN RATNO WIJAYA 10582123313 10582129213

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2020

iii

ABSTRAK

Abstrak : Burhanuddin dan Ratno; (2020) Studi Besarnya Arus Yang

Mengalir Pada Beban Motor Dan Pompa Terhadap Pengelolaan Limbah

Air Kotor dibimbing oleh DR. Ir Zahir Zainuddin M.Sc, Rizal A Duyo, S.T,.

M.T. Adapun tujuan dari pada penelitian ini adalah Untuk mengetahui

pengaman MCB untuk kerja kelistrikan untuk terhadap besar

kemampuannya untuk arus beban, Unit pengolah limbah yang

direncanakan ini akan mengolah limbah cair dan prinsip sistem Sewage

Treatment Plant (STP). Metode yang dipergunakan pada penelitiann ini

adalah mengadakan penelitian dan pengambilan data pada Sewage

Treatment Plant pada Mal Ratu Indah Makassar Hasill yang didapatkan

pada penelitian ini adalah Arus nominal blower masing-masing adalah

19,69 A, jadi untuk kemampuan TOR blower masing-masing didasarkan

pada arus nominalnya yaitu 20 A. Arus nominal comminutor adalah 1,79 A

jadi digunakan kemampuan TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus

nominalnya,Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump

masing-masing 1,35 A, jadi digunakan kemampuan TOR sebesar 2 A. Arus

nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi digunakan

kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus nominalnya. Jadi

total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah 57,58 A. Dimana

jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari tiap arus beban yang

diperoleh dari hasil perhitungan Pemilihan pengaman seperti MCB,

haruslah dipilih sedemikian rupa sehingga dapat bekerja dengan cepat saat

iv

bebannya mengalami gangguan, Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu

Indahr Makassar ada yang terlalu besar kemampuannya untuk arus beban

yang lebih kecil sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya.

Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan

berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic, sedangkan

pengoperasian manual biasanya hanya dilakukan jika terdapat perbaikan.

Hembusan udara yang dihasilkan oleh blower memegang peranan yang

sangat penting dalam proses kerja sewage treatment plant karena dengan

adanya udara yang dihasilkan oleh blower tersebut, maka selain untuk

mencegah terjadinya pengendapan dan bau dari limbah juga untuk

keperluan mixing, dan untuk menghidupkan microba yang dapat

menghancurkan limbah. Oleh karena itu kebutuhan udara untuk proses

kerja sewage treatment plant sangatlah penting.

Kata kunci ; Arus, Beban, Motor Sewage Treatment Plant, limbah,Dan MCB

v

ABSTRAK

Abstract: Burhanuddin and Ratno; (2020) Study of the Amount of Flow

Flowing in Motor and Pump Loads on Dirty Wastewater Management

supervised by DR. Ir Zahir Zainuddin M.Sc, Rizal A Duyo, S.T ,. M.T. The

purpose of this study is to determine the safety of the MCB for electrical

work for its ability to load current, the planned waste processing unit will

treat liquid waste and the principle of the Sewage Treatment Plant (STP)

system. The method used in this study was to conduct research and data

collection at the Sewage Treatment Plant at Mal Ratu Indah Makassar

Hasill obtained in this study is the nominal current of each blower is 19.69

A, so for the TOR capability of each blower is based on the nominal current

is 20 A. The nominal comminutor current is 1.79 A so a TOR capability of 2

A is used, which is based on the nominal current, the nominal current for

Flow Control Pump and Sludge Pump respectively 1.35 A, so a TOR

capability of 1.35 A is used. 2 A. The nominal currents for this equipment

are 2.68 A each, so a TOR capability of 4 A is used, which is based on the

nominal current. So the total load current at this sewage treatment plant is

57.58 A. Where this total amount is the sum of each load current obtained

from the calculation results.Safety selection such as MCB, must be

selected in such a way that it can work quickly when the load is disturbed,

There are MCB safeguards for STP Mal Ratu Indahr Makassar that have

too much capacity for smaller load currents so that this hat is very

inefficient and dangerous. The Sewage Treatment Plant work process is 24

vi

hours non-stop and takes place continuously with an automatic work

system, while manual operation is usually only done if there is a repair. The

air blowing produced by the blower plays a very important role in the

sewage treatment plant work process because with the air produced by the

blower, in addition to preventing sedimentation and odors from waste it is

also for mixing purposes, and to turn on microbes that can destroy waste. .

Therefore, the need for air for the sewage treatment plant work process is

very important.

Keywords ; Flow, Load, Motor Sewage Treatment Plant, waste, and

MCB

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................. i

LEMBARAN PENGESAHAN .............................................................. ii

ABSTRAK ............................................................................................ iii

DAFTAR ISI ....................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ xii

KATA PENGANTAR ............................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1

A. Latar Belakang Masalah .......................................................... 1

B. Rumusan masalah .................................................................... 3

C. Tujuan Penulisan ..................................................................... 3

D. Batasan Masalah ..................................................................... 4

E. Manfaat Penelitian

4

F. Metode Penulisan ..................................................................... 5

G. Sistematika Penulisan ............................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................... 7

A. Dasar Kontrol .......................................................................... 7

B. Pengertian Loop Tertutup ........................................................ 8

C. Pengertian Loop terbuka ......................................................... 10

D. Pompa ..................................................................................... 11

viii

1. Pompa Sentrifugal .............................................................. 12

2. Pompa Aksial ..................................................................... 13

3. Pompa Roda Gigi ............................................................... 14

4. Pompa Turbin .................................................................... 15

E. Motor Induksi Satu Fasa .......................................................... 16

1. Motor Fasa Belah (Split Phase Motor) ............................... 18

2. Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor) ...................... 19

3. Rotor .................................................................................. 22

F. Motor Induksi Tiga Fasa .......................................................... 23

1. Konstruksi Motor lnduksi .................................................... 23

2. Prinsip Kerja Motor induksi ................................................ 25

3. Tipe Motor lnduksi .............................................................. 27

G. Sistem Pengasutan Motor AC ................................................. 29

1. Pengasutan dengan Sistem DOL ....................................... 29

2. Pengasutan dengan Tahanan Rotor .................................. 30

3. Pengasutan dengan Tahanan Stator ................................. 31

4. Pengasutan dengan Transformer ...................................... 32

5. Pengasutan Bintang-Segitiga ............................................. 32

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 34

A. Waktu dan Iempat ................................................................... 34

B. Metode Penelitian .................................................................... 34

C. Gambar Blok Diagram ............................................................. 36

D. Sewage Treatment Plant (STP) ................................................ 36

ix

BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN .......................... 38

A. Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant ................ 38

1. Tangki Penampung Limbah (Equalizing Tank) .................. 38

2. Tangki Aerasi (Aeration Tank) ........................................... 39

3. Tangki Sedimentasi (SedimentationTank/Settling Tank) ..... 39

4. Tangki Klorinasi (Chlorination Tank) .................................. 40

5. Tangki Penampung Air Yang Telah Diproses

(Effluent Tank) ................................................................... 40

6. Tangki Penampung Lumpur (Sludge Digester Tank) ......... 40

B. Perhitungan kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi ........................ 41

C. Besarnya Arus Yang Mengalir Pada Tiap Beban .................... 42

1. Blower 1-2 .......................................................................... 42

2. Comminutor ....................................................................... 43

3. Flow Control Pump dan Sludge Pump ............................... 43

4. Defoaming Pump dan Effluent Pump ................................. 44

5. Motor Stirrer ....................................................................... 45

6. Dosing Pump ..................................................................... 45

D. Penentuan Kemampuan Thermal Overload Relay (TOR) 46

E. Deskripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram ....... 46

F. Cara Pengoperasian ................................................................ 46

1. Blower 1-2 .......................................................................... 47

2. Comminutor ....................................................................... 48

3. Flow Control Pump 1-2 ...................................................... 49

x

4. Defoaming Pump 1-2 ......................................................... 49

5. Stirrer ................................................................................. 50

6. Dosing Pump ..................................................................... 51

7. Effluent Pump 1-2 .............................................................. 51

8. Sludge Pump ..................................................................... 52

G. Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol .............................................. 52

1. Kontrol Blower 1-2 .............................................................. 52

2. Kontrol Comminutor ........................................................... 54

3. Kontrol Flow Control Pump 1-2 .......................................... 56

4. Kontrol Defoaming Pump 1-2 ............................................. 57

5. Kontrol Stirrer ..................................................................... 59

6. Kontrol Dosing Pump ......................................................... 59

7. Kontrol Effluent Pump 1-2 .................................................. 60

8. Kontrol Sludge Pump ......................................................... 61

BAB V PENUTUP ................................................................................ 62

A. Kesimpulan .............................................................................. 62

B. Saran ....................................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2-1 : Sistem kontrol lup tertutup ........................................... 10

Gambar 2-2 : Sistem kontrol lup terbuka ............................................. 11

Gambar 2-3 : Pompa Sentrifugal ........................................................ 12

Gambar 2-4 : Pompa aksial ................................................................. 14

Gambar 2-5 : Pompa Roda Gigi........................................................... 15

Gambar 2-6 : PompaTurbin ................................................................ 16

Gambar 2-7 : Motorfasa belah ........................................................... 18

Gambar 2-8 : Kutub utama dan kutub bayangan

motor kutub bayangan ....................................................................... 19

Gambar 2-9 : Prinsip ger3k poros medan magnet pada

motor shaded pole ........................................................ 21

Gambar2-10 : (a) Prinsip rotor sangkar(b) Pelat dari rotor ................... 22

Gambar 2-11 : Stator motor induksi ..................................................... 24

Gambar 2-12 : Rotor sangkar dan motor induksi ................................. 25

Gambar 2-13 : Rotor belitan dari motor induksi ................................... 25

Gambar 2-14 : Potongan penampang motor induksi tipe

rotor sangkar .................................................................. 28

Gambar 2-15 : Potongan penampang motor induksi rotor lilit .............. 29

Gambar 2-16 : Pengasutan dengan sistem DOL ................................. 30

Gambar 2-17 : Pengasutan dengan tahanan rotor............................... 31

Gambar 2-18 : Pengasutan dengan tahanan stator ............................. 31

xii

Gambar 2-19 : Pengasutan dengan autotransformer ........................... 32

Gambar2-20 : Pengasutan bintang segitiga ....................................... 33

xiii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum, Wr. Wb.

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan ini dengan baik.

Tugan akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam rangka menyelesaikan program studi pada jurusan Teknik Eletro Fakultas Teknik Universitas Muhammdiyah Makassar. Adapun judul tugas akhir kami adalah: “STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR PADA BEBAN MOTOR DAN POMPA TERHADAP PENGELOLAAN LIMBAH AIR KOTOR”

Penulis menyadari bahwa hasil penelitian ini tidak lepas daripada bimbingan dan petunjuk dari berbagai pihak, sehingga penulis mengucapkan terima kasih kepada: Dosen pembimbing ibu Dr. Ir. Hj. Hafsah Nirwana, M.T sebagai pembimbing 1 serta bapak Rizal A Duyo, ST.,MT sebagai pembimbing 2 yang meluangkan waktu dan tenaganya untuk dapat memberikan bimbingan dan motivasi dari penyusunan proposal sampai dengan penyelesain skripsi ini.

Ucapan terima kasih pula kami ucapkan sebanyak-banyaknya serta penghargaan setinggi-tingginya kepada :

1. Kedua orangtua yang telah mencurahkan segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil, semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan keberkahan di dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis.

2. Bapak Hamzah Al Imran, ST., MT. Sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Muhammadiyah.

3. Ibu Adriani, ST., MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Eletro Universitas Muhammadiyah Makassar.

Tak lupa kami ucapkan terimakasih kepada rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik, terkhusus saudaraku angkatan 2013 serta sahabat-sahabat yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

xiv

Pada akhir penulisan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu penulis meminta saran dan kritik sehingga laporan tugas akhir ini dapat menjadi lebih baik dan menambah pengetahuan kami dalam menulis laporan selanjutnya. Semoga laporan tugas akhir ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan untuk pembaca pada umumnya. Wassalamu alaikum Wr. Wb

Makassar,………….2021

Penulis

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sewage Treatment Plant adalah suatu unit sistem pengolah limbah

cair yang bertujuan untuk mengolah limbah cair menjadi air bersih (air

buangan) yang layak dan tidak mencemari lingkungan, sehingga

lingkungan disekitarnya bebas dari pencemaran. Perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi dewasa ini yang dirasakan sangat pesat sekali

telah banyak mempengaruhi usaha manusia untuk mengatasi masalah

dampak lingkungan. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi tersebut, muncullah beberapa pemikiran-pemikiran teknis

dengan memanfaatkan ilmu dan teknologi yang memiliki banyak tujuan

guna menerapkannya. Salah satu tujuan yang dapat dikemukakan disini

adalah masalah pengolahan limbah untuk menghindari terjadinya dampak

lingkungan yang kurang sehat.

Dewasa ini sangat dirasakan penggunaan peralatan-peralatan listrik

untuk berbagai macam keperluan guna memperoleh hasil yang optimal,

efisien dan meningkatkan daya guna sangat diharapkan, salah satu

diantaranya adalah untuk pengolahan limbah. Hal ini terlihat jelas pada

berbagai macam jenis industri, perhotelan, pusat perbelanjaan, rumah

sakit, dan sebagainya.

2

Limbah adalah salah satu faktor yang dapat mengakibatkan

terjadinya pencemaran lingkungan jika limbah tersebut dibuang begitu saja

tanpa melalui proses pengendapan dan penetralisiran. Limbah yang

dihasilkan oleh sebuah pabrik, hotel, rumah sakit, industri-industri maupun

pada pusat perbelanjaan tidak bisa ditampung begitu saja pada suatu

tempat penampungan kemudian disalurkan ketempat pembuangan tanpa

melalui suatu proses yang membuat limbah tersebut layak untuk

disalurkan ketempat pembuangan akhir atau dimanfaatkan kembali.

Karena hal tersebut akan berakibat buruk dimana selain akan

menimbulkan bau yang tidak sedap yang dapat mengganggu lingkungan

disekitarnya juga dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.

Sebagai mana halnya pada Mat Ratu Indah Makassar, proses

pengolahan limbah ini mutlak diperlukan guna menjaga kondisi lingkungan

yang tetap sehat. Limbah yang asalnya dari beberapa toilet dan dapur

akan ditampung pada suatu tempat penampungan. Selanjutnya limbah

tersebut akan mengalami beberapa kali proses dari suatu tangki

penampungan ke tangki penampungan berikutnya, sehingga limbah akan

menjadi air dan sebagian lainnya menjadi lumpur yang selanjutnya siap

dibuang ke pembuangan akhir.

Untuk mengemukakan hal seperti yang telah dikemukakan di atas,

diperlukan suatu sistem yang dapat mengolah limbah tersebut sehingga

layak untuk dibuang ke saluran pembuangan akhir tanpa menimbulkan

pencemaran lingkungan. Untuk mengolah limbah tersebut ada suatu

3

sistem yang digunakan yaitu Sewage Treatment Plant yaitu proses

pengolahan limbah menjadi air yang memenuhi standard air buangan ke

pembuangan akhir.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah sesuai dengan latarbeakang yang

dikemukakan diatas adalah :

1. Penggunaan peralatan-peralatan listrik untuk berbagai macam

keperluan guna memperoleh hasil yang optimal, efisien dan

meningkatkan daya guna sangat diharapkan

2. Sewage Treatment Plant mutlak diperlukan pada sebuah bangunan

yang akan menghasilkan limbah yang tidak sedikit jumlahnya, seperti

halnya pada Mal Ratu Indah Makassar. Karena dengan diterapkan

Sewage Treatment Plant maka akan mengurangi terjadinya

pencemaran lingkungan akibat limbah.

3. Karena pentingnya Sewage Treatment Plant itu, maka penulis tertarik

untuk mengetahui bagaimana sebenarnya Sewage Treatment Plant itu.

C. Tujuan Penulisan

Penulisan tugas akhir ini memiliki beberapa tujuan yang ingin

dicapai yaitu :

1. Mengetahui besarnya arus yang mengalir pada beban motor dan

pompa terhadap pengelolaan limbah air kotor

2. Mengetahui data teknis sistem Sewage Treatment Plant (STP).

3. Mengetahui prinsip kerja sistem Sewage Treatment Plant (STP).

4

D. Batasan Masalah

Karena masalah mengenai Sewage Treatment Plant ini cukup luas

dan berbeda-beda sistem yang digunakan disesuaikan dimana Sewage

Treatment Plant itu difungsikan, maka penulis membatasi masalah ini

hanya yang terdapat pada Mal Ratu Indah Makassar, dimana ruang

lingkup pembahasannya adalah :

1. Pengaman MCB untuk kerja kelistrikan untuk terhadap besar

kemampuannya untuk arus beban

2. Unit pengolah limbah yang direncanakan ini akan mengolah limbah

cair

3. Prinsip sistem Sewage Treatment Plant (STP).

E. Manfaat Penulisan

Adapun manfaa penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Pada pemilihan pengaman seperti MCB, haruslah dipilih sedemikian

rupa sehingga dapat bekerja dengan cepat saat bebannya

mengalami gangguan.

2. Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan

berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic

3. Unit pengolah limbah yang direncanakan ini akan mengolah limbah

cair (yang berasal dari closset, lavatory, bath room dan kitchen sink)

menjadi air bersih yang layak dibuang.

5

4. Sewage Treatment Plant (STP) tersebut akan mengolah limbah

atau air kotor yang berasal dari Mal sehingga kemungkinan untuk

terjadinya pencemaran lingkungan akibat buangan dari hasil olahan

limbah tersebut sangat kecil

F. Metode Penulisan

Beberapa metode digunakan sebagai acuan dan dapat menunjang

dalam penulisan proyek akhir ini yaitu :

1. Studi literatur, yaitu dengan mengumpulkan bahan-bahan penulisan

yang berkaitan dengan tugas akhir ini.

2. Observasi, yaitu melakukan pengamatan langsung pada Sewage

Treatment Plant yang ada pada Mal Ratu Indah Makassar

3. Tanya jawab dengan pihak yang mengetahui dan terjun langsung

menangani masalah Sewage Treatment Plant pada Mal Ratu Indah

Makassar.

G. Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Pada ban pendahuluan, akan membahas tentang, Latar Belakang

Masalah, Rumusan Masalah, Tujuan Penulisan, Batasan Masalah dan

Metode Penulisan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Didalam tinjauan pustaka membahas tentang teori yaitu, Dasar Kontrol,

Pengertian Loop Tertutup, Pengertian Loop Terbuka, Pompa, Pompa

6

Sentrifugal, Pompa Aksial, Pompa Roda Gigi, Pompa Turbin, Motor Induksi

Satu Fasa,Motor Fasa Belah (Spilit Phasa Motor, Motor Kutub Bayangan

(Shaded Pole Motor), Rotor, Motor Induksi Tiga Fasa, Kontruksi Motor

Induksi, Prinsip Kerja Motor Induksi, Tipe Motor Induksi, Sistem

Pengasutan Motor AC; Pengasutan Dengan Sistem DOL, Pengasutan

Dengan Tahanan Rotor, Pengasutan Dengan Tahanan Stator, Pengasutan

Dengan Transformer, Pengasutan Bintang-Segitiga

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab metodologi peneltian berisi tentang, Waktu dan Iempat, Metode

Penelitian, Gambar Blok Diagram, Deskripsi Sistem, Jumlah Air Limbah

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

Padan bab hasil penelitian dan Pembahasan, membhas temtamg;

Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant, Perhitungan

Kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi, Besarnya Arus Yang Mengalir Pada

Tiap beban, Disktripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram,

Cara Pengoperasian, Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol

BABV PENUTUP

Di dalam bab ini berisis tentang; Kesimpulan dan Saran

DAFTAR PUSTAKA

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Dasar Kontrol

Pada bagian ini akan mendefinisikan bagian-bagian yang diperlukan

untuk menjelaskan sistem kontrol. "Plant'. "Plant" adalah seperangkat

peralatan, mungkin hanya terdiri dari beberapa bagian mesin yang bekerja

bersama-sama, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu.

Proses (process). Kamus Merriam-Webster mendefinisikan proses

sebagai operasi atau perkembangan alamiah yang berlangsung secara

kontinyu yang ditandai oleh suatu deretan perubahan kecil yang berurutan

dengan cara yang relatif tetap dan menuju ke suatu hasil atau keadaan

akhir tertentu; atau suatu operasi yang sengaja dibuat, berlangsung secara

kontinyu, yang terdiri dari beberapa aksi atau perubahan yang dikontrol,

yang diarahkan secara sistematis menuju ke suatu hasil atau keadaan

akhir tertentu. Dalam buku ini, setiap operasi yang dikontrol disebut proses,

Sebagai contoh adalah proses kimia, ekonomi, dan biologi.

Sistem(system). Sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen

yang bekerja bersama-sama dan melakukan suatu sasaran tertentu.

Sistem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja. Konsep sistem dapat

digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis seperti yang dijumpai

dalam ekonomi. Oleh karena itu istilah "sistem" harus diinterpretasikan

untuk menyatakan sistem fisik, biologi, ekonomi, dan sebagainya.

8

Gangguan (disturbances)." Gangguan adalah suatu sinyal yang

cenderung mempunyai pengaruh yang merugikan pada harga keluaran

sistem. Jika suatu gangguan dibangkitkan dalam sistem, disebut internal:

sedangkan gangguan eksternal dibangkitkan di luar sistem dan merupakan

suatu masukan.

Kontrol berumpan-balik ( feedback control). Kontrol berumpan-balik

adalah suatu operasi yang dengan adanya beberapa gangguan,

cenderung memperkecil selisih antara keluaran sistem dan masukan

acuan (atau suatu keadaan yang diinginkan, yang secara sembarang

diubah) dan bekerja berdasarkan selisih tersebut. Di sini, hanya terhadap

gangguan yang tidak dapat diramal (yaitu yang tidak diketahui

sebelumnya) yang dimaksudkan untuk pengontrolan sistem .'"karena untuk

gangguan yang dapat diramai selalu mungkin dibuat kompensator di dalam

sistem sehingga tidak memerlukan pengukuran.

Sistem kontrol berumpan-balik (feedback control system). Sistem

kontrol berumpan-balik adalah sistem kontrol yang cenderung menjaga

hubungan yang telah ditentukan antara keluaran dan masukan acuan

dengan membandingkannya dan menggunakan selisihnya sebagai alat

pengontrolan.

Sistem regulator automatik (automatic regulating systems). Sistem

regulator automatik adalah sistem kontrol berumpan-balik dengan

masukan acuan atau keiuaran yang diinginkan konstan atau berubah

terhadap waktu dengan lambat dan tugas utamanya adalah menjaga

9

keluaran yang sebenarnya pada harga yang diinginkan, dengan adanya

gangguan.

Sistem pengontrolan proses (process control system). Sistem

regulator automatik dengan keluaran berupa besaran seperti temperatur,

tekanan, aliran, tinggi muka cairan atau pH disebut sistem pengontrolan

proses. Pengontrolan proses secara luas digunakan di industri.

Pengontrolan dengan program seperti pengontrolan temperatur tungku

pemanas di mana temperatur tungku dikontrol sesuai dengan industri yang

telah diprogram terlebih dahulu seringkali digunakan pada sistem seperti

itu. Sebagai contoh, program yang hams disetel terlebih dahulu dapat

berupa instruksi untuk menaikkan temperatur tungku sampai harga tertentu

selama selang waktu tertentu kemudian menurunkan temperatur tungku

sampai harga tertentu yang lain selama selang waktu tertentu yang lain

pula. Pada pengontrolan dengan program seperti itu, titik setel diubah

sesuai dengan jadwal waktu yang telah ditentukan. Kontroler (pengontrol)

kemudian berfungsi untuk menjaga temperatur tungku agar mendekati titik

setel yang berubah. Harus diperhatikan bahwa sebagian besar sistem

pengontrolan proses meliputi servomekanisme sebagai bagian yang

terpadu.

B. Pengertian Loop Tertutup

Sistem kontrol lup tertutup (closed-loop control system) adalah

sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung

pada aksi pengontrolan. Jadi, sistem kontrol lup tertutup adalah sistem

10

kontrol berumpan-balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan

selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik (yang dapat berupa

sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turufiannya),

diumpamakan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat

agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain,

istilah "lup tertutup" berarti menggunakan aksi umpan-balik untuk

memperkecil kesalahan sistem. Gambar 2-1 menunjukkan hubungan

masukan-keluaran dari sistem kontrol lup tertutup.

Gambar 2-1. Sistem kontrol lup tertutup

C. Pengertian Loopterbuka

Sistem kontrol lup terbuka (open-loop control system) adalah sistem

kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh pada aksi pengontrolan. Jadi

pada sistem kontrol lup terbuka, keluaran tidak diukur atau

diumpan-balikkan untuk dibandingkan dengan masukan. Gambar 2-2

menunjukkan hubungan masukan keluaran untuk sistem kontrol lup

terbuka. Sebuah contoh praktis adalah mesin cuci. Perendaman,

pencucian dan pembilasan pada mesin cuci dioperasikan pada basis

Kontroller Plant Atau Proses

Elemen ukur

keluaran masukan

11

waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluaran, misalnya kebersihan

pakaian.

Pada setiap sistem kontrol lup terbuka keluaran tidak dibandingkan

dengan masukan acuan. Sehingga, untuk setiap masukan acuan, terdapat

suatu kondisi operasi yang tetap. Jadi ketelitian sistem bergantung pada

kalibrasi. (sistem kontrol lup terbuka harus dikalibrasi dengan hati-hati dan

harus menjaga kalibrasi tersebut agar dapat dimanfaatkan dengan baik).

Dengan adanya gangguan, sistem kontrol iup terbuka tidak dapat

bekerja seperti yang diinginkan. kontrol !up terbuka dapat digunakan dalam

praktek hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan

jika tidak terdapat gangguan internal maupun eksternaf. Jelaslah bahwa

sistem semacam ini bukan sistem kontrol berumoan-balik,

Gambar 2-2. Sistem kontrol lup terbuka

D. Pompa

Konversi energi mekanis ke energi zat alir (fluids) dengan suatu

mesin merupakan perhatian utama para ahli. Alat atau mesin ini disebut

pompa. Jenis mesin pompa yang mampu untuk tujuan konversi ini amat

berbeda-beda di dalam perencanaan dan prinsip kerjanya.

Kontroller Plant atau proses

masukan keluaran

12

Pemilihan pompa yang tepat atau suatu penerapan yang khusus

sangat diperlukan untuk efisiensi dan operasi yang nyaman. Agar bisa

bekerja pompa membutuhkan daya dari mesin penggerak pompa. Didalam

roda jalan fluida mendapat percepatan sedemikian rupa sehingga fluida

tersebut mempunyai kecepatan mengalir keluar dari sudu-sudu roda jalan.

Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah

menjadi tinggi kenaikan H di sudu-sudu pengarah atau di rumah spiral

pompa. Besarnya tekanan yang timbul tergantung kepada besarnya

kerapatan fluida. Karena adanya gesekan yang timbul maka tinggi

kenaikan yang diinginkan akan berkurang supaya kerugian ini tidak terlalu

besar maka kecepatan aliran fluida dibatasi. Dan selain itu besarnya

kecepatan keliling dari roda jalan yang terbatas.

1. Pompa Sentrifugal

Pompa ini dioperasikan dengan bagian isap yang tergenang air.

Impeler tunggal berputar di dalam rumah pompa, air akan masuk

impeler arah aksial melalui lubang searah poros dan keluar mengelilingi

keliling impeler ke rumah pompa.

Pada waktu cairan melalui impeler, energi diberikan ke air melalui

sudu yang melengkung pada impeler, cairan akan meninggalkan

impeler dengan tekanan dan kecepatan yang meningkat.

13

Gambar 2-3. Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal mampu- memindahkan volume cairan yang

besar tanpa tergantung pada katup atau ruang antara (clearance) yang

halus dan pompa ini dapat bekerja pada katup keluaran tertutup tanpa

meningkatkan tekanan yang sangat tinggi. Kerugian pompa sentrifugal

ialah :

4. tekanan keluaran terbatas

5. tidak mampu priming sendiri.

Masalah ini dapat diatasi dengan membuat pompa dengan

tingkat banyak pada poros yang sama. Selain itu, pemasangan alat

yang dapat membantu priming sendiri.

2. Pompa Aksial

Pompa aksial mempunyai baling-baling gerak (pitch propeler)

yang berputar di dalam suatu rumah pompa dengan ruang antara

clearence yang cukup halus antara baling-baling (propeler) dan rumah

pompa. Cairan masuk propeler pada arah aksial, melalui suatu cincin

masukan sudu pengarah yang tetap.

Pada waktu cairan melewati propeler, sudu-sudu memutar

cairan. sudu pengarah luar akan mengubah cairan memasuki pipa

keluaran. Propeler (baling-baling) pompa ini terpasang pada poros

yang diperpanjang yang berputar pada suatu bantalan.

14

Berdasarkan laju aliran yang cukup besar dibanding pompa lain,

maka pada pengujian ini digunakan model bendungan untuk mengukur

laju aliran air. Dengan demikian, tidak ada perubahan tinggi permukaan

isap.

Gambar 2-4. Pompa Aksial

Pompa aksiai sangat cocok digunakan untuk kondisi laju aliran

yang besar pada tinggi tekanan yang rendah, seperti untuk

pembuangan air, irigasi, dan sebagainya. Makin tinggi kecepatan kerja,

makin kecil dan murah pompa atau motor penggerak yang diperlukan.

3. Pompa Roda Gigi

Pompa roda gigi yang digunakan mempunyai 2 roda gigi yang

terletak dalam 1 rumah pompa. Roda gigi berputar dengan jarak antara

yang sangat kecil baik antara roda gigi dan rumah pompa

mengakibatkan air yang masuk bagian isap akan terjebak diruang

antara gigi dan rumah pompa. Air akan tertekan sesuai putaran pompa

dan terlempar keluar pompa. Tekanan yang tinggi dapat diperoleh dari

pompa ini.

Untuk keamanan pompa dan sistem instalasinya, biasanya

dilengkapi dengan katup pengaman untuk tinggi tekanan tertentu.

15

Gambar 2-5. Pompa Roda Gigi

Keuntungan pompa jenis ini yaitu diperlukan katup pada bagian

isap maupun keluaran. Pompa ini mampu memompa udara, gass atau

cairan tanpa merusak pompa dan tak diperlukan priming. Tekanan

tinggi dimungkinkan meskipun laju alirannya terbatas.

Kerugian pompa roda gigi adalah dibutuhkan jarak yang begitu

dekat antara ujung rotor dengan rumah pompa.

4. Pompa Turbin

Pompa turbin dikenal juga sebagai pompa regeneratif atau

pompa periperal dengan sudu-sudu impeler lurus terletak di dalam

rumah pompa, Pompa ini tak mampu priming sendiri dan dioperasikan

dengan bagian sisi isap yang tergenang air.

Jika rotor berputar, cairan terbawa mengelilingi ruang pada

kecepatan yang bergerak dari nol dari permukaan rumah pompa

sampai kecepatan maksimum pada permukaan rotor. Jika cairan tak

16

begitu kental tak akan ada keluaran. Oleh karena itu, pompa itu

dikelompokkan sebagai pompa cairan kental (pompa viskosita.s).

Gambar 2-6. Pompa Turbin

E. Motor Induksi Satu Fasa

Motor induksi satu fasa banyak dipakai untuk keperluan di dalam

rumah tangga seperti kipas angin, peniup pompa, mesin pendingin, air

conditioning (AC) dan lain-lain. Hal ini dikarenakan oleh bentuknya yang

sederhana dan harganya relatif murah. Umumnya motor tersebut

berkekuatan kurang dari satu daya kuda.

Struktur motor induksi satu fasa hampir mirip dengan struktur motor

induksi tiga fasa jenis rotor sangkar kecuali kumparan statornya yang

terdiri dari satu fasa. Kumparan stator motor induksi tiga fasa apabila

dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, maka akan

menghasilkan suatu medan magnet yang berputar terhadap ruang. Medan

putar inilah yang pada dasarnya merupakan prinsip motor induksi. Akan

tetapi berbeda dengan motor induksi satu fasa, kumparan statornya tidak

menghasilkan medan putar.

17

Kumparan motor induksi" satu fasa jika disambung dengan sumber

tegangan bolak-balik, .maka akan menghasilkan suatu medan magnet

yang berbentuk pulsa saja dan bukan fluks yang berputar terhadap ruang.

Dengan demikian sebenarnya fluks yang dihasilkan oleh kumparan fasa

tunggal merupakan fluks dengan dua komponen yaitu komponen fluks

arah maju, dan komponen fluks arah mundur. Dengan demikian sulit bagi

motor satu fasa untuk memutar rotornya pada saat starting awal.

Untuk memperbesar daya bagi motor waktu start, dibutuhkan

bantuan yang pada prinsipnya membuat medan magnet baru yang

berbeda arah dengan medan magnet utama. Dalam hal ini harus ada aliran

listrik baru yang tidak sepashe dengan aliran listrik yang mengalir pada

kumparan utama (main winding), berarti harus terdapat kumparan kedua

yang terpisah dari kumparan utam. Kumparan kedua ini umumnya disebut

kumparan bantu. Dengan demikian pada motor induksi satu fasa terdapat

dua kumparan stator yaitu kumparan utama (main winding) dan kumparan

bantu (auxilary winding).

Untuk membentuk adanya dua aliran arus listrik yang berbeda fasa

digunakan sistem penggeser fasa sehingga dari satu fasa yang

dimasukkan, berubah menjadi listrik dua fasa. Umumnya hal ini dilakukan

dengan memasang seri suatu rangkaian kumparan (induktor) atau

kapasitor pada kumparan bantu. Motor induksi satu fasa dapat

dikelompokkan menjadi:

1. Motor fasa belah (split phase motor).

18

2. Motor kapasitor (Capasitor motor).

3. Motor kutub bayangan (shaded pole motor).

Dalam penulisan ini hanya poin (1) dan (3) yang akan dibahas.

1. Motor Fasa Belah (Split Phase Motor)

Motor fasa belah mempunyai dua buah kumparan stator yaitu

kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser sejauh

90° listrik serta keduanya dihubungkan paralel.

Pada fasa belah, kumparan utamanya mempunyai tahanan

murni yang rendah dan reaktansi yang tinggi, sebaliknya kumparan

bantunya mempunyai tahanan mumi yang tinggi dan reaktansinya

rendah. Tahanan mumi kumparan bantu dapat dipertinggi dengan

menambah tahanan yang diseri dengannya atau memakai kumparan

yang diameter kawatnya sangat kecil.

Dengan adanya perbedaan tahanan dan reaktansi dari

kumparan utama dan kumparan batu akan terjadi perbedaan fasa

antara arus kumparan utama dengan arus kumparan bantu. Adanya

perbedaan fasa arus ini akan dapat menimbulkan medan magnet

yang berputar pada stator dan menyebabkan motor berputar sendiri

(self starting).

19

(a) (b)

Gambar 2-7. Motor fasa belah : (a).Letak kumparan utama dan bantu.

(b).Diagram hubungan kumparan utama/bantu Untuk memutuskan arus pada kumparan bantu dilengkapi

dengan saklar pemutus S yang dihubungkan sen dengan kumparan

bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada

kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75% dari

kecepatan penuh.

2. Motor Kutub Bayangan (Shaded Pole Motor)

Motor ini mempunyai kutub bayangan (shaded pole) dan kutub

pokok (un shaded pole) sementara rotornya adalah rotor sangkar tupai.

Medan putar dihasilkan karena adanya induksi pada cincin hubung

singkat yang terdapat pada kutub bayangan. Motor kutub bayangan

sering kita ju mpai pada motor-motor kipas angin (kipas angin kecil).

Gambar 2- 8a Gambar 2-8b

Gambar 2-8. Kutub utama dan kutub bayangan motor kutub bayangan

Gambar a .

20

Motor kutub bayangan berkutub 4, dengan penguat kumparan

disambung seri.

Gambar b.

Menunjukan sebuah kutub dari motor kutub bayangan, kira-kira

1/3 dari kutub diberi alur selanjutnya dilingkari dengan satu lilitan

hubung singkat (cu coil) dan dikenal dengan shadin coil (kumparan

bayangan). Kutub dari bagian ini dikenal dengan nama kutub bayangan,

dan bagian lainnya adalah bagian bukan bayangan (un shaded) pole.

Apabila arus bolak-balik dialirkan pada kumparan kutub, poros

kutub akan bergerak dari kutub utama (un shaded pole) ke kutub

bayangan (shaded pole). Bergesernya poros medan magnet

menyebabkan seakan-akan kutub itu bergerak. Oleh sebab itu, rotor

berputar dari kutub utama ke kutub bayangan.

Sudah kita ketahui bahwa shading coil (kumparan/cincin hubung

singkat) tahanannya sangat kecil. Apabila arus bolak-balik mengalir

pada kumparan maka kutub membesar. Hal ini akan menyebabkan

timbulnya tegangan pada shading coil dengan polaritas yang

berlawanan dengan penyebabnya. Jadi bila arus pada kumparan

magnet naik maka arus induksi dalam shading coil menurun.

Sebaliknya bila arus pada kumparan magnet menurun, maka arus

induksi dalam shading coil membesar.

21

Gambar 2-9. Prinsip gerak poros medan magnet pada motor shaded pole

Pada gambar 2-9a.

Arus penguat sedang meningkat dari 0 ke A. Karena shading coil

mempunyai tahanan yang rendah maka dalam kumparan ini akan

mengalir arus yang besar dengan arah yang berlawanan dengan arah

arus di dalam kumparan penguat magnet yang menyebabkannya.

Dengan demikian garis yang gaya paling rapat ada pada bagian kiri.

Perhatikan posisi medan magnet Na.

Pada Gambar 2-9b.

Arus penguat pada daerah harga tertinggi, yaitu dari titik A ke B.

Saat itu perubahannya sangat kecil, sehingga secara praktis tak

menimbulkan tegangan pada shading coil. Dengan demikian garis-garis

22

gaya magnet terbagi secara merata keseluruh permukaan kutub

sehingga medan magnet terletak pada bagian N sub b.

Pada Gambar 2-9c.

Arus penguat sedang menurun dari B ke 0. Hal ini akan

menimbulkan arus induksi pada shading coil. Dalam hal ini aksi menuju

not, sehingga reaksinya menuju ke maksimum. Di bagian shaded pole

terjadi hal yang berlawanan dengan pada bagian un-shaded pole. Pada

bagian shaded, arus induksi justru memperkuatnya sehingga kekuatan

medan magnet pada saat ini seakan-akan menggeser dari kutub un

shaded ke kutub shaded dan medan magnet terletak pada Nc.

Jadi selama periode 1/2 periode positif dari arus penguat kutub

terjadi pergeseran kutub N (utama ) sepanjang permukaan kutub, dari

un shaded pole ke shaded pole. Selama 1/2 periode negatif berikutnya,

arus penguat dengan kutub S (selatan) akan mengalami hal yang sama.

3. Rotor

Jenis rotor yang banyak digunakan pada motor induksi ialah

rotor sangkar tupai, biasanya hanya disebut rotor sangkar. Pada

prinsipnya rotor sangkar tersusun dari batang-batang konduktor yang

kedua ujungnya disatukan oleh cincin yang terbuat dari bahan

konduktor pula sehingga bentuknya menyerupai sangkar tupai.

23

Gambar 2-10 (a) Prinsip rotor sangkar (b) Pelat dari rotor

Pada gambar 2-10 tidak digambarkan sumbunya demikian juga

badan rotor digambarkan terpisah (gambar b) badan rotor terdiri dari

plat yang berlapis-lapis. Dari luar nampaknya hanya seperti silinder

yang pejal. Untuk pendinginan dari motor pada bagian tepi dari rotor

dilengkapi dengan daun-daun kipas sehingga kalau rotor berputar

aliran udaranya akan membantu pendinginan motor.

Susunan dari batang-batang konduktor ada yang sejajar dengan

sumbu, kadang-kadang ada yang tidak sejajar dengan sumbu atau

agak miring. Selain rotor sangkar, pada motor induksi ada juga yang

memakai rotor lilit dimana rotornya tersusun dari kumparan-kumparan

yang ujung-ujungnya disatukan oleh cincin gesek (slip ring).

F. Motor Induksi Tiga Fasa

Motor induksi merupakan motor ac yang paling banyak

digunakan, khususnya di industri-industri. Ini dikarenakan

konstruksinya yang kuat dan sederhana serta karakteristik kerjanya

yang baik.

Motor induksi terdiri dari 2 bagian, yaitu stator atau bagian yang

diam, dan rotor atau bagian yang bergerak (berputar). Stator

dihubungkan ke catu tegangan ac dan rotor tidak dihubungkan secara

24

listrik ke pencatu tetapi mempunyai arus yang diinduksikan ke

dalamnya melalui imbas induksi elektromagnetik dari stator.

1. Konstruksi Motor Induksi

Konstruksi motor industri terdiri dari:

a. Stator, bagian motor yang diam.

b. Rotor, bagian motor yang berputar.

c. Celah udara, adalah ruangan antara stator dan rotor.

Konstruksi stator terdiri dari:

a. Rumah stator dari besi ruang.

b. Inti stator dari besi lunak atau baja silikon.

c. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan

belitan.

d. Belitan stator dari tembaga.

Belitan stator dirangkai untuk motor induksi tiga fasa tetapi juga

dapat dirangkai untuk motor induksi satu fase, disamping itu juga

dirangkai untuk jumlah kutub tertentu.

Kumparan stator

Gambar 2-11. Stator motor induksi

Konstruksi rotof terdiri dari:

25

a. Inti rotor bahannya sama dengan inti stator.

b. Alur dan gigi materialnya sama dengan inti, alur tempat meletakkan

belitan.

c. Belitan rotor bahannya dari tembaga, dari konstruksi lilitannya akan

memberikan dua macam rotor yaitu :

6. Motor induksi dengan rotor sangkar atau rotor kurung.

7. Motor induksi dengan rotor belitan.

d. Poros atau as.

Rotor sangkar

Gambar 2.12 Rotor Sangkar dari motor Induksi

Gambar 2.13. Rotor belitan dari motor induksi

Stator dan rotor membentuk rangkaian magnetis, berbentuk

silindris yang simetris dan diantaranya terdapat celah udara. Celah

udara antara stator dan rotor, kalau terlalu luas maka efesiensi mesin

rendah, sebaliknya jika terlalu semprt menimbulkan kesukaran mekanis

pada mesin.

2. Prinsip Kerja Motor Induksi

26

Prinsip kerja motor induksi tiga fase berdasarkan induksi

elektromagnetis, yakni bila belitan/kumparan stator diberi sumber

tegangan bolak-balik 3 fase maka arus akan mengalir pada kumparan

tersebut, menimbulkan medan putar yang berputar dengan kecepatan

sinkron dan akan mengikuti persamaan :

Ns =

rpm..................................................................... .(2-1)

dimana :

Ns = Kecepatan putar dari medan putar stator dalam rpm.

f = Frekuensi arus dan tegangan stator.

p = Banyaknya kutub.

Garis-garis gaya fluks dari stator tersebut yang berputar akan

memotong penghantar-penghantar rotor sehingga pada

penghantar-penghantar tersebut timbul EMF (Elektro motoris force)

atau tegangan induksi.

Berhubung kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup

maka pada kurnparan tersebut mengalir arus. Arus yang mengalir pada

penghantar rotor yang berada dalam medan magnet berputar dari

stator, maka pada penghantar rotor tersebut timbul gaya-gaya yang

berpasangan dan berlawanan arah, gaya tersebut menimbulkan torsi

yang cenderung memutar rotornya, rotor akan berputar dengan

kecepatan putar (Nr) mengikuti putaran medan putar stator (Ns).

Slip timbul karena perbedaan perputaran medan putar stator dan

perputaran rotor. Ada tiga macam slip yaitu :

27

a. Slip mutlak, dinyatakan oleh persamaan :

S = Ns - Nr................................................................................. (2-2)

b. Slip Pecahan, dinyatakan oleh persamaan :

S =

………………………………………………………….(2-3)

c. Slip dalam persen (%), yaitu:

S =

x 100% ………………………………………………..(2-4)

Pada waktu rotor masih diam maka frekuensi arus rotor sama

dengan frekuensi arus stator (f). Waktu rotor berputar maka

frekuensinya (f) akan dipengaruhi oleh slip yang mengikuti persamaan:

f = S . f .............................................................................(2-5)

3. Tipe Motor Induksi

Motor induksi digolongkan atas beberapa jenis, tetapi dalam

pembahasan ini hanya ditinjau dari segi rotornya.

a. Motor Induksi Tipe Rotor Sangkar (Squire Cage Rotor)

Motor induksi jenis ini mempunyai rotor dengan alur-alur

yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang disusun

sedemikian rupa. Ujung-ujung konduktor saling dihubung

singkatkan dengan cincin-ujung sehingga menyerupai sangkar

tupai.

Motor yang bekerja dengan tipe ini menggunakan arus

starting yang cukup besar, yaitu empat sampai lima kali arus

nominal. Untuk membatasi arus yang besar ini, tegangan sumber

28

harus dikurangi dan biasanya digunakan saklar bintang segitiga.

Tetapi kurangnya arus mula mengakibatkan kopel mula menjadi

kecil, sehingga untuk membatasi kopel mula dapat digunakan jenis

rotor sangkar ganda.

Gambar 2-14 Potongan penampang motor induksi tipe Rotor sangkar

Keuntungan dengan tipe inl adalah bentuknya yang kokoh

dan dapat menyesuaikan diri dengan jumlah kutub pada stator.

1. Motor Induksi Tipe Rotor Lilit

Motor induksi jenis ini disebut juga motor slipring. Perbedaannya

dengan motor rotor sangkar adalah konstruksi rotornya. Tipe motor ini

mempunyai belitan rotor yang terisolasi dan serupa dengan lilitan

statornya. Begitu pula kumparan stator dan rotor mempunyai jumlah

kutub yang sama.

Pada motor induksi jenis ini terdapat alur-alur yang bentuknya

lebih dalam daripada alur-alur rotor sangkar tupai. Dalam alur-alur

tersebut terdapat kawat belitan atau lilitan phasa yang dihubungkan

secara bintang atau delta dan masing-masing phasa dihubungkan ke

29

rotor melalui cincin dan sikat-sikat. Cincin dan sikat ini merupakan

penghubung tahanan kendali vanabel ke dalam rangkaian rotor.

Gambar 2-15. Potongan Penampang Motor Induksi Rotor Lilit

G. Sistem Pengasutan Motor AC

Pengasutan/starting suatu proses yang mengakibatkan motor

beroperasi dari keadaan diam hingga berputar pada kecepatan kerja. Pada

dasarnya untuk starting sebuah motor dapat dilakukan dengan

menggunakan sistem antara lain :

8. DOL (Direct On Line)

9. Tahanan Rotor

10. Tahanan Stator

11. Transformator

12. Perubahan hubungan Y-A

30

1. Pengasutan dengan Sistem DOL

Pengasutan dengan menggunakan sistem DOL adalah cara

menjalankan motor paling sederhana dibanding sistem starting lainnya.

Motor langsung dihubungkan dengan satu daya menggunakan saklar.

Pengasutan dengan menggunakan sistem DOL dimaksudkan untuk

menjalankan motor-motor dengan daya kecil, yaitu motor yang daya

nominalnya maksimal 4 kw.

Arus asut pada motor induksi dengan pengasutan DOL dapat

mencapai 5-6 kali, karena itu harus diperhatikan daya nominal

motornya. Starting ini terdiri dari starting DOL, starting DOL yang

menggunakan resistor dan yang menggunakan induktor. Arus pada

starting ini adalah :

I =

√ …………………………………………………(2-6)

Gambar 2-16. Pengasutan dengan Sistem DOL

2. Pengasutan dengan Tahanan Rotor

31

Digunakan untuk menjalankan motor belitan (motor slip ring).

Tahanan tersebut dihubungkan ke motor melalui cincin seret (slipring

Gambar 2-17. Pengasutan dengan Tahanan Rotor

Tahanan berada dalam posisi maksimum, saat sebelum motor

dijalankan. Pengaturan tahanan dilakukan secara bertahap sehingga

motor mencapai putaran yang konstan.

3. Pengasutan dengan Tahanan "Stater

Tahanan yang digunakan dihubungkan sen terhadap kumparan

stator dari motor. Pengaturan tahanan dilakukan secara bertahap

sampai motor mencapai putaran normalnya.

32

Gambar 2-18. Pengasutan dengan Tahanan Stator

4. Pengasutan dengan Transformer

Pengasutan jenis ini digunakan untuk pengurangan tegangan

line, karena sifat transformer memberikan pengurangan torsi mula,

hasil dari pengurangan tegangan sekunder mengurangi arus mula

motor.

Untuk pemilihan tegangan digunakan autotransformer yang

dilengkapi dengan tap-tap prosentase tegangan, sehingga dapat

dilakukan pemilihan tegangan untuk digunakan pada motor selama

periode asut berlangsung.

Gambar 2-19. Pengasutan dengan Autotransformer

5. Pengasutan Bintang-Segitiga

33

Kapasitas motor yang menggunakan pengasutan

bintang-segitiga adalah 5 kw keatas, hal ini bertujuan untuk mengurangi

arus mula pada saat motor pertama kali diberi tegangan masukan.

Belitan stator motor dihubungkan bintang saat motor mulai dijalankan.

Setelah beberapa saat relay penunda waktu memindahkan hubungan

stator dalam hubungan segitiga.

Pada kedudukan mula motor dalam keadaan bintang sehingga

tegangan tiap kumparan sebesar 1/ √ kali tegangan jaringannya

sedangkan arus yang masuk pada tiap kumparan sama dengan

tegangan arus line/jaringan. Pada saat kedudukan segitiga tegangan

tiap kumparan sama dengan tegangan jaringan dan arus pada

kumparan 1/ √ kali arus jaring. Dengan perubahan hubungan

bintang-segitiga bertujuan menjalankan motor dengan pengasutan

yang rendah. Arus dalam hubungan bintang dan segitiga dapat dihitung

dengan rumus : Hubungan bintang :

a. Ii = Iph ; Vph =

√ ……………………………………………(2-7)

b. Ii =

………………………………………………………(2-8)

c. P3ph = 3 . Vph . lph . Cos …………………………………..(2-9)

Hubungan segitiga :.

a. Ii = Iph . √ ; Vi = Vph ………………………………………(2-10)

b. lph =

…………………………………………………...(2-11)

c. P3ph = 3 . Vph . lph . Cos…………………………………..(2-12)

34

Gambar 2-20 Pengasutan Y-A

35

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

a. Waktu

Pengerjaan tugas akhir ini akan dilakukan dalam periode enam

bulan, di mulai pada bulan Agustus 2020 sampai dengan Desember 2020

berdasarkan pada waktu perencanaan yang sesuai pada jadwal penelitian.

b. Tempat

Proses penelitian dilakukan di Mall Ratu Indah Makassar.

B. Metode Penelitian

Pola / Alur Penelitian

MULAI

PENGOLAHAN DATA

SELESAI

STUDI LITERATUR

MULAI

DISKUSI

PENYUSUNAN

LAPORAN

SEMINAR

36

Metode pada penelitian ini berisi tentang langkah-langkah yang

ingin di tempuh oleh penulis dalam proses penyusunan skripsi ini.

Metode penelitian ini di susun bertujuan untuk memberi alur serta proses

yang jelas untuk penulis sehingga dalam proses penyusunan skripsi ini

bisa berjalan sesuai dengan apa yang di harapkan dan bisa berjalan

lancar.

Berikut langkah- langkah yang ingin di tempuh oleh penulis dalam

proses penyusunan skripsi ini adalah sebagai berikut:

Metode Pustaka

Adalah mengumpulkan bahan- bahan penulisan skripsi ini . Bahan ini

berasal dari referensi- referensi dan literatur-literatur yang dinilai

berhubungan dengan jenis masalah yang dibahas dalam tugas akhir ini.

Metode Penelitian

Melaksanakan penelitian dan proses pengumpulan data pada sistem

kelistrikan pada sistem control air limbah di Mall Ratu Indah Makassar.

Serta dilanjutkan dengan melakukan proses pembahasan atau analisa

hasil pengamatan dan mencoba untuk menyimpulkan hasil pembahasan

atau hasil analisa data tersebut.

Metode Diskusi/Wawancara

Adalah melakukan proses diskusi/ wawancara bersama dosen atau

pengajar yang tentunya lebih mengetahui bahan dan masalah yang akan

37

di bahas pada tugas akhir ini atau bersama pihak otoritas atau praktisi di

sistem kelistrikan pada sistem control air limbah di Mall Ratu Indah

Makassar

C. Gambar diagram

Sewage Treatment Plantu adalah suatu unit sistem pengolah limbah

cair yang bertujuan untuk mengolah limbah cair menjadi air bersih (air

buangan) yang layak dan tidak mencemari lingkungan, sehingga

lingkungan disekitarnya bebas dari pencemaran. Unit pengolah limbah

yang direncanakan ini akan mengolah limbah cair (yang berasal dari

closset, lavatory, bath room dan kitchen sink) menjadi air bersih yang layak

dibuang.

38

Paket Sewage Treatment Plant (STP) yang akan dipasang ini

menggunakan sistem " Extended Aeration u, Biological Activated Sludge.

Instalasi pengolahan air kotor atau limbah dimana di lapangan lebih

dikenal dengan Sewage Treatment Plant (STP) ini berlokasi di pusat

perbelanjaan Makassar atau lebih dikenal dengan nama Wlal Ratu Indah

Makassar. Sewage Treatment Plant (STP) tersebut akan mengolah limbah

atau air kotor yang berasal dari Mal sehingga kemungkinan untuk

terjadinya pencemaran lingkungan akibat buangan dari hasil olahan limbah

tersebut sangat kecil.

39

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Penentuan Volume Tangki Sewage Treatment Plant (STP)

1. Tangki Penampung Limbah (Equalizing Tank)

Perbedaan antara laju aliran rata-rata (qh) dengan laju aliran

proses STP-R rata-rata (qhS) dalam satu hari, merupakan dasar

utama desain equalizing tank.

Teori:

Volume minimum equalizing tank = Va

Va = volume air yang haws ditampung equalizing tank

Va = ( qh - qhS) x h .................................................................... (4-1)

Va = (12,85 - 7,5 ) x 14 = 74,9 m3

Jadi secara teoritis, volume minimum equalizing tank adalah 74,9

m3.

Desain :

Panjang = 8,0 m

Lebar = 4,0 m

Kedalaman = 3,5 m

Level air = 2,.5 m

Volume air dalam equalizing tank = 8,0 x 4,0 x 2,5

= 80,0 m3

Volume equalizing tank = 8,0 x 4,0 x 3,5 = 112 m3

40

2. Tangki Aerasi (Aeration Tank)

Volume aeration tank minimal adalah : 7,50 m3/jam x 24 jam

= 180 m3.

Desain aeration tank (2 tank) : v

13. Panjang : 8,0 m

14. Lebar : 3,9 m

15. Level air : 3,0 m x

16. Volume air 2 tank :187m3

3. Tangki Sedimentasi (Sedimentation Tank/Settling Tank)

Volume minimum tangki sedimeentasi secara teoritis adalah

= 7,50 m3 /jam x6 jam = 45 m3 . Untuk mendesain luas permukaan

sedimentation tank, menggunakan rumus "Stokes" (Sank, 1979),

yaitu:

A =

……………………………………………..(4-2)

A : Luas permukaan m2

qhs : Jumlah aliran rata-rata m3/jam

Vc : Veiositas

Vc =

……………………………………………..(4-3)

h : Kedalaman air efektif

Tr : Detention time

Perhitungan :

Vc=

= 0,5m /jam

41

4. Tangki Klorinasi (Chlorination Tank)

Proses chlorinasi membutuhkan waktu kontak minimal 30

menit. Maka desain minimal Chlorination Tank minimal adalah 30

menit x 7,5 = 3,75m3.

Desain :

Panjang = 4,25 m

Lebar = 0,55 m

Level air = 1,85 m x

Volume = 4,32 m3

5. Tangki Penampung Air Yang Telah Diproses (Effluent Tank)

Desain volume effluent tank:

Panjang = 3,55 m

Lebar = 2,27

Level = 2,6 m x

Volume = 20,95 m3

6. Tangki Penampung Lumpur (Sludge Digester Tank)

Menurut Jorgensen activated sludge (digested) mengandung

material tersuspensi dalam konsentrasi 20 - 40 w/w%. Jadi lumpur

yang terjadi: 0,18 x 40 % = 0,072 m3/ hari.

Desain sludge digester tank:

Panjang = 8,0 m

Lebar = 2,5 m

42

Level = 3,2 m x

Volume = 64 m3

Maka daya tampung sludge digester tank adalah :

= 888,9 hari

Sludge digester tank akan penuh setelah 889 hari , maka truk tinja

harus mengambil lumpur tersebut setiap 889 hari (sekitar 2,5 tahun

sekali).

B. Perhitungan kebutuhan Oksigen Untuk Aerasi

Kapasitas STP-R =180 m3/hari

Beban Soluble BODS kurang lebih (JET Inc. 1982) = 300 ppm

Kualitas hasil treatment yang diharapkan = 20 ppm

17. Beban BOD5 yang harus dihilangkan = 180 x (300 - 20 )

= 50400 gr

= 50,4 kg/hari

18. 1 kg BOD5 dapat dihilangkan dengan 2 kg O2

19. O2 yang dibutuhkan untuk menghilangkan 47,6 kg BOD5 = 50,4 x 2

= 100,8 kgO2

Perhitungan kapasitas Blower

20. Efisiensi transfer oksigen dari air seal diffuser adalah 8 %

jadi

x 100% kgO2= 1260 kg O2

21. 24 m3 udara bebas mengandung 3,1 kg O2 (pada suhu 30°) jadi 1

m3 udara bebas mengandung 0,129 kg O2.

43

22. Kebutuhan udara untuk aerasi =

= 9767,44 m3 udara / hari

23. Kebutuhan udara untuk equalizing = 15 % dari aerasi

= 15 % x 9767,44 = 1465,12 m3

24. Kebutuhan udara untuk sludge air lift sistem kurang lebih - 5 % dari

aerasi yaitu:

= 5 % x 9767,44 v = 488,37

25. Kebutuhan udara total = 9767,44 + 1465,12 + 488,37

= 11720,93 m3/hari

= 8,1 m3/menit = 287,57cfm

Jadi kapasitas blower adalah 288 cfm atau 8,1 m3/min. Dua unit

blower masing-masing kapasitas 8,1 m3/min dipasang dengan cara kerja

dua unit bergantian.

C. Besarnya Arus Yang Mengalir Pada Tiap Beban

1. Blower 1-2

Diketahui:

Daya (P) : 11 KW = 11.000 Watt

Tegangan (V) : 380 Volt 3 phasa

Faktor Daya (Cos0) : 0,85

Frekuensi : 50 HZ

Arus nominal dari masing-masing beban ditentukan dengan

rumus:

44

Arus Nominal lln =

√ ................................................ (4-5)

Arus Nominal lln =

√ =

Arus Nominal lln =

= 19,69 A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 19,69 = 49,3 A Dipilih MCB 50 A. Karena blower

ada dua maka kemampuan MCB masing-masing blower adalah 50

A.

2. Comminutor

Diketahui:

Daya (P) : 1 KW = 1000 Watt


Faktor Daya (Cos) : 0,85

Frekuensi : 50 HZ

Arus Nominal lln =

√ =

Arus Nominal lln =

= 1,79 A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 1,79 = 4.48 A. Dipilih MCB 6 A.

3. Flow Control Pump dan Sludge Pump

Diketahui:

Daya (P) : 0,75 KW = 750 Watt


45


Frekuensi : 50 HZ

Arus Nominal lln =

√ =

Arus Nominal lln =

= 1,35 A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 1,35 = 3,38 A. Dipilih MCB 6 A. Flow control pump

ada dua masing-masing dengan daya yang sama maka

kemampuan MCB masing-masing 6 A. Sludge pump memiliki daya

yang sama dengan flow control pump sehingga kemampuan MCB

untuk sludge pump juga 6 A.

4. Defoaming Pump dan Effluent Pump

Diketahui:

Daya (P) ; 1,5 KW = 1500 Watt



Frekuensi : 50 HZ

x 100,8 kgO2 = 1260

Arus Nominal lln =

2,68 A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 2,68 = 6,7 A. Dipilih MCB 10 A. Defoaming pump

ada dua masing-masing dengan daya yang sama maka

kemampuan MCB masing-masing 10 A. Effluent pump memiliki

46

daya yang sama dengan defoaming pump sehingga kemampuan

MCB untuk effluent pump juga 10 A.

5. Motor Stirrer

Diketahui :

Daya (P) : 0,18 KW = 180 Watt



Frekuensi : 50 HZ

Arus Nominal lln =

=

Arus Nominal lln = 0,96 A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 0,96 = 2,4 A. Dipilih MCB 4 A.

6. Dosing Pump

Diketahui :

Daya (P) : 0,125 KW = 125 Watt

Tegangan (V) ; 220 Volt 1 phasa


Frekuensi : 50 HZ

Arus Nominal lln =

=

Arus Nominal lln = 0,67A

Kemampuan MCB:

250% . In = 2,5 . 0,67 = 1 ,67 A. Dipilih MCB 2 A.

47

D. Penentuan Kemampuan Thermal Overload Relay (TOR)

1. Blower 1-2

Arus nominal blower 1-2 masing-masing adalah 19,69 A, jadi

untuk kemampuan TOR blower 1-2 masing-masing didasarkan

pada arus nominalnya yaitu 20 A.

2. Comminutor

Arus nominal comminutor adalah 1,79 A jadi digunakan

kemampuan TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus

nominalnya.

3. Flow Control Pump dan Sludge Pump

Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump

masing-masing 1,35 A jadi digunakan kemampuan TOR

sebesar 2 A.

4. Defoaming Pump dan Effluent Pump

Arus nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi

digunakan kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus

nominalnya.

Jadi total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah

57,58 A. Dimana jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari

tiap arus beban yang diperoleh dari hasil perhitungan di atas.

E. Diskripsi Sewage Treatment Plant Secara Blok Diagram

Gambar diskripsi sewage treatment plant secara blok diagram dapat

dilihat pada bagian lampiran. Bila dihubungkan dengan pengertian dari lup

48

terbuka atau lup tertutup, maka diskripsi secara blok diagram dari sewage

treatment plant ini mengikuti pengertian lup tertutup, karena ada umpan

balik dari sistem.

F. Cara Pengoperasian

Pastikan bahwa saklar utama (MCCB), MOB semuanya dalam

keadaan on. Karena sistem kerja Sewage Treatment Plant yang digunakan

adalah automatic, maka semua saklar selektor yang berada pada pintu

panel dalam posisi automatic. Dengan demikian sistem akan beroperasi

secara automatic. Sedangkan untuk posisi manual, biasanya digunakan

hanya untuk pengetesan saja. Pastikan pula bahwa lampu indikator R, S, T

dalam keadaan menyala. Berikut ini akan dijelaskan cara pengoperasian

untuk setiap peralatan yang tergabung dalam sistem Sewage Treatment

Plant.

1. Blower 1-2

Blower 1-2 sebagai penghembus udara dapat dioperasikan

secara manual dan automatic, starting yang digunakan starting

bintang-segitiga.

Untuk mengoperasikan secara automatic, maka saklar SS8

diputar pada posisi automatic. Pada posisi ini, maka time switch adalah

pengatur waktu kerja untuk blower 1 dan 2 secara bergantian setiap 30

menit, dan hal ini berlangsung secara terus menerus.

49

Untuk mengoperasikan secara manual, maka sakiar SS8 diputar

pada posisi manual. Untuk mengoperasikan blower 1 maka saklar SS7

diputar ke posisi 1 dan posisi 2 untuk blower 2.

Jika blower 1 atau 2 bekerja, masing-masing ditandai dengan

menyalanya lampu indikator L3 atau L12 warna hijau dan bila paada

blower 1 atau 2 terjadi over load maka lampu indikator M57 atau M58

warna merah menyala, bersamaan dengan itu pula buzzer berbunyi.

Blower 1 dan 2 tidak akan bekerja apabila saklar SS8 pada posisi

normal.

2. Comminutor

Comminutor dapat dioperasikan dengan dua arah putaran yaitu

arah kekanan dan arah kekiri. Untuk mengoperasikan, maka saktar

selektor SS16 diputar kearah kanan atau kearah kiri, sehingga

comminutor akan bekerja dengan arah putaran sesuai dengan posisi

saklar SS16. Comminutor ini hanya dapat dioperasikan secara manual,

dengan menggunakan starting DOL.

Saat comminutor bekerja, ditandai dengan menyalanya lampu

indikator warna hijau L15 atau L18 dan apabila terjadi over load maka

lampu indikator warna merah M59 atau M61 menyala dan bersamaan

dengan itu buzzer berbunyi. Comminutoor tidak akan bekerja apabila

saklar SS16 berada pada posisi normal.

50

3. Flow Control Pump 1-2

Starting yang digunakan adalah starting DOL, dan flow control

pump 1-2 dapat dioperasikan secara manual dan automatic. Bila saklar

SS25 berada pada posisi manual, maka untuk mengoperasikan pompa

1 sakiar SS24 diputar ke posisi 1 dan keposisi 2 untuk pompa 2. Untuk

mengoperasikan secara automatic, maka aklar SS25 diputar keposisi

automatic. Selanjutnya pompa 1 dan pompa 2 akan bekerja

berdasarkan level air yang ada pada equalizing tank.

Pompa 1 atau 2 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu

indikator L22 atau L25 warna hijau, dan apabiia terjadi over load lampu

indikator M62 atau M63 warna merah yang menyaia. Bersamaan

dengan itu, maka buzzer juga berbunyi. Flow control pump 1-2 tidak

akan bekerja apabila saklar SS25 pada posisi normal.

4. Defoaming Pump 1-2

Pompa ini dapat dioperasikan secara manual dan automatic

dengan menggunakan starting DOL. Apabila dioperasikan secara

automatic time switch akan mengatur waktu kerja untuk defoaming

pump 1 dan 2.

Untuk mengoperasikan secara automatic, saklar SS36 diputar

pada posisi automatic. Selanjutnya defoaming pump 1 dan 2 akan

bekerja secara bergantian yaitu dalam selang waktu setiap 90 menit.

Selama 90 menit baik defoaming pump 1 dan 2 akan on dan off setiap

51

15 menit guna menyemprotkan air ke aeration tank. Proses ini

berlangsung secara terus menerus.

Untuk mengoperasikan secara manual maka saklar SS36

diputar ke posisi manual. Selanjutnya untuk mengoperasikan

defoaming pump 1 atau 2 dilakukan dengan memutar saklar SS34 ke

posisi 1 atau 2 dengan demikian defoaming pump akan bekerja dan

tidak akan dipengaruhi oleh time switch. Bekerjanya defoaming pump 1

dan 2 masing-masing ditandai dengan menyalanya lampu indikator L32

dan L35 warna hijau, dan lampu indikator M64 dan M65 warna merah

menyala apabila pada defoaming pump 1 dan 2 terjadi over load.

Apabila saklar SS36 pada posisi normal tidak ada defoaming pump

yang bekerja.

5. Stirrer

Untuk mengoperasikan stirrer, dilakukan dengan memutar saklar

S45 ke posisi on maka stirrer akan bekerja secara terus menerus untuk

mengaduk obat yang ada pada chemical tank.

Saat stirrer bekerja maka lampu indikator L44 warna hijau

menyala dan apabila terjadi gangguan maka MCB akan mengamankan

stirrer dari gangguan yang timbul. Apabila saklar S45 pada posisi off

maka stirrer tidak bekerja, dan lampu indikator M66 warna merah

menyala.

52

6. Dosing Pump

Dosing pump dapat dioperasikan secara manual dan automatic.

Bila saklar SS47 diputar ke posisi manual maka dosing pump akan

langsung bekerja untuk menyemprotkan obat. Selanjutnya bila saklar

SS47 diputar ke posisi automatic maka dosing pump akan bekerja

apabila limbah pada equalizing tank mencapai level 1.

Lampu indikator L46 warna hijau akan menyala apabila dosing

pump bekerja dan apabila dosing pump mengalami gangguan maka

MCB akan mengamankan dosing pump dari gangguan yang terjadi,

dosing pump akan off jika saklar SS47 pada posisi normal dan lampu

indikator M67 warna merah menyala.

7. Effluent Pump 1-2

Effluent pump 1 dan 2 akan bekerja secara aautomatic

berdasarkan level air yang ada pada effluen tank. Effluent pump

bekerja dengan menggunakan starting DOL. Untuk mengoperasikan

effluent pump 1 dilakukan dengan memutar saklar of-on S51 pada

posisi on begitu pula untuk effluent pump 2 saklar S52 di on kan,

selanjutnya pompa akan bekerja berdasarkan level air yang ada pada

effluent tank. Pada level 1 effluent pump 1 bekerja dan pada level 2

effluent pump 1-2 yang bekerja.

Bekerjanya effluent pump 1 dan 2 masing-masing ditandai

dengan menyalanya lampu indikator L50 dan L53 warna hijau dan

lampu indikator M68 dan M69 warna merah menyaia apabila pada

53

pompa 1 dan 2 terjadi overload, bersamaan dengan itu maka buzzer

akan berbunyi. Bila saklar S51 dan S52 pada posisi off maka tidak ada

effluent pump yang bekerja

8. Sludge Pump

Sludge pump dioperasikan secara manual dengan

menggunakan starting DOL. Bila saklar S56 diputar pada posisi on

maka sludge pump bekerja, dan akan off apabila saklar S56 pada

posisi off.

Bekerjanya sludge pump ditandai dengan menyalanya lampu

indikator L55 warna hijau dan apabila terjadi over load lampu indikator

M70 warna merah menyala bersamaan dengan itu buzzer berbunyi.

Amperemeter yang ada pada panel akan bekerja apabila beban

yang tersambung dengan amperemeter beroperasi dan akan menunjuk

pada nilai tertentu.

G. Prinsip Kerja Rangkaian Kontrol

Pastikan terlebih dahulu bahwa saklar utama (MCCB) dan semua

MCB dalam kondisi on.

1. Kontrol Blower 1-2

a. Posisi Automatic

Saklar SS8 diputar ke posisi automatic maka time switch

(TS13) bekerja pada posisi kontak bantu NC (TS13C) sehingga

kontaktor (C11) bekerja, time relay (TR8) bekerja pada posisi kontak

54

bantu NC (TR8C) sehingga kontraktor (Ca10) bekerja. Dalam

kondisi demikian, blower 2 bekerja dalam hubungan bintang. Selang

waktu sesuai dengan yang diatur pada TR8 maka kontak bantu TR8

berpindah ke kontak bantu NO (TR80), sehingga kontaktor (Cb9)

bekerja sehingga blower bekerja dalam hubungan segitiga. Lampu

indikator (L12) warna hijau menyala selama blower 2 bekerja baik

dalam hubungan bintang atau segitiga.

Pada time switch (TS13) disetting waktunya untuk 30 menit.

Selama 30 menit blower 2 bekerja setelah itu barulah blower 1

bekerja yang berawal dari perpindahan kontak bantu TS13 dari

TS13C ke kontak bantu NO (TS130). Dengan demikian kontaktor

(C4) bekerja begitu pula lampu indikator (L3) dan time relay (TR7).

Bekerjanya TR7, menyebabkan kontaktor (Ca5) bekerja sehingga

blower bekerja dalam hubungan bintang. Selang waktu sesuai

dengan yang diatur pada TR7 maka kontaktor (Cb6) bekerja

sehingga blower 1 bekerja dalam hubungan segitiga. Blower 1 akan

bekerja selama 30 menit, setelah itu kembali blower 2 yang bekerja.

Siklus ini berlangsung terus menerus.

Selanjutnya saat blower 1 atau 2 bekerja, relay (R1) tidak

bekerja dan akan bekerja apabila saiah satu blower terjadi over

load. Apabila pada blower 1 terjadi over load maka termal overload

relay (TOR4) bekerja sehingga relay (R1) bekerja kemudian kontak

bantu NO relay (R1) menutup, lampu indikator (M57) warna merah

55

menyala, FR bekerja dan buzzer akan bunyi. Misalnya pada blower

2 terjadi over load maka TOR11 kerja dan urutan kerjanya sama

halnya pada blower 1 hanya saja lampu indikator (M58) warna

merah menyala. Untuk meng off kan buzzer cukup dengan

menekan saklar push button (PB).

b. Posisi Manual

Bila saklar SS8 diputar ke posisi manual, maka relay manual

(RM2) bekerja sehingga kontak bantu NO nya (RM20) menutup.

Untuk menjalankan blower 1 maka saklar SS7 diputar ke posisi 1,

maka blower 1 bekerja dalam hubungan bintang- segitiga, Peralihan

hubungan bintang-segitiga untuk blower 1 urutan kerjanya sama

pada saat SSS pada posisi automatic.

Blower 2 akan bekerja bila saklar SS7 diputar ke posisi 2 dan

bekerja dalam hubungan bintang- segitiga sama halnya saat saklar

SSS pada posisi automatik. Selanjutnya blower 1-2 tidak akan

bekerja apabila saklar SSS pada posisi normal.

2. Kontrol Comminutor

Apabila saklar SS16 diputar ke posisi 1 maka kontaktor (C17)

bekerja, lampu indikator (L18) warna hijau menyala dan comminutor

berputar kearah kanan. Misalkan terjadi over load maka TOR17

bekerja sehingga relay (R14) bekerja, dengan demikian kontak bantu

NO relay (R14) menutup maka lampu indikator (M61) warna merah

menyala, bersamaan dengan itu FR bekerja dan buzzer berbunyi.

56

Bila saklar SS16 diputar ke posisi 2 maka kontaktor (C16)

bekerja dan lampu indikator (L15) warna hijau menyala comminutor

bekerja dengan arah putaran kekiri. Misalkan terjadi over load maka

TOR16 bekerja selanjutnya relay (R14) , FR bekerja sehingga lampu

indikator (M59) warna merah menyala dan buzzer berbunyi. Untuk

mematikan bunyi buzzer cukup dengan menekan saklar push button

(PB), dan apabila saklar SS16 pada posisi normal maka comminutor

tidak akan bekerja.

3. Kontrol Flow Control Pump 1-2

a. Posisi Automatic

Saklar SS25 diputar ke posisi automatic, bila Limbah pada

equalizing tank berada pada level 1 maka rotto float (RF1) menutup,

relay (R27) bekerja. Selanjutnya flow control pump 1 bekerja apabila

limbah mencapai level 2 dimana rotto float (RF2) menutup dan relay

(R28) bekerja sehingga kontaktor (C23) bekerja, dengan demikian

flow control pump 1 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu

indikator (L22) warna hijau.

Selanjutnya bila air mencapai level 3 maka rotto float (RF3)

menutup dan relay (R29) bekerja maka kontak bantu NO relay (R29)

menutup sehingga kontaktor (C24) bekerja dengan demikian flow

control pump 2 bekerja ditandai dengan menyalanya lampu indikator

(L25) warna hijau.

57

Misalkan pada salah satu pompa atau kedua pompa

mengalami over load, maka TOR (TOR23 atau TOR23 dan TOR24)

bekerja sehingga relay (R21) bekerja. Dengan demikian lampu

indikator (M62 atau M62 dan M63) warna merah menyala dan FR

bekerja, buzzer berbunyi karena kontak bantu NO relay (R21)

menutup. Untuk mematikan buzzer cukup dengan menekan saklar

PB. Apabila saklar SS25 pada posisi normal maka flow control

pump 1-2 tidak akan bekerja.

b. Posisi Manual

Saklar SS25 diputar ke posisi manual. Dalam keadaan

normal (tidak terjadi over load) relay (R21) tidak bekerja sehingga

kontak bantu NC nya menutup. Selanjutnya bila saklar SS24 diputar

ke posisi 1 atau 2 maka kontaktor (C23) atau (C24) bekerja

sehingga flow control pump 1 atau 2 bekerja yang masing-masing

ditandai dengan menyalanya lampu indikator (L22) atau (L25) warna

hijau.

Misalkan pada saat saklar SS24 pasa posisi 1 atau 2 lalu

terjadi over load maka relay (R21) bekerja sehingga kontak bantu

No nya menutup maka lampu indikator (M62 atau M63) warna

merah menyala, FR bekerja dan buzzer berbunyi. Bila sakfar SS25

pada posisi normal maka flow control pump 1-2 tidak bekerja.

58

4. Kontrol Defoaming Pump 1-2

a. Posisi Automatic

Dengan memutar Saklar SS36 ke posisi automatic maka time

switch (TS43) dan latching switch (LS38) bekerja. Bersamaan

dengan itu, relay (R42) dan time relay (TR41) bekerja karena kontak

bantu NO dari latching switch (LS380) menutup. Begitu relay (R42)

bekerja maka kontaktor (C34) bekerja maka defoaming pump 2

bekerja. Lampu indikator (L35) warna hijau menyala. Pada time

switch disetting waktunya selama 90 menit, tetapi dalam 90 menit itu

defoaming pump 2 akan on dan off setiap 15 menit, ini diatur pada

time relay (TR41 dan TR36). Urutan kerja setiap 15 menit on dan off

adalah sebagai berikut:

Bekerjanya latching switch (LS38) berarti kontak bantu NO

nya (LS38O) menutup sehingga R42 dan TR41 bekerja berarti time

relay (TR36) off karena kontak bantu NC relay R42 (R42C)

membuka. Begitu R42 bekerja LS38 masih tetap on meskipun

kontak bantu NC (R42C) yang diseri dengan coil LS38 membuka.

Pada TR41 disetting waktunya selama 15 menit sehingga selama

itu TR41 bekerja pada posisi kontak bantu NC. Setelah 15 menit

maka posisi kontak bantu TR41 berpindah dari NC ke NO barulah

LS38 off. LS38 off berarti TR41 dan R42 off, sehingga C34 tidak

bekerja yang berarti defoaming pump 2 tidak bekerja. Dengan

59

demikian berarti TR36 on, selama 15 menit TR36 bekerja pada

posisi kontak bantu NCnya setelah itu baru berpindah ke kontak

bantu NO, saat itulah LS38 kembali on sehingga TR41 dan R42 on

menyebabkan C34 bekerja kembali berarti defoaming pump 2

kembali bekerja. Siklus ini berlangsung terus-menerus.

Setelah 90 menit, maka TS43 posisi kontak bantunya

berpindah dari NC (TS43C) ke NO (TS430). Perpindahan ini

menyebabkan defoaming pump 2 off dan defoaming pump 1* yang

bekerja karena kontaktor (C33) on dan lampu indikator (L32) warna

hijau menyala. Selama 90 menit defoaming pump 1 bekerja dan

setiap 15 menit akan on dan off.

Misalkan pada saat salah satu pompa bekerja ialu terjadi

over load maka salah satu TOR (TOR33 atau TOR34) bekerja

sehingga relay (R30) on sehingga lampu indikator warna merah

(M64 atau M65) menyala, FR bekerja dan buzzer berbunyi. Untuk

mematikan bunyi buzzer dilakukan dengan menekan saklar push

button (PB).

Selanjutnya apabila SS36 diputar ke posisi normal maka

defoaming pump 1-2 tidak bekerja.

b. Posisi Manual

Bila saklar SS36 diputar ke posisi manual maka relay manual

(RM31) bekerja sehingga kontak bantu NO nya (RM31O) menutup

Untuk mengoperasikan defoaming pump 1 atau 2 cukup dilakukan

60

dengan memutar saklar SS34 ke posisi 1 atau 2 maka kontaktor

(C33 atau C34) bekerja sehingga defoaming pump 1 atau 2 akan

bekerja dan lampu indikator (L32 atau L35) warna hijau menyala.

Misalkan saat saklar SS34 berada pada posisi 1 atau 2 lalu

terjadi over load pada salah satu pompa maka prinsip kerja kontrol

over loadnya sama seperti pada posisi automatic. Bila SS34 dan

SS36 diputar ke posisi normal maka defoaming pump 1-2 tidak

bekerja.

5. Kontrol Stirrer

Bila saklar 345 diputar ke posisi on maka relay (R45) bekerja

sehingga stirrer bekerja dan lampu indikator (L44) warna hijau menyala.

Bila terjadi gangguan maka MCB sebagai pengaman terhadap

gangguan yang terjadi pada motor stirrer akan off. Bila saklar S45

diputar ke posisi off maka stirrer tidak bekerja, dalam kondisi seperti ini

lampu indikator (M66) warna merah menyala.

6. Kontrol Dosing Pump

Saklar SS47 diputar ke posisi automatik maka relay (R47)

bekerja apabila relay (R27) bekerja karena dengan bekerjanya relay

(R27) maka kontak bantu NO nya (R270) menutup. Relay (R47) on

maka dosing pump bekerja dan lampu indikator (L46) warna hijau

menyala. Bila terjadi gangguan pada dosing pump maka MOB sebagai

pengaman apabila terjadi gangguan pada dosing pump akan off.

61

Bila saklar SS47 diputar kb posisi manual, maka relay (R47)

langsung bekerja sehingga dosing pump bekerja dan lampu indikator

(L46) warna hijau menyala. Apabila saklar SS47 pada posisi normal

maka dosing pump tidak bekerja, dalam kondisi seperti ini lampu

indikator (M67) warna merah menyala.

7. Kontrol Effluent Pump 1-2

Effluent pump 1 dioperasikan dengan memutar saklar S51 ke

posisi on maka kontaktor (C51) on begitupula dengan lampu indikator

(L50) warna hijau menyala dan effluent pump 1 bekerja apabila air pada

effluent tank mencapai level 1. Misalkan pada effluent pumpl terjadi

over load maka TOR51 bekerja sehingga relay (R49) en dengan

demikian kontak bantu NO nya menutup maka lampu indikator (M68)

menyala dan FR bekerja sehingga buzzer bunyi. Selanjutnya bila saklar

S51 diputar ke posisi off maka C51 tidak bekerja begitu pula effluent

pump 1.

Effluent pump 2 bekerja bila saklar S52 on sehingga kontaktor

C52 on dan air pada effluent tank mencapai level 2, dengan demikian

lampu indikator (L53) warna hijau menyala. Pada level 2 bila S51 dan

S52 on maka kedua effluent pump bekerja. Misalkan pada effluent

pump 2 terjadi over load maka relay (R49) on sehingga lampu

indikator (M69) warna merah menyala, FR bekerja lalu buzzer bunyi.

Apabila saklar S51 dan S52 pada posisi off maka effluent pump

1-2 tidak bekerja.

62

8. Kontrol Sludge Pump

Sludge pump bekerja apabila saklar S56 on maka kontaktor

(C56) on lalu sludge pump bekerja dan lampu indikator warna hijau

(L55) menyala. Misalkan pada sludge pump terjadi over load maka

TOR 56 bekerja sehingga relay (R54) on dan kontak bantu NO nya

menutup maka lampu indikator warna merah (M70) menyala dan FR

bekerja barulah buzzer bunyi. Apabila saklar S56 diputar keposisi off

maka sludge pump tidak akan bekerja.

63

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Arus nominal blower masing-masing adalah 19,69 A, jadi untuk

kemampuan TOR blower masing-masing didasarkan pada arus

nominalnya yaitu 20 A.

2. Arus nominal comminutor adalah 1,79 A jadi digunakan kemampuan

TOR sebesar 2 A, yaitu didasarkan pada arus nominalnya.

3. Arus nominal untuk Flow Control Pump dan Sludge Pump

masing-masing 1,35 A jadi digunakan kemampuan TOR

sebesar 2 A.

4. Arus nominal untuk peralatan ini masing-masing 2,68 A jadi

digunakan kemampuan TOR sebesar 4 A yaitu berdasarkan arus

nominalnya.

5. Jadi total arus beban pada sewage treatment plant ini adalah 57,58

A. Dimana jumlah total ini merupakan hasil penjumlahan dari tiap

arus beban yang diperoleh dari hasil perhitungan

6. Pemilihan pengaman seperti MCB, haruslah dipilih sedemikian rupa

sehingga dapat bekerja dengan cepat saat bebannya mengalami

gangguan.

7. Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu Indahr Makassar ada yang

terlalu besar kemampuannya untuk arus beban yang lebih kecil

sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya.

64

8. Proses kerja Sewage Treatment Plant adalah 24 jam nonstop dan

berlangsung terus-menerus dengan sistem kerja automatic,

sedangkan pengoperasian manual biasanya hanya dilakukan jika

terdapat perbaikan. Hembusan udara yang dihasilkan oleh blower

memegang peranan yang sangat penting dalam proses kerja

sewage treatment plant karena dengan adanya udara yang

dihasilkan oleh blower tersebut, maka selain untuk mencegah

terjadinya pengendapan dan bau dari limbah juga untuk keperluan

mixing, dan untuk menghidupkan microba yang dapat

menghancurkan limbah. Oleh karena itu kebutuhan udara untuk

proses kerja sewage treatment plant sangatlah penting.

B. Saran

1. Pengaman MCB untuk STP Mal Ratu Indahr Makassar ada yang

terlalu besar kemampuannya untuk arus beban yang lebih kecil

sehingga hat ini sangat tidak efisien dan berbahaya

2. Masalah limbah haruslah mendapat penanganan yang serius dan

pihak dimana limbah itu berasal atau sumbernya, karena dengan

demikian dapat tercipta suatu lingkungan yang sehat dan bebas dart

pencemaran lingkungan. Oleh karena itu perlu dihilangkan

anggapan bahwa penanganan limbah adalah tanggung jawab

pemerintah

65

DAFTAR PUSTAKA

Berahim, Hamzah. 2019. Pengantar Teknik Tenaga Listrik. Yogyakarta: Andi Offset Yogyakarta.

Sirait KT, DR Ing Ir dan Parouli Pakpahan. 2019. Proteksi Sistem Tenaga Listrik L Bandung: 1TB.

Kadaruddin, Abd: Pembangkit Tenaga Listrik, Universitas Indonesia Press, Jakarta, 2018.

Melana. Tubemakers Water Treatment. PT Austindo Metrotama

Mahridin, Jasman: Operasi Sistem Tenaga Listrik, Balai Penerbitan & Humas Institut Sains Dan Teknologi Nasional, Jakarta, 2019.

Ogata, Katsuhiko. 2019. Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan) Jilid I. Erlangga

PT. Plameka Selaras. Brosur dan Data Penelitian Sewage Treatment Plant (STP). Pada Mal Ratu Indah Makassar

Stevenson. Jr, Wiliiam.D: Analisis Sistem Tenaga Listrik IV, Erlangga, Jakarta, 2019.

Sumanto.2019. Motor Listrik Arus bolak Balik. Yogyakarta : Andi Offset Yogyakarta

Supartono, Ir dan A. Ridalsnu, Ir. Teknik Tenaga Listrik II Departemen pendidikan dan kebudayaan 2019

Suriadi, Daryanto. Drs dan Koko Budi. Drs. Jaringan Distribusi Listrik, Angkasa Bandung. 2019

Taufan, M. & Gani, Dewa Lani: Krisis Listrik Diambang 2025 ,, 22 Jakarta 2019.

Wood, Alien. J & Wollenberg, Bruce.F: Power Generation, Operation, and Control, John Wiley & Sons, New York, 2019.

Zuhal. 1982. Dasar Tenaga Listrik. Bandung : ITB Bandung.

SKRIPSI STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR …

Documents

Transcript of SKRIPSI STUDI BESARNYA ARUS LISTRIK YANG MENGALIR …