Distribusi digilib.petra.ac.id 2

2. LANDASAN TEORI

2.1. Instalasi Listrik

Instalasi listrik adalah suatu sistem atau rangkaian yang diperlukan untuk

menyalurkan daya listrik dimana merupakan bagian dari sistem tenaga listrik yang

paling dekat dengan beban dan bagian ini berada dalam daerah kegiatan

konsumen, sehingga faktor keselamatan (peralatan dan konsumen) perlu

diperhatikan. Sebelum mendesain instalasi listrik, harus diketahui terlebih dahulu

struktur dan fungsi dari bangunan tersebut.

Prinsip dasar yang perlu diperhatikan dalam instalasi listrik adalah :

a. Fleksibel

Desain distribusi dan instalasi listrik harus dapat dengan mudah ditambah atau

dikurangi sesuai dengan kebutuhan. Peralatan listrik harus dapat dipasang dan

dilepas dengan mudah bila akan diganti atau bila terjadi kerusakan dapat

dilakukan perbaikan dengan aman.

b. Accessible

Desain distribusi dan instalasi listrik harus diperhitungkan kemudahan

melepas atau menambah komponen listriknya.

c. Reliable

Perlu diperhitungkan kehandalan dan kontinuitas dari sistem untuk mensuplai

beban, dengan tingkat keamanan yang baik.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi instalasi listrik pada sebuah

gedung yaitu:

Besarnya tegangan.

Besarnya daya yang dibutuhkan.

Besarnya gedung.

Letak beban dan besarnya beban.

Jumlah sumber daya yang tersedia.

Biaya yang digunakan untuk pembuatan dan pemeliharaan.

5 Universitas Kristen Petra

http://www.petra.ac.id/

http://digilib.petra.ac.id/index.html

http://digilib.petra.ac.id/help.html

6

Secara garis besar instalasi listrik terbagi atas instalasi penerangan listrik

dan instalasi daya listrik. Yang termasuk instalasi penerangan listrik yaitu semua

instalasi yang dipakai untuk memberikan daya listrik pada lampu atau peralatan

penerangan lainnya. Instalasi penerangan terdiri dari instalasi dalam gedung dan

instalasi luar gedung.

Sedangkan instalasi daya listrik adalah suatu jaringan atau rangkaian

yang menyalurkan daya listrik dari sumber ke beban. Bagian-bagian dari instalasi

daya listrik yaitu :

Penyediaan tenaga listrik

Sistem pembagian

Saluran daya

Pengaman

Grounding/Pentanahan

Pemasangan instalasi listrik, baik untuk perumahan maupun gedung-

gedung bertingkat harus sesuai dengan persyaratan-persyaratan yang ada, seperti

Persyaratan Umum Instalasi Lisrtrik (PUIL). Hal ini bertujuan terhadap :

Keamanan manusia dan barang

Penyediaan tenaga listirk yang aman dan efisien.

2.2. Distribusi Daya Listrik

Distribusi daya listrik adalah penyaluran daya listrik dari sumber listrik

ke pusat beban. Dalam distribusi daya listrik ada beberapa persyaratan penting

yang harus diperhatikan yaitu:

1. Letak titik sumber (pembangkit) dengan titik beban tidak selalu berdekatan.

2. Setiap peralatan listrik khususnya yang berfungsi sebagaai beban dirancang

memiliki rating tegangan, frekuensi dan daya nominal.

3. Pada pengoperasian peralatan listrik perlu dijamin keamanan bagi peralatan itu

sendiri, bagi manusia penggunanya, dan bagi lingkungan.

Dalam upaya memenuhi ketiga hal tersebut, maka untuk sistem

distribusi daya listrik diperlukan beberapa kriteria, yaitu:

1. Saluran daya listrik yang efektif, ekonomis, dan efisien.

Universitas Kristen Petra

7

2. tersedianya daya listrik dengan kapasitas yang cukup,tegangan dan frekuensi

yang stabil pada nilai nominal tertentu.

3. Sistem pengaman listrik yang baik.

Ada beberapa jenis sistem distribusi daya listrik, antara lain:

1. Sistem Distribusi Radial

Sistem distribusi Radial merupakan salah satu sistem distribusi yang

paling sederhana. Dimana pada umumnya digunakan untuk menyalurkan daya

listrik dengan konsentrasi daya beban yang relatif kecil. Pada sistem tersebut

memiliki satu sumber energi listrik yang berfungsi untuk menyuplai seluruh

kebutuhan listrik, seluruh beban yang ada tanpa didukung oleh sumber

pembangkit yang lain (Electrical Distribution Engineering 20).

Gambar 2.1. Sistem Distribusi Radial

Sumber: Anthony, J. Pansini. Electrical Distribution Engineering. Singapore: MCGraw-Hill Company, 1983, p. 20

2. Sistem Distribusi Ring

Sistem distribusi Ring memiliki kehandalan sistem yang cukup

terjamin. Ssitem ini digunakan untuk menyalurkan energi listrik dengan

konsentrasi beban relatif besar. Dengan menggunakan sistem distribusi Ring,

maka kontiunitas penyaluran energi listrik ke beban cukup baik. Pada sistem

distribusi Ring sering digunakan dua pembangkit energi listrik untuk


8

menyuplai beban. Energi listrik yang digunakan tidak hanya disuplai dari satu

pembangkit saja melainkan pembangkit tersebut dapat digantikan fungsinya

oleh pembangkit lain (Electrical Distribution Engineering 21).

Gambar 2.2. Sistem Distribusi Ring


3. Sistem Distribusi Mesh atau Network

Sistem distribusi Mesh atau Network adalah sitem distribusi yang

memiliki kehandalan sempurna dalam penyaluran energi listrik. Sistem untuk

suatu jaringan instalasi yang tidak boleh padam. Biasanya sistem distribusi

tersebut digunakan pada areal bangunan pemerintahan yang sangat vital

sehingga diperlukan kontiunitas aliran energi listrik 24 jam penuh.

Pada sistem ini, digunakan banyak pembangkit cadangan selain

pembangkit utama dan dapat menyuplai seluruh beban yang ada. Tiap

pembangkit dapat di interkoneksi satu sama lain sehingga dua pembangkit

atau lebih tidak akan menyuplai sebuah beban secara bersamaan (Electrical

Distribution Engineering 23).


9

Gambar 2.3. Sistem Distribusi Mesh atau Network


2.3. Struktur Diskriminasi Tenaga Listrik

Dalam perencanaan instalasi tenaga listrik perlu juga diperhatikan

struktur diskriminasi tenaga listrik. Diskriminasi merupakan koordinasi antara

karakteristik operasi pemutus sirkit-pemutus sirkit yang dipasang secara seri

sehingga bila terjadi gangguan di sisi bawah hanya pemutus sirkit yang terpasang

persis diatas gangguan yang terjadi akan trip (Panduan Aplikasi Teknis 24).

Diskriminasi diperlukan karena masing-masing level instalasi distribusi tenaga

listrik membutuhkan tingkat keselamatan, keamanan dan ketersediaan yang

khusus dan juga merupakan factor kunci untuk kontinuitas suplai. Pembagian

struktur diskriminasi tenaga listrik untuk masing-masing level dapat dilihat seperti

pada gambar berikut :


10

Gambar 2.4. Sistem Disktiminasi Tenaga Listrik

Sumber: Panduan Aplikasi Teknis. Jakarta: Schneider Electric, 2002, p. 6

Diskriminasi dapat berupa diskriminasi parsial atau diskriminasi total.

Hal ini dapat terjadi karena pada diskriminasi mengenal adanya nilai arus yang


11

dikenal dengan limit diskriminasi (Is). Untuk lebih memahaminya maka dapat

dijelaskan melalui gambar sebagai berikut :

Gambar 2.5. Contoh Diskriminasi


Bila arus gangguan (Isc) terjadi pada titik D2 dipasang, maka hanya D2

yang akan trip bila Isc tidak melebihi Is. Ini dinamakan diskriminasi total. Bila Isc

melebihi Is maka D2 dan D1 akan trip. Ini dinamakan diskriminasi parsial

(Panduan Aplikasi teknis 24).

2.4. Tegangan

Secara ideal tegangan yang ada harus konstan supaya tidak merusak

peralatan yang terhubung dengan sumber listrik. Tetapi pada kenyataannya

tegangan tidak selalu konstan, dimana suatu saat tegangan naik dan suatu saat

tegangan turun.

Toleransi tegangan yang diizinkan naik atau turun pada suatu bangunan

berdasarkan IEEE Std 446 ” Recommended Practice for Emergency and Stanby

Power System for industrial and Commercial Applications” (61) adalah −13 %

sampai +6 %.

Secara nominal, toleransi tegangan yang diijinkan pada emergency dan standby

power adalah 330.6 V ≤ Vn ≤ 402.8 V.

Nilai ini diperoleh dari:


12

Tegangan fasa-fasa (Vn) = 380 V

Maka:

Batas turun tegangan = Vn - (Vn x 13 %)

= 380 - (380 x 13 %)

= 330.6 V

Batas naik tegangan = Vn + (Vn x 6 %)

= 380 + (380 x 6 %)

= 402.8 V

Jadi toleransi tegangan yang diizinkan pada emergency and standby power adalah

330.6 V ≤ Vn ≤ 402.8 V.

Sedangkan toleransi tegangan yang diizinkan naik atau turun yang bukan

emergency and standby power berdasarkan IEEE Std 241 ” Recommnede Pactice

for electric Power System in Commercial Buildings” (80) adalah −10 % sampai

+10 %. Sehingga toleransi tegangan yang diizinkan adalah 342 V ≤ Vn ≤ 418 V.

2.5. Sistem Pentanahan (Grounding)

Dalam suatu bangunan, sistem pentanahan sangat perlu diperhatikan

karena pentanahan yang salah dapat menyebabkan kerusakan pada peralatan-

peralatan dan dapat berakibat fatal bagi siapa saja yang berada di peralatan

tersebut.

Besar arus grounding yang diizinkan untuk mengamankan manusia dari

kontak tidak langsung dan untuk mengamankan peralatan adalah maksimum 300

mA.

Grounding dimaksudkan untuk :

• Mengurangi beda tegangan.

• Mengalirkan langsung arus yang timbul sehingga diharapkan pengaman yang

digunakan dapat langsung putus dalam waktu yang singkat.

Tahanan pentanahan harus ≤ 5 Ω (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 1977

52) .

Macam-macam elektroda tanah antara lain (Badan Standarisasi Nasional, 2000

80):


13

1. Elektrode pita, ialah elektrode yang dibuat dari penghantar berbentuk pita atau

berpenampang bulat, atau penghantar pilin yang pada umumnya ditanam

secara dangkal. Elektrode ini dapat ditanam sebagai pita lurus, radial,

melingkar, jala-jala atau kombinasi dari bentuk tersebut.

Gambar 2.6. Cara Pemasangan Elektroda Pita

Sumber: Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2000, p. 80

2. Elektrode batang, ialah elektrode dari pipa besi, baja profil, atau batang logam

lainnya yang dipancangkan ke dalam tanah.

3. Elektrode plat, ialah elektrode dari bahan logam utuh atau berlubang. Pada

umumnya elektrode plat ditanam secara dalam.

4. Elektrode lainnya yaitu jaringan pipa air minum dari logam dan selubung

logam kabel yang tidak diisolasi yang langsung ditanam dalam tanah, besi

tulang beton atau konstruksi baja bawah tanah lainnya.

Pemilihan luas penampang dari kawat pentanahan dapat didasarkan dari

tabel di bawah. Jika penerapan tabel menghasilkan ukuran yang tidak standar,

maka dipergunakan penghantar yang mempunyai luas penampnag standar

terdekat.


14

Tabel 2.1. Luas Penampang Minimum Penghantar Proteksi

Luas Penampang Penghantar Fasa

Instalasi S (mm2)

Luas Penampang Minimum

Penghantar Proteksi yang Berkaitan

Sp (mm2)

S ≤ 16

16 < S ≤ 32

S > 32

S

16

S/2


2.5.1. Jenis Pentanahan

Ada beberapa jenis sistem pentanahan (Badan Standarisasi Nasional,

2000 46) antara lain:

2.5.1.1. Sistem TN (Sistem Pembumian Netral Pengaman)

Sistem tenaga listrik TN mempunyai satu titik yang dibumikan langsung,

Bagian Konduktif Terbuka (BKT) instalasi dihubungkan ke titik tersebut oleh

penghantar proteksi (Badan Standarisasi Nasional, 2000 46).

Ada tiga jenis sistem TN sesuai dengan susunan penghantar netral dan

penghantar proteksi yaitu sebagai berikut (Badan Standarisasi Nasional, 2000 46):

a. Sistem TN-S : Di mana digunakan penghantar proteksi terpisah di seluruh

sistem.

Gambar 2.7. Sistem TN-S



15

b. Sistem TN-C-S : Di mana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam

penghantar tunggal di sebagian sistem.

Gambar 2.8. Sistem TN-C-S


c. Sistem TN-C : Dimana fungsi netral dan fungsi proteksi tergabung dalam

penghantar tunggal di seluruh sistem.

Gambar 2.9. Sistem TN-C

Sumber : Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional, 2000, p. 47

Penjelasan lambang :

Gambar 2.10. Penjelasan Lambang



16

2.5.1.2. Sistem TT (Sistem Pembumian Pengaman)

Sistem tenaga listrik TT mempunyai satu titik yang dibumikan langsung.

Bagian Konduktif Terbuka (BKT) instalasi dihubungkan ke elektrode bumi yang

secara listrik terpisah dari elektrode bumi sistem tenaga listrik (Badan Standarisasi

Nasional, 2000 47).

Gambar 2.11. Sistem TT


2.5.1.3. Sistem IT (Sistem Penghantar Pengaman)

Sistem tenaga listrik IT mempunyai semua bagian aktif yang diisolasi

dari bumi, atau satu titik dihubungkan ke bumi melalui suatu impedans. Bagian

Konduktif Terbuka (BKT) instalasi listrik dibumikan secara independent atau

secara kolektif atau ke pembumian sistem (Badan Standarisasi Nasional, 2000

48).

Gambar 2.12. Sistem IT



17

2.6. Transformator

Zuhal:

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke

rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandengan magnet dan

berdasarkan prinsip-prinsip induksi-elektromagnet.

Pada umumnya transformator terdiri dari sebuah inti yang terbuat dari besi

berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Rasio perubahan tegangan akan tergantung dari rasio jumlah lilitan pada kedua

kumparan itu. Biasanya kumparan terbuat dari kawat tembaga yang dibelit di

seputar “kaki” inti transformator.

Gambar 2.13. Konstruksi Dasar Transformator

Sumber: Zuhal. Dasar Tenaga Listrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung, 1982, p. 5

Dalam bidang tenaga listrik, pemakaian transformator dikelompokkan

menjadi :

1. Transformator daya

2. Transformator distribusi

3. Transformator pengukuran, yang terdiri dari transformator arus (CT) dan

transformator tegangan (PT).

2.6.1. Hubungan Lilitan Transformator Tiga Fasa

Pada umumnya dikenal tiga cara untuk menyambung lilitan pada

transformator tiga fasa untuk masing-masing sisi, yaitu :


18

1. Hubungan bintang atau Y

2. Hubungan delta atau D

3. Hubungan zigzag atau Z

Pada bagian ini penulis hanya akan membahas dua jenis hubungan lilitan saja

yang umumnya dijumpai pada transformator tiga fasa.

2.6.1.1. Hubungan Bintang atau Y

Arus pada transformator tiga fasa dengan kumparan yang dihubungkan

secara bintang yaitu, IA, IB, dan IC, masing-masing mempunyai beda fasa sebesar

120o.

Gambar 2.14. Rangkaian Hubungan Bintang

Sumber: Zuhal. Dasar Tenaga Listrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung, 1982, p. 22

Untuk beban yang seimbang berlaku hubungan (Zuhal 22):

0=++= CBAN IIII (2.1)

BNANBNANAB VVVVV −=+= (2.2)

CNBNBC VVV −= (2.3)

Dari gambar diatas diketahui bahwa untuk hubungan bintang berlaku:

ANAB VV 3= , atau PL VV 3=

LP II =

Jadi, besarnya daya pada hubungan bintang adalah(Zuhal 22):

LLLL

PP IVIVIVP 33

33 =⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛== (2.4)


19

2.6.1.2. Hubungan Delta atau D

Tegangan pada transformator tiga fasa dengan kumparan yang

dihubungkan secara delta, yaitu VAB, VBC, dan VCA, masing-masing mempunyai

beda fasa sebesar 120o.

Gambar 2.15. Rangkaian Hubungan Delta

Sumber: Zuhal. Dasar Tenaga Listrik. Bandung: Institut Teknologi Bandung, 1982, p. 21.

Untuk beban yang seimbang berlaku hubungan (Zuhal 21):

CAABA III −= (2.5)

ABBCB III −= (2.6)

BCCAC III −= (2.7)

Dari vektor diagram pada gambar di atas diketahui arus IA (arus jala-jala) adalah

3 x (arus fasa). Tegangan jala-jala dalam hubungan delta sama dengan

tegangan fasanya.

ABI

Besarnya daya dalam hubungan delta adalah (Zuhal 21):

LLL

LPP IVIVIVP 33

3 =⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛== (2.8)

2.7. Panel Distribusi

Panel distribusi adalah panel yang dipakai untuk membagi daya listrik

dari sumber daya listrik ke beban. Panel distribusi terdiri dari Main Distribution

Panel (MDP) dan Sub Distribution panel (SDP). Yang membedakan MDP dan

SDP adalah ke mana panel-panel tersebut menyalurkan daya listrik. MDP


20

mendapatkan daya listrik dari PLN atau genset, lalu membagi daya listrik tersebut

ke SDP. Dari SDP baru daya listrik dibagi lagi ke beban.

Pada suatu panel, ada hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain:

1. Tipe Panel

Berupa panel free standing atau wall mounting.

2.Index Protection (IP)

Indeks Proteksi (IP) adalah tingkat pengamanan suatu panel terhadap sesuatu

yang berasal dari luar panel. Indeks Proteksi ini disesuaikan dengan standar IEC

529. IP yang pada umumnya berlaku pada panel adalah IP 2 digit.

3. Form atau penyekatan

Penyekatan berguna untuk melindungi manusia dari sentuhan langsung dengan

bagian bertegangan dalam panel. Penyekatan ini disesuaikan dengan standar

IEC 439-1. Pemisahan ini dengan menggunakan perintang atau sekat-sekat.

4. Rating arus nominal panel

Merupakan kemampuan hantar arus nominal pada panel.

5. Kapasitas arus hubung singkat

6. Level tegangan operasi

2.8. Komponen-komponen Instalasi Listrik

2.8.1. Circuit Breaker

Breaker merupakan pemutus daya yang terletak di antara sumber dengan

peralatan yang disupply maupun peralatan perantara antara supply dengan beban.

Fungsi utama dari breaker yaitu:

• Isolasi berfungsi untuk memisahkan sistem maupun bagian-bagiannya dari

sumber listrik langsung.

• Kontrol berfungsi untuk membuka maupun menutup suatu sistem selama

dalam keadaaan dioperasikan. Fungsi kontrol ini ditujukan untuk proses

maintenance maupun operasi sistem itu sendiri.

• Proteksi berfungsi sebagai pengaman untuk peralatan listrik, komponen-

komponen sistem misalnya busbar, kabel, dan yang paling penting adalah

pengamanan terhadap manusia. Fungsi proteksi bekerja terhadap kondisi arus

lebih (overcurrent).


21

Circuit breaker dibagi menjadi tiga jenis yaitu:

1. ACB (Air Circuit Breaker)

ACB pada umumnya dipakai pada panel distribusi utama (Main

Distribution Panel). ACB yang ada di pasaran memiliki rating arus nominal

sebesar 800 A sampai dengan 6300 A. Jumlah kutub pada ACB yaitu 3 kutub

(3P) dan 4 kutub (4P). Breaking capacity short circuit ACB mulai dari 42 kA

sampai dengan 150 kA tergantung dari kapasitas ACB yang ada.

Gambar 2.16. Air Circuit Breaker (ACB)

2. Moulded Case Circuit Breaker (MCCB)

MCCB merupakan alat pemutus daya yang memiliki karakteristik hampir

sama dengan ACB. Tetapi MCCB memiliki rating arus nominal yang lebih kecil

dari ACB yaitu sebesar 16 A sampai dengan 1250 A.

Gambar 2.17. Moulded Case Cicuit breaker (MCCB)


22

3. Miniatur Circuit Breaker (MCB)

MCB merupakan circuit breaker yang fungsinya sama dengan ACB dan

MCCB, tetapi rating arus nominalnya lebih rendah dari ACB dan MCCB. Rating

arus nominal MCB yang ada di pasaran sebesar 1 A sampai dengan 125 A. MCB

dipakai untuk pemutusan arus lebih dengan kapasitas pemutusan yang rendah.

Banyak dipakai pada instalasi-instalasi rumah tangga. MCB tersedia yang 1 pole,

2 pole, 3 pole, dan 4 pole.

Gambar 2.18. Miniatur Circuit Breaker (MCB)

4. Fuse/ Sekring

Fuse/ sekring merupakan circuit breaker untuk kapasitas pemutusan

yang rendah. Pada umumnya dipakai untuk pengaman dan pemutusan overcurrent

komponen-komponen yang kapasitas arusnya rendah sama seperti MCB. Fuse

juga sering dipakai untuk instalasi rumah tangga. Fuse/ sekring terdapat yang 1

pole, 2 pole, 3 pole, dan 4 pole.

Bahan dasar sekring terdiri dari sebatang kawat yang terbuat dari perak

dengan campuran beberapa logam seperti seng, tembaga dan timbal. Kawat ini

akan putus bila dilalui arus yang melebihi ratingnya. Bila putus, maka sekring

harus diganti dengan jenis yang baru.

Gambar 2.19. Fuse Holder dan Fuse / Sekring


23

Untuk memilih kapasitas circuit breaker yang akan dipakai maka telebih

dulu menghitung arus nominalnya dengan rumus:

• Untuk beban satu fasa (C. Sankaran 133):

INominal = ϕCosV

P

NL .−

(2.9)

• Untuk beban tiga fasa (C. Sankaran 133):

INominal = φ...3 CosV

P

LL−

(2.10)

Dimana :

INominal = Arus nominal (Ampere)

VL-N = Tegangan line-netral (Volt)

VL-L = Tegangan line-line (Volt)

P = Daya (Watt)

Cos ϕ = Faktor Daya (0,8-0,9)

2.8.1.1. Arus Hubung Pendek

Dalam pemilihan circuit breaker selain memperhatikan kapasitas arus

nominal beban, juga harus menghitung arus hubung pendek yang dapat terjadi.

Cara menghitung arus hubung pendek (Panduan Aplikasi Teknis 63) dapat

dilakukan dengan dua cara yaitu:

1. Perhitungan Arus Hubung Pendek dengan Rumus

ISC = kAXR

V

tt223 +

(2.11)

Dimana :

Isc = Arus hubung pendek prospektif pada titik instalasi (kA)

V = Tegangan pengenal antar fasa (V)

Rt = Resistansi total (MΩ)

Xt = Reaktansi total (MΩ)

Penentuan resistansi dan reaktansi pada setiap bagian pada setiap titik

instalasi :

• Jaringan sisi atas (Sisi tegangan menengah) :


24

R1 = Z1 Cos ϕ 10-3

X1 = Z1 Sin ϕ 10-3

Z1 = P

U 2

P = Daya hubung pendek pada jaringan sisi atas dalam MVA

• Transformator :

R2 = 2

-32 10S

VWC ××

X2 = 22

22 R-Z

Z2 = S

VVSC2

0

100×

Dimana: S = Daya semu Transformator (kVA)

WC = Rugi-rugi tembaga (W)

Vsc = Tegangan hubung pendek Transformator (%)

• Kabel :

R3 = ρ SL

X3 = 0,08 L (Kabel tiga fasa)

X3 = 0,12 L (Kabel satu fasa)

(R diabaikan jika S > 240 mm2 dan nilai 0,12 adalah pendekatan)

Dimana:

L = Panjang kabel (m)

ρ = 22,5 (Cu) atau 36 (Al)

S = Luas penampang kabel (mm2)

• Rel :

R3 = ρ SL

X3 = 0,15 L

Dimana:

L = Panjang kabel (m)

ρ = 22,5 (Cu) atau 36 (Al)

S = Luas penampang kabel (mm2)


25

Adapun rumus lain untuk menghitung arus hubung singkat pada

transformator dapat menggunakan rumus:

Isc =LLVZ

S

−..%3 (2.12)

Dimana:

Isc = Arus hubung singkat (kA)

S = Daya transformator (kVA)

%Z = Impedansi pada transformator (%)

VL-L = Tegangan line-line (V)

2. Perhitungan Arus Hubung Pendek Dengan Tabel

Perhitungan arus hubung pendek dengan tabel (terlampir), dengan cara

menentukan arus hubung pendek (Isc) pada sisi bawah, berdasarkan arus hubung

pendek (Isc) pada sisi atasnya (Panduan Aplikasi Teknis 65). Tabel (terlampir),

dapat digunakan menentukan arus hubung pendek secara cepat pada suatu titik

jaringan bila diketahui arus hubung pendek sisi atasnya dan ukuran penampang

dan panjang kabel. Kemudian secara sederhana dipilih pemutus daya dengan

kapasitas pemutusan lebih besar dari arus hubung pendek (Isc) pada sisi

bawahnya.

Contoh cara penggunaan tabel yaitu pada tabel kabel Cu, pada garis yang

bersesuaian dengan penampang kabel 50 mm2, tarik garis menuju harga yang

paling dekat dengan panjang kabel 11 m.

Perpotongan antara kolom yang berisi harga 11 m tadi dengan kolom yang

memuat harga tertinggi yang paling dekat dengan harga arus hubung pendek disisi

atasnya (I e : 30 kA), didapat harga arus hubung pendek yang diinginkan Isc = 19

kA (Panduan Aplikasi Teknis 63).

2.8.2. Busbar

Busbar adalah penghantar arus listrik yang terbuat dari tembaga. Busbar

memiliki fungsi yang sama dengan kabel. Tetapi kapasitas hantar arus busbar

lebih besar daripada kabel. Untuk arus diatas 250 A maka disarankan untuk

memakai busbar. Pemakaian busbar ini untuk mempermudah pemasangan


26

sambungan komponen-komponen lainnya pada panel. Apabila arus 250 ke atas

dan menggunakan kabel maka pemasangannya akan lebih sulit untuk sambungan

ke penghantar lainnya. Hal ini dikarenakan pada busbar pada tiap bagian

penampangnya terdapat lubang-lubang yang dapat dijadikan tempat penghubung

dengan penghantar lainnya.

Berdasarkan standar pada PUIL, maka dalam penggunaan busbar untuk

tiap fasanya diberi warna yang berbeda:

• Warna merah untuk fasa R.

• Warna kuning untuk fasa S.

• Warna hitam untuk fasa T.

• Warna biru untuk fasa N.

Untuk mendapatkan ukuran busbar yang sesuai ditentukan berdasarkan

arus yang mengalir pada busbar tersebut dan harus sesuai dengan standar yang

berlaku pada pabrik pembuatnya, seperti standar Schneider Electric (Info mutu 2)

dimana arus busbarnya adalah 1,2 kali arus nominal. Sehingga untuk keadaan

lebih aman dipakai arus busbar 1,5 kali arus nominalnya.

• Arus listrik nominal yang mengalir dapat dicari dengan menggunakan

rumus (C. Sankaran 133):

INominal = φ.cos..3 LLV

P

−

(2.13)

• Maka arus busbarnya:

Ibusbar=1,5 x Inominal (2.14)

Tabel 2.2. Pembebanan Penghantar Untuk Aluminium Penampang Persegi Arus Bolak-Balik

Pembebanan kontinu (A) Arus Bolak-balik Ukuran Penampang Berat

Dilapisi lapisan konduktif Jumlah batang Telanjang Jumlah batang mm mm2 kg/m 1 2 3 4 1 2 3 4

12 x 2 24 0,06 100 180 - - 84 142 - - 15 x 2 30 0,08 125 215 - - 100 166 - - 15 x 3 45 0,12 150 265 - - 126 222 - - 20 x 2 40 0,11 165 280 - - 120 220 - - 20 x 3 60 0,16 245 425 - - 159 272 - -


27

Tabel 2.2. Pembebanan Penghantar Untuk Aluminium Penampang Persegi Arus Bolak-Balik (Sambungan)


Dilapisi lapisan konduktif Jumlah batang Telanjang Jumlah batang

mm mm2 kg/m 1 2 3 4 1 2 3 4 20 x 5 100 0,27 325 550 - - 195 350 - - 25 x 3 75 0,20 240 410 - - 190 322 - - 25 x 5 125 0,34 310 535 - - 230 430 - - 30 x 3 90 0,24 280 480 - - 205 3385 - - 30 x 5 150 0,40 360 625 - - 295 526 - - 40 x 3 120 0,32 370 630 - - 280 500 - - 40 x 5 200 0,54 460 800 - - 376 658 - - 40 x 10 400 1,08 670 1200 1650 2250 557 975 1350 1800 50 x 5 250 0,67 560 970 1400 1850 455 786 1120 1500 50 x 10 500 1,35 820 1440 1960 2660 667 1250 1600 2160 60 x 5 300 0,81 670 1160 1600 2120 500 900 1300 1730 60 x 10 600 1,62 960 1680 2280 3040 774 1390 1900 2500 80 x 5 400 1,08 880 1500 2000 2600 680 1170 1650 2230 80 x 10 800 2,16 1250 2140 2860 3800 983 1720 2360 3150 100 x 5 500 1,35 1880 1880 2450 3100 820 1440 2000 2600 100x10 1000 2,70 1520 2550 3400 4300 1990 2050 2800 3700


Tabel 2.3. Pembebanan Penghantar Untuk Tembaga Penampang Persegi Arus Bolak-Balik



mm mm2 kg/m 1 2 3 4 1 2 3 4 12 x 2 24 0.23 123 202 - - 100 182 - - 15 x 2 30 0.27 148 240 - - 128 252 - - 15 x 3 45 0.4 187 316 - - 162 282 - - 20 x 2 40 0.36 205 350 - - 185 315 - - 20 x 3 60 0.53 237 394 - - 204 384 - - 20 x 5 100 0.89 325 470 - - 290 495 - - 25 x 3 75 0.67 287 766 - - 245 412 - - 25 x 5 125 1.11 385 670 - - 350 600 - - 30 x 3 90 0.8 350 600 - - 315 540 - - 30 x 5 150 1.34 448 760 - - 379 672 - - 40 x 3 120 1.07 460 780 - - 420 710 - - 40 x 5 200 1.78 576 952 - - 482 836 - -

40 x 10 400 3.56 865 1470 2060 2800 715 1290 1650 2500 50 x 5 250 2.23 703 1140 1750 2310 588 994 1550 2100


28

Tabel 2.3. Pembebanan Penghantar Untuk Tembaga Penampang Persegi Arus Bolak-Balik (Sambungan)



mm mm2 kg/m 1 2 3 4 1 2 3 4 50 x 10 500 4.46 1050 1720 2450 3330 852 1510 2200 3000 60 x 5 300 2.67 825 1400 1983 2650 750 1300 1800 2400

60 x 10 600 5.34 1230 1960 2800 3800 985 1720 2500 3400 80 x 5 400 3.56 1060 1800 2450 3300 950 1650 2700 2900

80 x 10 800 7.2 1590 2410 3450 4600 1240 2110 3100 4200 100 x 5 500 4.45 1310 2200 2950 3800 1200 2000 2800 3400 100x10 1000 8.9 1940 2850 4000 5400 1490 2480 3600 4800


2.8.3. Kabel

Kabel merupakan komponen yang selalu ada pada sebuah panel untuk

menyambungkan antara satu komponen dengan komponen yang lainnya. Sangat

penting karena merupakan konduktor yang menghantarkan arus listrik.

Beberapa kriteria yang juga harus diperhatikan dalam pemilihan kabel

untuk instalasi listrik, yaitu :

• Elektrical, yang meliputi ukuran konduktor, kekuatan listrik, tahanan

isolasi, konstanta dielektrik dan factor daya.

• Suhu, menyesuaikan dengan suhu lingkungan dan kondisi saat kelebihan

beban, pengembangan dan tahanan thermal.

• Mekanik, yang meliputi kekerasan dan fleksibilitas, mempertimbangkan

ketahanan terhadap kehancuran dan kelembaban.

• Kimiawi, yang meliputi stabilitas dari bahan terhadap api, ozon, oli,

cahaya matahari dan bahan kimia.

Jenis-jenis bahan isolasi yang digunakan pada kabel adalah:

a. PVC, ciri-cirinya yaitu:

• Keras dan rapuh (perlu dicampur dengan bahan pelunak kira-kira 20 %

hingga 40 %),


29

• Dapat terbakar tetapi apinya akan padam sendiri setelah sumber apinya

disingkirkan,

• Lebih mudah menyerap air.

b. PE, ciri-cirinya yaitu:

• Mudah terbakar dimana nyala api tetap menjalar,

• Tidak mudah menyerap air,

• Umumnya digunakan untuk telekomunikasi karena baik untuk frekuensi

tinggi.

2.8.3.1. Kabel Instalasi

Dalam penerapannya pada perencanaan instalasi listrik, sering kali jenis

kabel instalasi terselubung yang digunakan adalah NYM. NYM memiliki

penghantar tembaga polos berisolasi PVC.

Dalam penggunaan NYM berlaku ketentuan-ketentuan berikut ini

(Badan Standarisasi Nasional, 2000 278) :

• NYM boleh dipasang langsung menempel pada plesteran atau kayu atau

ditanam langsung dalam plesteran, juga diruang lembab atau basah, di tempat

kerja atau gudang dengan bahaya kebakaran atau ledakan.

• NYM juga boleh dipasang langsung pada bagian-bagian lain dari bangunan,

konstruksi, rangka dan sebagainya, asalkan cara pemasangannya tidak

merusak selubung luar kabelnya.

• NYM tidak boleh dipasang di dalam tanah.

Konstruksi NYM dan kemampuan hantar arus NYM tercantum dalam

tabel 2.4, dapat dilihat sebagai berikut :


30

Gambar 2.20. Kabel NYM

Sumber: Low Voltage Power Cable. Jakarta: PT. GT Kabel Indonesia Tbk.

Tabel 2.4. Kemampuan Hantar Arus NYM

LUAS PENAMPANG NOMINAL KABEL

KEMAMPUAN HANTAR ARUS MAKSIMUM

KABEL

KEMAMPUAN HANTAR ARUS NOMINAL MAKSIMUM

PENGAMAN

mm2 A A

1,5 19 20

2,5 25 25

4 34 35

6 44 50

10 61 63

16 82 80 25 108 100

50 167 125

70 207 160

95 249 224 120 291 250

150 334 300

185 380 355

240 450 355

300 520 425

Sumber: Peraturan Umum Instalasi Listrik 1977. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 1977, p. 191

2.8.3.2. Kabel Tanah

Dalam perencanaan instalasi listrik ini jenis kabel tanah yang digunakan

adalah NYY. Pada prinsipnya susunan NYY ini sama dengan susunan NYM.

Hanya tebal isolasi dan selubung luarnya, serta jenis kompon PVC yang

digunakan, berbeda. Warna selubung luarnya hitam. Untuk kabel tegangan


31

rendah, tegangan nominalnya 0,6/1 kV, di mana 0,6 kV adalah tegangan nominal

terhadap tanah dan 1 kV adalah tegangan nominal antar penghantar. Uratnya

berjumlah satu sampai dengan lima. Luas penampang penghantarnya dapat

mencapai 240 mm2 atau lebih.

Dalam pemasangan kabel tanah, perlu diperhatikan hal-hal sebagai

berikut (Badan Standarisasi Nasional, 2000 266):

1. Kabel tanah yang dipasang dalam tanah harus dilindungi terhadap

kemungkinan terjadinya gangguan mekanis dan kimiawi.

2. Perlindungan terhadap gangguan mekanis pada umumnya dapat diatasi dengan

cara :

• Minimum 80 cm di bawah permukaan tanah pada jalan yang dilalui

kendaraan.

• Minimum 60 cm di bawah permukaan tanah pada jalan yang tidak dilalui

kendaraan.

• Kabel harus dipasang di dalam pasir atau tanah yang lembut yang bebas

dari bebatuan. Lapisan pasir atau tanah lembut harus sekurang-kurangnya

5 cm di sekelilingi kabel.

Konstruksi NYY dan kemampuan hantar arus NYY tercantum dalam

tabel 2.5, dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 2.21. Kabel NYY

Sumber: Low Voltage Power Cable. Jakarta: PT. GT Kabel Indonesia Tbk.


32

Tabel 2.5. Kemampuan Hantar Arus NYY

KEMAMPUAN HANTAR ARUS KABEL

BERURAT TUNGGAL BERURAT DUA BERURAT 3 DAN 4 LUAS PENAMPANG

NOMINAL DI

TANAH DI

UDARA DI

TANAH DI

UDARA DI

TANAH DI

UDARA

mm2 A A A A A A

1.5 33 26 27 21 24 18 2.5 45 35 36 29 32 25 4 58 46 47 38 41 34 6 74 58 59 48 52 44 10 98 80 78 66 69 60 16 129 105 102 90 89 80 25 169 140 134 120 116 105 35 209 175 160 150 138 130 50 249 215 187 180 165 160 70 312 270 231 230 205 200 95 374 335 280 275 245 245

120 427 390 320 320 280 285 150 481 445 356 375 316 325 185 552 510 409 430 356 370 240 641 620 472 510 414 435 300 730 710 525 590 463 500 400 854 850 605 710 534 600

500 988 1000

Sumber: Peraturan Umum Instalasi Listrik 1977. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 1977, p. 192 Selain hal-hal yang disebutkan sebelumnya, untuk memilih kabel juga

harus diperhatikan besarnya arus yang mengalir pada hantaran itu, yang dapat

ditentukan dengan rumus sebagai berikut :

• Untuk beban tiga fasa (C. Sankaran):

INominal = φ..3 CosV

P

LL−

(2.15)

• Untuk beban satu fasa (C. Sankaran):

INominal = ϕCosV

P

NL .−

(2.16)

• Arus kabel :

Ik = INominal x Safety factor (2.17)

Dimana :

INominal = Arus nominal (A)


33

Ik = Arus kabel (A)

P = Daya (W)

V = Tegangan antar fasa (V)

Cos ϕ = Faktor daya (0,8-0,9)

Safety factor = 1,7

Faktor pengaman (Safety factor) ini ditentukan oleh pabrik pembuat kabel.

Untuk menentukan ukuran kabel netral dapat mengikuti standar PUIL

yang ada yaitu sebagai berikut:

Tabel 2.6. Luas Penampang Netral Penghantar Fasa Penghantar Netral

mm2 Dalam pipa instalasi kabel

berinti banyak, Kabel Tanah

mm2

Pada hantaran udara, instalasi

pasangan luar dan di dalam

bangunan

mm2

1,5 1,5 -

2,5 2,5 -

4 4 4

6 6 6

10 10 10

16 16 16

25 16 16

35 16 25

50 25 50

70 35 50

95 50 50

120 70 70

150 70 70

195 95 95

240 120 120

300 150 150

400 185 185

Sumber: Peraturan Umum Instalasi Listrik 1977. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 1977, p. 36


34

2.8.4. Stop Kontak

Stop kontak berguna untuk menghubungkan instalasi listrik dengan alat-

alat listrik yang dapat dipindah-pindahkan.

Beberapa ketentuan dalam memasang stop kontak adalah sebagai berikut

• Stop kontak dinding satu fasa harus dipasang sedemikian rupa sehingga

kontak netralnya berada di sebelah kanan.

• Stop kontak dinding yang dipasang kurang dari 1,25 m dari atas lantai harus

dilengkapi dengan tutup.

• Stop kontak harus dipasang dengan hantaran pengaman.

• Pada satu stop kontak hanya boleh dihubungkan satu kabel yang dapat

dipindah-pindahkan.

• Kemampuan stop kontak harus sekurang-kurangnya sesuai dengan daya alat

yang dihubungkan padanya, tetapi tidak boleh kurang dari 5 A.

2.8.5. Armatur Dan Lampu

Armatur adalah luminair tanpa lampu. Luminair adalah unit penerangan

lengkap, terdiri atas satu lampu atau lebih dengan bagian yang dirancang untuk

mendistribusikan cahaya, dan menempatkan, melindungi, serta menghubungkan

lampu ke suplai daya.

Lampu adalah salah satu sumber cahaya yang menggunakan energi

listrik untuk pengoperasiannya.

2.8.5.1. Armatur

Armatur-armatur lampu dapat dibagi menurut beberapa cara, yaitu

(Harten, Setiawan 29):

• Berdasarkan sifat penerangannya: armatur untuk penerangan langsung,

sebagian besar langsung, difus, sebagian besar tak langsung dan tak langsung.

• Berdasarkan konstruksinya: armatur biasa, kedap tetesan air, kedap air, kedap

letupan debu dan kedap letupan gas.

• Berdasarkan penggunaannya: armatur untuk penerangan dalam, penerangan

luar, penerangan industri, penerangan dekorasi, dan armatur yang ditanam di

dinding atau langit-langit dan yang tidak ditanam.


35

• Berdasarkan bentuknya: armatur balon, pinggan, ‘rok’, gelang, armatur

pancaran lebar dan pancaran terbatas, armatur kandil, palung dan armatur-

armatur jenis lain untuk lampu-lampu bentuk tabung.

• Berdasarkan cara pemasangannya: armatur langit-langit, dinding, gantung,

berdiri, armatur gantung memakai pipa dan armatur gantung memakai kabel.

Pemakaian armatur yang dibahas disini adalah untuk (Harten, Setiawan

30):

1. Penerangan Langsung

Efesiensi penerangan langsung sangat baik. Cahaya yang dipancarkan

sumber cahaya seluruhnya diarahkan ke bidang yang harus diberi penerangan.

Akan tetapi sistem penerangan ini menimbulkan bayang-bayang yang tajam.

Keberatan ini dapat dikurangi dengan menggunakan sumber-sumber cahaya

bentuk tabung (lampu TL).

Armatur-armatur yang digunakan untuk penerangan langsung ialah

armatur pancaran lebar, digunakan untuk penerangan umum dalam bengkel-

bengkel, dan armatur pancaran terbatas, digunakan untuk penerangan setempat,

misalnya diatas mesin-mesin perkakas.

Gambar 2.22. Armatur Palung

Sumber: Harten, P.van, dan Setiawan, E. Instalasi Listrik Arus Kuat 2. Bandung: Bina Cipta,1981, p. 31


36

Gambar 2.23. Armatur Pancaran Lebar


Gambar 2.24. Armatur Pancaran Terbatas


2. Terutama Penerangan Langsung

Efisiensi penerangan yang sebagian besar langsung ini juga cukup baik.

Dibandingkan dengan penerangan langsung, pembentukan bayang-bayang dan

kilauan agak kurang. Sejumlah kecil cahaya dipancarkan keatas; karena itu kesan

mengenai ukuran ruangannya menjadi lebih baik. Seolah-olah langit-langitnya

lebih tinggi. Digunakan terutama di gedung-gedung ibadat.


37

Gambar 2.25. Armatur Dengan Pelindung Dari Kawat


3. Penerangan Difus

Efesiensi Penerangan difus lebih rendah dari penerangan langsung dan

terutama penerangan langsung. Sebagian dari cahaya sumber-sumber cahaya

sekarang diarahkan ke dinding dan langit-langit. Pembentukan baying-bayang dan

kilaunya banyak berkurang. Digunakan di ruangan-ruangan sekolah, di ruangan-

ruangan kantor.

Gambar 2.26. Armatur Gantung Pakai Pipa


4. Terutama Penerangan Tak Langsung

Bayang-bayang dan kilau yang timbul pada system penerangan ini hanya

sedikit. Sebagian besar dari cahaya sumber-sumber cahaya sekarang diarahkan ke

atas. Karena itu langit-langit dan dinding-dinding ruangan harus diberi warna


38

terang. Penerangan sebagian besar tak langsung ini digunakan di rumah-rumah

sakit dan ruang tamu.

Gambar 2.27. Armatur Untuk Terutama Penerangan Tak Langsung


2.8.5.2. Lampu

Sumber-sumber cahaya modern dapat dibagi atas dua kelompok utama

berikut ini (Harten, Setiawan 54):

1. Pemancar suhu

Saat ini satu-satunya pemancar suhu listrik yang masih dipergunakan

ialah lampu pijar. Cahaya lampu pijar dibangkitkan dengan mengalirkan arus

listrik dalam suatu kawat halus. Dalam kawat ini energi listrik diubah menjadi

panas dan cahaya.

Gambar 2.28. Lampu Pijar



39

2. Lampu Tabung Gas

Lampu-lampu tabung gas terdiri dari tabung berbagai bentuk yang diisi

dengan gas dan uap logam. Kalau tabungnya dalam keadaan dingin, logamnya

berada dalam bentuk titik-titik logam atau dalam bentuk padat. Pada masing-

masing ujung tabung terdapat sebuah electrode dengan bentuk tergantung pada

jenis tabung.

Gambar 2.29.Lampu Tabung Gas


2.9. Penyulang Motor

Peranan penyulang motor adalah untuk kontrol dan proteksi motor-

motor listrik.

Struktur penyulang motor adalah sebagai berikut (Panduan Aplikasi

Teknis 72-3):

• Pemisah, untuk keamanan kerja pada mesin saat instalasi atau perawatan,

perlu isolasi semua sirkit daya dan kontrol motor dari catu daya nya.

• Penyekelaran, untuk memutus dan menghubungkan sirkit saat berbeban dan

dapat digunakan sebagai ‘emergency stop’.

• Proteksi hubung pendek, untuk mencegah kerusakan lebih lanjut, pada motor

itu sendiri, peralatan-peralatan listrik atapun catu dayanya maka motor harus

diproteksi, karena semua motor dapat merupakan sumber masalah elektrikal

dan mekanikal seperti hubung pendek impedans, phasa-phasa dan phasa-

netral/badan motor.

• Kontrol, ntuk menghubungkan / memutuskan catu daya ke motor saat kondisi

normal dan saat terjadi beban lebih (di trip oleh proteksi beban lebih).

• Proteksi beban lebih (relai thermal), untuk mendeteksi kenaikan arus sampai

dengan 10 kali arus nominal karena beban lebih dan memutuskan starter motor

sebelum suhu motor naik dan kabel mencapai level suhu yang dapat merusak

isolasinya.


40

• Soft Starter dan Variabel Speed Drive, untuk pengatur keseimbangan antar

torsi motor dan torsi hambat.

Untuk mencari arus nominal pada motor tiga phasa maupun satu phasa,

yang menjadi patokan penentuan peralatan proteksi dapat menggunakan rumus

dibawah ini :

• Untuk beban satu fasa (The Handbook Of Merlin Gerin B15) :

Ia = V

Pa 1000. (2.18)

• Untuk beban tiga fasa (The Handbook Of Merlin Gerin B15) :

Ia = U

Pa.3

1000. (2.19)

Dimana :

Ia = Arus nominal (Ampere)

V = Tegangan fasa-netral (Volt).

U = Tegangan fasa-fasa (Volt).

Pa = φ.Cos

Pnη

, Permintaan daya nyata beban (kVA).

Pn = Daya keluar beban (kW).

η = Efisiensi (Dianggap 1, kalau tidak ada).

Cos ϕ = Faktor Daya : 0,8≈0.9.


41

Gambar 2.30. Penyulang Motor


2.9.1. Soft Starter Dan Inverter

Pembahasan mengenai soft stater dan inverter hanya dibatasi pada tujuan

dari kedua alat tersebut dibuat.

1. Soft-Starter

Soft starter bertujuan untuk mendapatkan start dan stop yang terkendali,

sehalus mungkin serta terproteksi dan mencapai kecepatan nominal yang konstan

pada aplikasi dengan torsi awal/start rendah. Soft stater tidak memberi torsi lebih

(Inverter/Soft-Starter 7-21).

Keuntungan dengan menggunakan soft stater antara lain (Inverter/Soft-

Starter 7-21):

• Start dan stop yang terkontrol penuh dan aman untuk peralatan dan instalasi.


42

• Menghasilkan start dan stop yang halus (tanpa hentakan mekasnis/torsi).

• Menghilangkan lonjakan arus dan penurunan tegangan.

• Optimisasi / menghidari pengunaan sumber listrik yang berlebihan (KVA).

• Tidak memerlukan perawatan.

• Fasilitas untuk menghubungkan dengan PLC : tingkat otomasi tinggi.

• Jaminan proteksi elektronik yang handal

2. Inverter

Inverter mampu melakukan semua fungsi soft starter ditambah

kemampuan merubah kecepatan dan memberikan torsi yang besar pada motor

serta fungsi lainnya (Inverter/Soft-Starter 7-21).

Keuntungan menggunakan inverter dalam mengatur kecepatan motor

antara lain (Inverter/Soft-Starter 7-2):

• Torsi lebih besar.

• Presisi kecepatan dan torsi yang tinggi.

• Kontrol total dinamika gerakan beban untuk berbagai aplikasi.

• Menambah fungsi baru (berbagai fungsi regulasi dan otomasi, dll)

kemampuan berhubungan dengan PLC.

• Menghemat energi.

• Menambah kemampuan monitoring.

• Proteksi motor, mesin (beban).

2.10. Kapasitor Untuk Perbaikan Faktor Daya

Sebuah sumber listrik AC mengeluarkan energi listrik dalam bentuk

energi “aktif” dan energi “reaktif”. Energi aktif (dinyatakan dalam kW) adalah

energi yang diperlukan untuk ditransformasikan/diubah ke bentuk energi yang

lain, misalnya : energi mekanik, panas, cahaya dan sebagainya. Sedangkan energi

reaktif (dinyatakan dalam kVAR) diperlukan oleh peralatan yang bekerja dengan

sistem electromagnet, yaitu untuk pembentukan medan magnetnya (Panduan

Aplikasi Teknis 92). Peralatan yang demikian diantaranya : trafo, motor, lampu

pilar dan sebagainya. Kedua energi diatas membentuk daya total yang disebut

dengan daya nyata (dinyatakan dalam kVA). Daya nyata ini merupakan


43

penjumlahan vektor dari daya aktif dan daya reaktif. Hubungan ketiga jenis energi

ini dapat kita gambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.31. Hubungan Energi

Sumber: Panduan Aplikasi Teknis. Jakarta: Schneider Electric, 2002, page 92

• Jika daya nyata (C. Sankaran 133):

S = 3 VI (2.20)

Dimana :

V = Tegangan antar fasa (V)

I = Arus jaringan (A)

• Daya Aktif (kW) (C. Sankaran 133):

P = 3 VI cos ϕ (2.21)

• Daya Reaktif (kVAR) (C. Sankaran 133):

Q = 3 VI sin ϕ (2.22)

• Daya Nyata (kVA) (C. Sankaran 133):

S2 = 22 QP + (2.23)

Faktor daya (cos ϕ) adalah perbandingan antara daya aktif (kW) dengan

daya nyata (kVA). Sebuah instalasi listrik akan semakin optimum, baik dari segi

teknis maupun ekonomis, jika nilai faktor dayanya mendekati / mencapai nilai 1.

Kapasitor yang dipasang dan disusun membentuk sebuah Tumpuk

Kapasitor (Capacitor Bank) merupakan sumber energi reaktif. Maka dikatakanlah

sistem ini sebagai kompensasi energi reakif (Panduan Aplikasi Teknis 93).


44

Pemasangan kapasitor memberikan keuntungan (Panduan Aplikasi

Teknis 93):

• Meningkatkan daya yang tersedia pada trafo.

• Optimasi jaringan:

Optimasi biaya: ukaran kabel diperkecil.

Penurunan turun tegangan.

Penurunan rugi-rugi kerena efek Joules.

Peningakatan kemampuan jaringan dalam menyalurkan daya.

• Optimasi Mengurangi naiknya arus/suhu pada kabel, sehingga mengurangi

rugi-rugi, dan lain-lain.

2.10.1. Aplikasi Kapasitor Untuk Koreksi Faktor Daya

Di Indonesia, PLN membebankan biaya kelebihan pemakaian kVARh

pada pelanggan, jika factor daya rata-rata bulanannya (cos ϕ) kurang dari 0,85

induktif. Hal ini terjadi bila pemakaian kVARh total selama sebulan, lebih besar

dari 0,62 kali pemakaian kWh total (LWBP + LBP).

Untuk memperhitungkan denda ini dapat dipakai rumus dibawah ini (Panduan

Aplikasi Teknis 93):

kVARh yang kena denda = kVARh terpakai + (0,62 x kWh total terpakai)

2.10.2. Menghitung Daya Reaktif yang diperlukan

Penghitungan daya reaktif harus dilakukan dengan cermat. Kelebihan

kompensasi akan menyebabkan jaringan manjadi kapasitif. Hal ini, selain akan

meningkatkan suhu pada jaringan, arus dan tegangannya pun meningkat (Panduan

Aplikasi Teknis 93).

Menghitung daya reaktif dapat dilakukan dengan melihat tabel

kompensasi cos ϕ. Berikut ini contoh yang dapat diperhatikan (Panduan Aplikasi

Teknis 94):

Perkiraan rata-rata faktor daya suatu instalasi : 0,65

Faktor daya akan ditingkatkan menjadi : 0,95

Maka dari table cos ϕ didapat angka: 0,84


45

Untuk menghindari denda PLN suatu instalasi dengan beban 100 kW memerlukan

daya reaktif (Qc) sebesar = 0,84 x 100 kW = 84 kVAR.

Tabel 2.7. Cos ϕ Untuk Kompensasi

Kompensasi Sebelum Sesudah

Cos ϕ 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.9 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 1 0.5 1.11 1.14 1.17 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.34 1.37 1.4 1.44 1.48 1.53 1.59 1.73

0.51 1.07 1.09 1.12 1.15 1.17 1.2 1.23 1.26 1.29 1.32 1.36 1.39 1.44 1.48 1.54 1.69 0.52 1.02 1.05 1.05 1.1 1.13 1.16 1.19 1.22 1.25 1.28 1.31 1.35 1.39 1.44 1.5 1.64 0.53 0.98 1.01 1.08 1.06 1.09 1.12 1.14 1.17 1.2 1.24 1.27 1.31 1.35 1.4 1.46 1.6 0.54 0.94 0.97 1 1.02 1.05 1.07 1.1 1.3 1.16 1.2 1.23 1.27 1.31 1.36 1.42 1.56 0.55 0.9 0.93 0.99 0.98 1.01 1.03 1.06 1.09 1.12 1.16 1.19 1.23 1.27 1.32 1.38 1.52 0.56 0.86 0.89 0.95 0.94 0.97 1 1.02 1.05 1.08 1.12 1.15 1.19 1.23 1.28 1.34 1.48 0.57 0.82 0.85 0.91 0.9 0.93 0.96 0.99 1.02 1.05 1.08 1.11 1.15 1.19 1.24 1.3 1.44 0.58 0.78 0.81 0.87 0.86 0.89 0.92 0.95 0.98 1.01 1.04 1.08 1.11 1.15 1.2 1.26 1.4 0.59 0.75 0.78 0.84 0.83 0.86 0.88 0.91 0.94 0.97 1.01 1.04 1.08 1.12 1.17 1.23 1.37 0.6 0.71 0.74 0.8 0.79 0.82 0.85 0.88 0.91 0.94 0.97 1 1.04 1.08 1.13 1.19 1.33

0.61 0.68 0.71 0.77 0.76 0.79 0.81 0.84 0.87 0.9 0.94 0.97 1.01 1.05 1.1 1.16 1.3 0.62 0.65 0.67 0.73 0.73 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.9 0.94 0.97 1.1 1.06 1.12 1.27 0.63 0.61 0.64 0.7 0.69 0.72 0.75 0.78 0.81 0.84 0.87 0.9 0.94 0.98 1.03 1.09 1.23 0.64 0.58 0.61 0.67 0.66 0.69 0.72 0.74 0.77 0.81 0.84 0.87 0.91 0.95 1 1.06 1.2 0.65 0.55 0.58 0.63 0.63 0.66 0.68 0.71 0.74 0.77 0.81 0.84 0.88 0.92 0.97 1.03 1.17 0.66 0.52 0.54 0.6 0.6 0.63 0.65 0.68 0.71 0.74 0.78 0.81 0.85 0.89 0.94 1 1.14 0.67 0.49 0.51 0.57 0.57 0.6 0.62 0.65 0.68 0.71 0.75 0.78 0.82 0.86 0.9 0.97 1.11 0.68 0.46 0.48 0.54 0.54 0.57 0.59 0.62 0.65 0.68 0.72 0.75 0.79 0.83 0.88 0.94 1.08 0.69 0.43 0.46 0.51 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.65 0.69 0.72 0.76 0.8 0.85 0.91 1.05 0.7 0.4 0.43 0.48 0.48 0.51 0.54 0.56 0.59 0.62 0.66 0.69 0.73 0.77 0.82 0.88 1.02

0.71 0.37 0.4 0.43 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.6 0.63 0.66 0.7 0.74 0.79 0.85 0.99 0.72 0.34 0.37 0.4 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.6 0.64 0.67 0.71 0.76 0.82 0.96 0.73 0.32 0.34 0.37 0.4 0.42 0.45 0.48 0.51 0.54 0.57 0.61 0.64 0.69 0.73 0.79 0.94 0.74 0.29 0.32 0.34 0.37 0.4 0.42 0.45 0.48 0.51 0.55 0.58 0.62 0.66 0.71 0.77 0.91 0.75 0.26 0.29 0.32 0.34 0.37 0.4 0.43 0.46 0.49 0.52 0.55 0.59 0.63 0.68 0.74 0.88 0.76 0.24 0.26 0.29 0.32 0.34 0.37 0.4 0.43 0.46 0.49 0.53 0.56 0.6 0.65 0.71 0.86 0.77 0.21 0.24 0.26 0.29 0.32 0.34 0.37 0.4 0.43 0.47 0.5 0.54 0.58 0.63 0.69 0.83 0.78 0.18 0.21 0.24 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.44 0.47 0.51 0.55 0.6 0.66 0.8 0.79 0.16 0.18 0.21 0.24 0.26 0.29 0.32 0.35 0.38 0.41 0.45 0.48 0.53 0.57 0.63 0.78 0.8 0.13 0.16 0.18 0.21 0.24 0.27 0.29 0.32 0.35 0.39 0.42 0.46 0.5 0.55 0.61 0.75

0.81 0.1 0.13 0.16 0.18 0.21 0.24 0.27 0.3 0.33 0.36 0.4 0.43 0.47 0.52 0.58 0.72 0.82 0.08 0.1 0.13 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.3 0.34 0.37 0.41 0.45 0.49 0.56 0.7 0.83 0.05 0.08 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.38 0.42 0.47 0.53 0.67 0.84 0.03 0.05 0.08 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.25 0.28 0.32 0.35 0.4 0.44 0.5 0.65 0.85 0 0.03 0.05 0.08 0.11 0.13 0.16 0.19 0.22 0.26 0.29 0.33 0.37 0.42 0.48 0.62 0.86 0 0.03 0.05 0.08 0.11 0.13 0.17 0.2 0.23 0.26 0.3 0.34 0.39 0.45 0.59 0.87 0 0.03 0.05 0.08 0.11 0.13 0.17 0.2 0.24 0.28 0.32 0.36 0.42 0.57 0.88 0 0.03 0.05 0.08 0.11 0.13 0.18 0.21 0.25 0.29 0.34 0.4 0.54 0.89 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.22 0.26 0.31 0.37 0.51 0.9 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.16 0.19 0.23 0.28 0.34 0.48



46

Di samping dengan cara melihat tabel, adapun cara perhitungan yang

dapat dilakukan (C. Sankaran 139):

Qc= P x (tan ϕ1−tan ϕ2) (2.24)

Dimana:

QC = keperluan daya reaktif (kVAr)

P = daya total beban (kW)

ϕ1 = Sudut power factor awal

ϕ2 = Sudut power factor target

2.10.3. Pemutus Sirkuit untuk Kapasitor

Pemutus sirkit diperlukan sebagai alat proteksi tumpuk kapasitor.

Kapasitas pemutusan dari pemutus sirkit ini harus sama dengan arus hubung

pendek maksimum yang mungkin terjadi pada tumpuk kapasitor.

Untuk mencari arus nominal (In) sebagai syarat penentuan kapasitas

pemutusan pada pemutus sirkit, pada kapasitor digunakan rumus (Panduan

Aplikasi Teknis 107) :

In = ϕsin3 ×× −LLV

Qc (2.25)

Dimana:

In = Arus nominal kapasitor (A)

Qc = Daya kapasitor (kVAr)

VL-L = Tegangan line-line (V)

2.11. Load Growth (Pertumbuhan Beban)

Load Growth adalah pertumbuhan beban atau penambahan beban yang

terjadi pada instalasi suatu bangunan. Di suatu bangunan besar, pada umumnya

instalasinya telah menyediakan breaker cadangan untuk penambahan beban yang

mungkin terjadi. Tempat candangan ini biasanya disebut spare.

Load growth yang terjadi pada jumlah yang besar mengharuskan

penambahan panel. Jika penambahan beban ini pada jumlah yang sangat besar,

memungkinkan terjadinya peningkatan suplai listrik dan penggantian kapasitas


47

transformator menjadi lebih besar sesuai dengan perhitungan dari perencanaan

yang ada.

2.12. Pengukuran Beban Harian

Pengukuran daya listrik yang dipakai setiap hari dilakukan untuk

mengetahui kapasitas pemakaian listrik setiap harinya. Dari pengukuran ini dapat

diketahui seberapa besar daya beban maksimum yang dipakai dari total daya

beban yang ada. Pemakaian listrik pada suatu bangunan pada umumnya sebesar

80 % dari total daya beban yang terpasang, bisa lebih besar ataupun lebih kecil

dari 80 %.


Documents

Distribusi digilib.petra.ac.id 2