KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan berkat dan karuniaNya, sehingga kami penulis dapat menyelesaikan Laporan

Tugas Akhir ini, yang merupakan kewajiban bagi mahasiswa Semester VI untuk

menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir Semester VI pada program pendidikan Diploma

III pada program studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan.

Laporan Tugas Akhir yang disusun ini akan membahas tentang Change Over atau

pemindahan Sumber Tenaga Listrik dari Pembangkit (dalam hal ini PT. PLN) ke sebuah

Generating Set 1 fasa, maupun sebaliknya. Tugas Akhir ini juga akan mengemukakan

perancangan kontrol Starter otomatis yang dapat beroperasi saat Sumber Tenaga Listrik

hendak beralih ke Generating Set 1 fasa, dan beberapa keunggulan dari sistem yang telah

dirancang dan dikerjakan.

Dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini, kami Penulis banyak mendapatkan

bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa Informasi maupun berupa

bantuan material, spiritual, nasihat yang mendorong kami menyelesaikan Laporan ini.

Oleh sebab itu sudah selayaknya kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Ir. Zulkifli Lubis, M. I. Komp; Direktur Politeknik Negeri Medan

2. Bapak Drs. Ansharuddin, SST; Ketua Jurusan Teknik Elektro Politenik Negeri

Medan

3. Bapak Ir. Gunoro; Kepala Program Studi Teknik Listik Politenik Negeri Medan

4. Bapak Drs. Miduk Purba, MPd; Dosen Pembimbing penulisan Tugas Akhir

i

5. Bapak Drs. Robert Samosir; Dosen Wali Kelas EL-6D yang telah banyak

memberikan nasihat dan arahan-arahan bagi kami

6. Teman-teman seperjuangan di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik

Listrik, khususnya kelas EL-6D yang telah bersama-sama memberikan semangat

dan saran yang membangun.

Kami Penulis menyadari bahwa Laporan ini masih terdapat kekurangan, oleh

karena itu kami mengharapkan saran dan petunjuk serta kritik yang dapat membangun bagi

kesempurnaan dari Laporan Tugas Akhir ini.

Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan dipergunakan sebaik mungkin

untuk dipahami maupun untuk memperbaiki segala kekurangannya.

Hormat Kami,

Penulis,

1. Rolly Elmondo Sinaga 2. Humala Tua L. Raja NIM : 022303182 NIM : 022303152

3. Ronald Fernando Pane 4. Mikhael A.L. Sitinjak NIM : 022303038 NIM : 022303024

ii

ABSTRAK

Laporan Tugas Akhir ini berjudul : “PERANCANGAN KONTROL

CHANGEOVER GENERATING SET 1 FASA DENGAN STARTER OTOMATIS“.

Pada saat sekarang ini, sering terjadi pemadaman listrik oleh PLN, yang banyak

mengganggu kegiatan masyarakat dari setiap golongan, baik para pengusaha sampai

pengguna listrik biasa. Penyediaan Sumber Tenaga Listrik memegang peranan penting

dalam setiap kegiatan/sistem produksi di Industri, oleh sebab itu pasokan tenaga listrik

diharapkan dapat tersedia secara terus menerus (kontinu) selama sistem produksi masih

berjalan.

Di Industri-industri bisanya terdapat sebuah pembangkit cadangan yang biasa

disebut Generating Set (Gen-Set). Apabila supply PLN dan Pembangkit di Industri tidak

dapat menyediakan Tenaga Listrik, maka genset dioperasikan sebagai Sumber Tenaga

Listrik, sehingga Sistem Produksi di Industri dapat terus berlangsung dan dapat

mengurangi rugi-rugi produksi.

Dalam pengopersian sebuah Genset, jarang sekali ditemukan pengontrolan yang

otomatis. Semua pengoperasian dilakukan secara manual, mulai dari melepas Switch

Tenaga dari sumber PLN/Pembangkit; men-Starter Genset; menunggu putaran motor

penggerak generator sampai mencapai putaran nominal; menutup Switch Tenaga dari

genset, barulah keluaran Tenaga Listrik dari Genset dapat digunakan.

Dalam Tugas Akhir ini kami Penulis merancang Pengontrolan Otomatis dari

sebuah Generating Set, mulai dari starter secara otomatis, sampai pada pemindah sumber

iii

tenaga listriknya (Change Over), dengan harapan perancangan sistem ini dapat

mengoptimalkan ketersediaan Tenaga Listrik pada sebuah instalasi listrik di gedung-

gedung, maupun di Industri. Manfaat dari perancangan sistem ini antara lain genset dapat

beroperasi secara otomatis, tanpa harus bergantung pada seorang operator yang pada

akhirnya dapat meningkatkan effisiensi kerja, waktu, maupun biaya.

Dalam mengumpulkan data-data, kami penulis menggunakan metode studi pustaka,

yaitu mencari buku-buku yang berhubungan dengan topik pembahasan, dan juga konsultasi

dengan Dosen Pembimbing dan beberapa Dosen lainnya.

Sistem ini dapat digunakan di gedung-gedung/instalasi yang memang

membutuhkan Sumber Tenaga Listrik yang kontinu. Penggunan alat ini akan mampu

mengatasi masalah defisit/kekurangan daya yang terjadi saat ini. Hanya saja dalam

perancangan sistem Changeover kali ini, penulis hanya merancang penggunaannya pada

instalasi yang memiliki beban tidak lebih dari 4500 VA.

iv

DAFTAR ISI

halaman

KATA PENGANTAR………………………………………………………. i

ABSTRAK…………………………………………………………………… iii

DAFTAR ISI………………………………………………………................ v

DAFTAR GAMBAR………………………………………………...……… viii

DAFTAR TABEL…………………………………………………………… x

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................... xi

BAB I : PENDAHULUAN………………………………………………….. 1

1.1. Latar belakang…………………………………………............ 1

1.2. Tujuan…………………………………………………………. 2

1.3. Manfaat………………………………………………………... 2

1.4. Topik Bahasan…………………………………………............ 3

1.5. Teknik Pengumpulan Data……………………………………. 4

BAB II : LANDASAN TEORI…………………………………………… 5

2.1. Pembangkitan Energi Listrik oleh Generator………………… 5

2.1.1. Prinsip Kerja…………………………………………... 5

2.1.2.Konstruksi……………………………………………... 8

2.1.3. Kecepatan dan Frekuensi……………………………... 10

2.1.4. Pengaturan Generator…………………………………. 11

2.2. Penggerak Generator…………………………………………. 14

v

2.3. Motor Bensin sebagai Penggerak Generator…………………. 16

2.3.1. Daya Motor…………………………………………… 16

2.3.2. Momen Putar Motor…………………………………... 17

2.4. Kelakuan Beban………………………………………………. 19

2.5. Change Over Switch (COS)………………………………….. 22

BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RANGKAIAN KONTROL……………………………………………………..

23

3.1. Beban…………………………………………………………. 23

3.2. Generating Set 1 Fasa………………………………………… 25

3.2.1. Generator 1 Fasa………………………………………. 26

3.2.2. Motor Bensin………………………………………….. 27

3.3. Rancangan Gambar Rangkaian Kontrol……………………… 27

3.4. Alat dan Bahan……………………………………………….. 29

3.4.1. Bahan – bahan………………………………………… 29

3.4.2. Peralatan………………………………………………. 30

3.5. Perancangan Panel Kontrol…………………………………... 31

3.5.1. Susunan dalam Panel………………………………….. 31

3.5.2. Pintu Panel…………………………………………….. 32

3.6. Jadwal Pelaksanaan Proyek…………………………………... 34

3.6.1. Perencanaan Pekerjaan………………………………... 34

3.6.2. Diagram Jaringan Kerja (Network Diagram)…………. 34

3.6.3. Schedule (Jadwal) Proyek…………………………….. 35

vi

BAB IV : FUNGSI DAN CARA KERJA RANGKAIAN KONTROL…. 36

4.1. Pengoperasian Changeover secara Umum…………………... 38

4.2. Komponen Rangkaian Kontrol……………………………….. 40

4.2.1. Kontaktor……………………………………………… 41

4.2.2. Rele Kontrol (Control Relay)…………………………. 41

4.2.3. Timer………………………………………………….. 42

4.3. Deskripsi Kerja Rangkaian Kontrol………………………….. 45

4.4. Hasil Pengamatan…………………………………………….. 46

BAB V : PENUTUP………………………………………………………. 51

5.1 Kesimpulan……………………………………………………. 51

5.2. Saran………………………………………………………….. 52

DAFTAR PUSTAKA..................................................................................... 53

LAMPIRAN.................................................................................................... 54

vii

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1. Kumparan pada stator dan rotor……………………………….. 6

Gambar 2.2. Kurva karakteristik beban nol E= f(Im) pada kumparan kerja…. 7

Gambar 2.3. Bagan generator AC 1 fasa…………………………………….. 8

Gambar 2.4. Kumparan medan, cincin geser dan sikat pada Generator 1 fasa 9

Gambar 2.5. Generator dengan 6 sisi kumparan…………………………….. 9

Gambar 2.6. Generator dengan 2 pasang kutub……………………………… 10

Gambar 2.7. Kurva pengaturan generator AC pada faktor daya yang berbeda 12

Gambar 2.8. Diagram fasor yang disederhanakan dari generator AC

yang bekerja……………………………………………………. 13

Gambar 2.9. Susunan unit pembangkit tenaga listrik………………………... 14

Gambar 2.10. Fungsi kecepatan terhadap daya nominal pada generator……. 15

Gambar 2.11. Momen Putar (M = F . r)……………………………………... 18

Gambar 2.12. kebutuhan daya listrik di rumah tangga………………………. 20

Gambar 2.13. kebutuhan daya listrik di Industri…………………………….. 21

Gambar 2.14. Change Over Switch (COS)…………………………………... 21

Gambar 3.1. Genset 1 fasa YH 4500 E………………………………………. 26

Gambar 3.2. Gambar Rangkaian Kontrol Automatic Changeover System…... 28

Gambar 3.3. Lay-out susunan dalam panel kontrol………………………….. 32

Gambar 3.4. Lay-Out pintu panel rangkaian kontrol………………………… 33

Gambar 3.5. Network Diagram Proyek……………………………………… 34

Gambar 4.1 Kontaktor NAIS FC-35N………………………………………. 39

viii

Gambar 4.2. Rele OMRON seri MK(P)……………………………………... 40

Gambar 4.3. Timing Diagram timer H3CR-A8 Mode J……………………... 41

Gambar 4.4. Timing Diagram timer H3CR-A8 Mode A……………………. 42

Gambar 4.5. Timing Diagram timer H3CR-A8 Mode E..................................... 42

Gambar 4.6. Timing Diagram timer H3CR-A8 Mode B2…………………… 43

Gambar 4.7. Timer OMRON H3CR-A8…………………………………….. 44

Gambar 4.8. Timing Diagram hasil pengamatan rangkaian kontrol………… 47

ix

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 3.1. Beban pada Gedung C Lantai I…………………………………... 23

Tabel 3.2. Daftar bahan/ komponen rangkaian kontrol……………………… 29

Tabel 3.3. Daftar peralatan yang digunakan dalam pembuatan rangkaian

Kontrol……………………………………………………………. 30

Tabel 3.4. Jadwal Perencanaan Pekerjaan…………………………………… 33

Tabel 3.5. Penjadwalan Proyek………………..…………………………….. 34

x

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

Lampiran 1. Panel Kontrol Automatic Chageover System............................... 54

Lampiran 2. Kontaktor NAIS FC-N Type........................................................ 55

Lampiran 3. OMRON Solid State Timer.......................................................... 60

Lampiran 4.OMRON General – Purpose Relay.............................................. 62

Lampiran 5. Gambar rangkaian Automatic Changeover System...................... 71

xi