1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Manusia di dunia ini dalam kehidupannya sehari-hari membutuhkan listrik, oleh

karena itu listrik merupakan salah satu kebutuhan masyarakat yang sangat penting dan

sebagai sumber daya ekonomis yang paling utama dibutuhkan dalam suatu kegiatan

usaha.

Seiring dengan perkembangan dan kemajuan teknologi, pembangunan teknologi

industry berkaitan erat dengan tenaga listrik yang merupakan salah faktor penting yang

sangat mendukung perkembangan pembangunan khususnya sektor industry.

Generator sinkron 3 phase merupakan hasil dari perkembangan ilmu pengetahuan

dan teknologi dalam usaha menciptakan pembangkit tenaga listrik berkapasitas besar.

Penggunaan generator sinkron 3 phase ini banyak kita jumpai di kapal-kapal,

generator yang biasa digunakan untuk menyupplay kebutuhan pelayanan listrik dikapal.

Kebutuhan dari penggunaan generator sinkron 3 phase sebagai berikut :

1. Listrik yang di hasilkan lebih mudah diubah dari AC menjadi DC

2. Tegangan yang dihasilkan dapat dinaikkan ataupun diturunkan sesuai

kebutuhan listrik pada beban.

3. Konstruksinya lebih sederhana dibandingkan generator DC

4. Efesiennya lebih baik dari pada generator DC.

LAPORAN TUGAS AKHIR

2

Untuk memenuhi kebutuhan listrik pada kapal, maka kapal tersebut juga

menggunakan generator cadangan yang menghemat waktu dan tenaga dari awak

kapal. Penggunaan generator cadangan ini dengan system otomatif untuk

mengoperasikan generator cadangan tersebut.

B. Pembatasan Masalah

Untuk memperjelas permasalahan yang dibahas dalam penyusun dan penulis

Tugas Akhir ini agar tidak meluas ke hal-hal yang lain maka pembatasan masalah dibatasi

pada hal-hal yang meliputi :

A. Generator, meliputi :

1. Prinsip kerja generator

2. Konstruksi generator

3. Pengaturan putaran

4. Pengaturan tegangan

5. AVR ( Automatic Voltage Regulator )

6. System pengaman generator

7. System pendingin generator

B. Mesin penggerak generator meliputi :

1. Pengertian mesin penggerak generator

2. Prinsip kerja mesin penggerak generator

3. Sistim pereduksi putaran

C. Rangkaian panel mcb pada generator, meliputi :

1. Komponen- komponen yang digunakan

LAPORAN TUGAS AKHIR

3

2. Prinsip kerja

3. Cara kerja dan gambar rangkaian

C. Tujuan Penulisan

Tujuan penyusun dan penulisan Tugas Akhir dengan judul PANEL MCB PADA

GENERATOR DI KAPAL TUG BOAT OSAM CIVET 08217726 adalah sebagai berikut

:

1. Tujuan Akademi.

Penulisan laporan tugas akhir ini bertujuan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan jenjang pendidikan Diploma III pada Akademi Teknik Perkapalan

Veteran Semarang.

2. Tujuan Ilmiah.

Dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini diharapkan Taruna-Taruni mampu

untuk menerapkan beberapa teori-teori dan praktek selama masa perkulihan tentang

listrik kapal khususnya.

3. Tujuan pembangunan.

Tujuan penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah menggunakan panel mcb pada

generator di kapal tug boat.

D. Kengunaan Penulisan

Penulisan laporan Tugas Akhir ini mempunyai beberapa kegunaan diantaranya

sebagai berikut :

1. Kegunaan Teoritis.

LAPORAN TUGAS AKHIR

4

Secara teoritis laporan tugas akhir ini sebagai sumber bacaan maupun bahan

refrensi tentang panel mcb pada generator.

2. Kegunaan Praktis.

Secara praktis diharapkan perancang biasa mencoba dan mempraktekkan teori-

toeri serta penjelasan yang ada dalam laporan tugas akhir ini, sehingga dapat

dibuktikan dan dirasakan manfaatnya dalam dunia perkapalan.

E. Metode Pengumpulan Data

Dalam Pembuatan Tugas Akhir ini kami menggunakan beberapa metode, Adapun

metode- metode tersebut adalah :

1. Metode Observasi (Pengamatan).

Yaitu metode yang digunakan dalam mengumpulkan data dengan cara

mengamati secara langsung dilapangan untuk mendapatkan data-data primer.

2. Metode Interview.

Yaitu metode pengumpula data dengan cara wawancara atau kalkulasi langsung

kepada dosen pembimbing dan pihak-pihak terkait yang berpengalaman dalam

bidangnya.

3. Metode Pustaka.

Yaitu metode yang digunakan untuk mendapatkan data yang jelas, penulis

menggunakan metode literatur sebagai penunjang dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

4. Metode Eksperimen

Yaitu pengumpulan data-data yang berdasarkan pada eksperimen atau percobaan

pada benda kerja.

LAPORAN TUGAS AKHIR

5

F. Sistematika Penulisan.

Dalam penyusun Tugas Akhir ini, penyusun memakai sistematika penulisan yang

di bagi dalam tiga bagian, yaitu :

1. Bagian awal

Terdiri dari :

Halaman judul

Halaman Persetujuan

Halaman Pengesahan

Halaman Moto dan Persembahan

Abstraksi

Kata Pengantar

Daftar Isi

Daftar Tabel

Daftar Gambar

2. Bagian Tengah Materi Pokok

Terdiri dari :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, penegasan judul, pembahasan

masalah, tujuan, metode penyusun, metode pelaksanaan.

BAB II LANDASAN TEORI

LAPORAN TUGAS AKHIR

6

Bab ini berisi tentang dasar teori dari peralatan / komponen yang digunakan

pada umumnya, toeri generator, pengertian dan prinsip kerja generator, pengatur

putaran, pengatur tegangan generator dan AVR (Automatic Voltage Regulator), sistem

pengaman generator, system pendingin generator dengan mesin penggerak generator,

prinsip kerja, system peredeksi putaran,

BAB III PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang rancangan rangkaian, cara kerja dari benda jadi

(rangkaian) baik secara blok atau perbagian maupun secara keseluruhan.

BAB IV PENUTUP

Bab ini terdiri dari kesimpulan dan saran

3. Bagian Akhir

Terdiri dari :

Daftar Pustaka

Lampiran – lampiran

Riwayat Hidup Penulis

LAPORAN TUGAS AKHIR

7

BAB II

LANDASAN TEORI

A. GENERATOR

Generator adalah Salah satu bagian besar dari sistem tenaga listrik adalah stasiun

pembangkit tenaga listrik. Stasiun pembangkit tenaga listrik tersebut dapat berupa

generator yang digerakkan dengan tenaga gas, tenaga air, tenaga diesel dan lain

sebagainya.

1. Prinsip Kerja Generator

Generator serempak (sinkron) adalah suatu penghasil tenaga listrik dengan

landasan hukum Faraday. Jika pada sekeliling penghantar terjadi perubahan medan

magnet, maka pada penghantar tersebut akan dibangkitkan suatu gaya gerak listrik

(GGL) yang sifatnya menentang perubahan meda tersebut. Untuk dapat terjadinya

gaya gerak listrik (GGL) tersebut diperlukan dua kategori masukan, yaitu:

a. Masukan tenaga mekanis yang akan dihasilkan oleh penggerak mula (prime

mover).

b. Arus masukan (If) yang berupa arus searah yang akan menghasilkan medan

magnet yang dapat diatur dengan mudah.

Generator arus bolak-balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi

tenaga listrik arus bolak-balik. Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga

LAPORAN TUGAS AKHIR

8

seabagai alternator, generator AC (alternating current), atau generator sinkron.

Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

1. Generator arus bolak-balik 1 fasa

2. Generator arus bolak-balik 3 fasa

1) Generator 1 phase

Generator yang dimana dalam system melilitannya hanya terdiri dari

satu kumpulan yang hanya dilukiskan dengan satu garis dan dalam hal ini tidak

di perhatikan banyaknya lilitan. Ujung kumparan atau phase yang satu

dijelaskan dengan huruf besar X dan ujung yang satu lagi dengan huruf U.

Gambar. 2.1

Konstruksi generator arus bolak- balik

2) generator 3 phase

Generator yang dimana dalam system melilitanyaterdiri dari tiga

kumpulan kumparan yang mana kumparan tersebut masing- masing dinamakan

LAPORAN TUGAS AKHIR

9

lilitan phase. Jadi pada statornya ada lilitan phase yang yang ke satu unjungnya

diberi tanda U- X. lilitan phase yang ke dua unjungnya diberi tanda dengan

huruf V- Y dan akhirnya unjung lilitan phase yang ke tiga diberi tanda dengan

huruf W – Z.

Apabila generator digunakan untuk melayani beban, pada kumparan

jangkar generator akan mengalir arus. Untuk generator 3 fasa, setiap belitan

jangkar akan memilki beda fasa sebesar 120°.

Gambar. 2.2

Kumparan 3 fasa

Besar kecepatan putaran generator dapat dihitung melalui persamaan berikut:

dimana:

n = kecepatan putaran (rpm)

LAPORAN TUGAS AKHIR

10

f = frekuensi (Hz)

p = jumlah kutub

Tegangan dan arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh generator umumnya

mempunyai frekuensi diantara 50 Hz – 60 Hz. Untuk menentukan jumlah pasang

kutub (p) atau kecepatan putar rpm (n), besarnya frekuensi harus sebanding dengan

jumlah kutub dan kecepatan putarannya. Di bawah ini akan dijelaskan secara

sederhana cara pembangkitan listrik dari sebuah generator.

Gambar 2.1a 2.1b.

Sistem Generator Sinkron 3 phase

Jika kumparan kutub diberi arus searah maka permukaan kutub akan timbul

medan magnet gaya-gaya fluks yang berputar, kecepatannya sama dengan kutub.

gaya-gaya fluks yang berputar tersebut akan memotong kumparan jangkar yang ada

LAPORAN TUGAS AKHIR

11

pada stator. Sehingga pada kumparan tersebut timbul (Elektro Magnetic Force) atau

EMF. dan (gaya gerak listrik) atau GGL tengangan induksi.

Telah diketahui bahwa dalam suatu penghantar atau kumparan dapat

dibangkitkan GGL bila pemghantar tersebut berada pada medan magnet yang

mempunyai kecepatan nominal terhadapnya. Dalam hal ini tidak penting apakah

penghantar yang bergerak dan medan magnet kedudukanya tetap didalam ruang, dan

medan magnet bergerak. Terlihatlah pada gambar 2,1a kumparan bekerja pada stator

dan gambar 2,1b kumparan medan bekerja pada rotor. jika ujung-ujung penghantar

dihubungkan ke beban maka timbullah arus beban didalam penghatar tersebut.

dimana:

If : Arus medan

U – S : Kutub generator

Sumbu Putar : Poros Generator

Φ : Fluks medan

Apabila rotor generator diputar pada kecepatan nominalnya, dimana putaran

tersebut diperoleh dari putaran penggerak mulanya (prime mover), kemudian pada

kumparan medan rotor diberikan arus medan sebesar If, maka garis-garis fluks yang

dihasilkan melalui kutub-kutub inti akan menghasilkan tegangan induksi pada

kumparan jangkar stator sebesar:

Ea = C. n. Ф

LAPORAN TUGAS AKHIR

12

dimana:

Ea : Tegangan induksi yang dibangkitkan pada jangkar generator

C : Konstanta

n : Kecepatan putar

Ф : Fluksi yang dihasilkan oleh arus penguat (arus medan)

Cacatan :

Dalam menentukan arah arus dan tegangan yang timbul pada penghantar setiap

detik seperti pada hukum tangan kanan ( fleming ) seperti terlihat pada gambar

dibawah ini :

Gambar 2,2

Hukum tangan kanan ( fleming )

Keterangan :

a. Ibu jari mengatakan arah gerak ( F ) atau perputaranpenghantar

LAPORAN TUGAS AKHIR

13

b. Jari telunjuk mengatakan arah medan magnet dari kutub utara dan selatan

( arah B kecepatan kutub )

c. Jari tengah mengatakan arah arus dan tegangan

d. Ketiga arah tersebut samping tegak lurus seperti contoh diatas

2. Konstruksi Generator

Pada dasarnya konstruksi dari generator sinkron adalah sama dengan konstruksi

motor sinkron, dan secara umum biasa disebut mesin sinkron. Ada dua struktur

kumparan pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja dari mesin tersebut, yaitu

kumparan yang mengalirkan penguatan DC (membangkitkan medan magnet biasa

disebut eksitasi) dan sebuah kumparan ( biasa disebut jangkar) tempat

dibangkitkannya GGL arus bolak-balik.

Menurut konstruksi generator sinkron tiga fasa mempunyai bagian- bagian yang

utama yaitu:

1) Bagian yang diam ( stator )

2) Bagian yang berputar ( rotor)

LAPORAN TUGAS AKHIR

14

Gambar. 2,3

Inti Stator

1. Bagian yang diam (Stator sinkron)

Stator sinkron pada generator merupakan gulungan kawat penghantar yang

disusun sedemikian rupa dan ditempatkan pada alur-alur inti besi. Pada penghantar

tersebut adalah tempat terbentuknya GGL induksi yang diakibatkan dari medan

magnit putar dari rotor yang memotong kumpakaran penghantar stator.

Kuparan yang ditempatkan pada alur-alur tersebut dibagi menjadi 3 (tiga) grup,

sehingga menjadi keluaran 3 phase dan biasanya disambung system bintang (Y).

Bagian (stator sinkron) terdiri dari beberapa bagian, yaitu:

a. Inti besi stator terdiri dari laminasi-laminasi plat besi yang satu dan lainnya

terisolasi dengan vernis atau kertas isolasi (implegnated paper). Tujuan dari

laminasi-laminasi tersebut adalah untuk mengurangi besarnya arus pusar (Eddy

Current), karena arus pusar ini dapat menimbulkan panas pada inti stator dan

akhirnya dapat merusak isolasi kumparan penghantar.

b. Belitan stator.

Bagian stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di

dalam slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan

untuk mendapatkan tegangan induksi.

LAPORAN TUGAS AKHIR

15

c. Alur stator.

Merupakan bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator

ditempatkan.

d. Rumah Stator

Terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari semua bagian-bagian

generator, kutub utama beserta belitannya, kutub-kutub pembantu beserta

belitannya dan bantalan-bantalan poros.

2. Bagian yang bergerak (Rotor)

Rotor adalah bagian generator yang bergerak atau berputar. Antara rotor

dan stator dipisahkan oleh celah udara (air gap). Rotor terdiri dari dua bagian

umum, yaitu:

a. Inti kutub

b. Kumparan medan

Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki fungsi

sebagai jalan atau jalur fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan medan.

Pada kumparan medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian penghantar

sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada bagian

ini harus benar-benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya akan

suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar.

Konstruksi rotor untuk generator yang memiliki nilai putaran relatif tinggi

LAPORAN TUGAS AKHIR

16

Gambar 2.4

Kontruksi rotor kutub silindris

Untuk putaran generator yang relatif rendah atau sedang (kurang dari 1000

rpm), dipakai konstruksi rotor dengan kutub menonjol atau ”salient pole” dengan

jumlah kutub kutub yang relatif banyak.

LAPORAN TUGAS AKHIR

17

Gambar 2.5

Konstruksi generator kutub menonjol

Apabila suatu sistem pembangkit terganggu, maka seluruh sistem tenaga

listrik akan terhenti pengoperasiannya.

Penyebab gangguan pada sistem generator terdiri atas tiga bagian yaitu:

1. Gangguan dari luar generator, yaitu gangguan dalam sistem yang dihubungkan

generator.

2. Gangguan di dalam generator.

3. Gangguan pada mesin penggerak generator.

Dari ketiga jenis gangguan di atas, bila salah satu generator yang bekerja

secara paralel mengalami gangguan, kemungkinan besar generator yang sedang

beroperasi tidak sanggup lagi untuk memikul beban keseluruhannya. Oleh sebab itu

diperlukan perhitungan besarnya beban yang harus diputuskan secara tiba-tiba agar

dapat diperoleh kestabilan sistem. Dalam hal ini, pemutusan beban diusahakan

berlangsung secara otomatis dan dengan waktu yang relatif singkat.

3. Sistem Eksitas

Penguatan medan atau disebut eksitasi adalah pemberian arus listrik untuk

membuat kutub magnet pada generator. Dengan mengatur besar kecil arus listrik

tersebut, kita dapat mengatur besar tegangan out put generator atau dapat juga

mengatur besar daya reaktif yang diinginkan pada generator yang sedang parallel

dengan system jaringan besar (infinite bus)

LAPORAN TUGAS AKHIR

18

Ada beberapa jenis sistem yaitu :

a. Sistem Eksitasi Statis

b. Sistem Eksitasi Dinamik

a) System Eksitasi Statistik adalah system eksitasi generator tersebut disuplai dari

eksiter yang bukan mesin bergerak, yaitu dari system penyearah yang

sumbernya disuplai dari output generator itu sendiri atau sumber lain dengan

melalui transformator. Secara prinsip dapat digambarkan sebagai berikut.

Suplai daya listrik untuk eksitasi mengambil dari output generator

melalui excitation transformer, kemudian disearahkan melalui power rectifier

dan disalurkan ke rotor generator untuk eksitasi atau penguat medan dengan

melalui sikat arang.

Untuk pengaturan besaran tegangan output generator diatur melalui DC

regulator dan AC regulator sehingga besaranya arus eksitasidapat diatur sesuai

kebutuhan. Kemudian apabila generator tersebut pada waktu start awal belum

mengeluarkan tegangan, maka untuk suplai arus eksitasi biasanya diambil dari

baterai.

b) Sistem Eksitasi dinamik adalah system eksiatasi yang sumber supalai arus

eksitasi diambil dari mesin yang bergerak, dan mesin yang bergerak tersebut

disebut Eksiter. Biasanya eksiter tersebut sebagai tenaga penggeraknya

dipasang satu poros dengan generator.

Seperti kita ketahui bahwa untuk arus eksitasi adalah arus seearah,

maka sebagai eksitasinya adalah mesin arus searah generator DC atau dapat

LAPORAN TUGAS AKHIR

19

juga dengan mesin arus bolak – balik generator AC kemudian disearahkan

dengan rectifier.

Sistem eksitasi dengan menggunakan eksitasi generator D untuk

menyalurkan arus eksitasi generator utama dengan media sikat arang dan slip

ring serta output arus searah dari generator eksiter melalui sikat arang.

4. Cara memperalel Generator

Bila suatu generator mendapatkan pembebanan yang melebihi dari

kapasitanya. Maka dapat mengakibatkan generator tersebut tidak bekerja atau

bahkan akan mengalami kerusakan. Untuk mengatasinya kebutuhan listrik atau

beban yang terus meningkat tersebut, Biasa diatasi dengan menjalakan generator

lain yang kemudian dioperasikan secara paralel dengan generator yang telah

bekerja sebelumnya, pada satu jaringan listrik yang sama. keuntungan dari

menggabungkan 2 generator atau lebih dalam suatu jaringan listrik adalah bila

salah satu generator tiba- tiba mengalami gangguan.maka generator tersebut dapat

dihentikan serta beban dialihkan pada generator lain, sehingga pemutus listrik

secara total biasa dihindari.

1. Syarat- syarat yang harus dipenuhi untuk memperalel dua buah generator atau

lebih ialah:

a. Polaritas dari generator harus sama dan tidak bertentangan setiap saat terhadap

satu sama lain.

b. Nilai efektif tegangan harus sama.

c. Tegangan Generator yang diparalelkan mempunyai bentuk gelombang yang

sama.

LAPORAN TUGAS AKHIR

20

d. Frekuensi kedua generator atau frekuensi generator dengan jala-jala harus

sama.

e. Urutan phase dari kedua generator harus sama.

5. Slip ring atau cincin geser

Dimana slip ring tersebut Terbuat dari kuningan atau tembaga, dipasang

pada as dengan memakai bahan isolasi, Slip ring berputar bersama-sama dengan

poros dan rotor. Jumlah Slip ring ada 2 buah yang masing- masing adalah sikat

positif dan negatif, digunakan untuk mengalirkan penguat lilitan magnet pada

rotor.

Gambar. 2,5

Slip ring atau cincin geser

6. System penguat

LAPORAN TUGAS AKHIR

21

Generator sinkron tiga phasa dengan penguat sendiri yaitu mengambil

tegangan AC dari sebagian lilitan stator yang diserahkan dengan rangkaian

penyearah elektronik.

Pada umumnya kutub magnet generator sinkron dibedakan atas :

1. Salient pole.

Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol.kontruksi ini dipakai

untuk putaran rendah dengan jumlah kutub yang banyak.

2. Non salient pole.

Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol. Kontruksi ini

dipakai untuk putaran tinggi dengan jumlah kutub sedikit ± 2/3 dari

seluruh permukaan rotor dibuat alur –alur tempat lilitan penguat, dan 1/3

bagian merupakan bagian yang berfungsi sebagai inti kutub.

Gambar 2,6

Mesin sinkron kecil dengan salient pole

LAPORAN TUGAS AKHIR

22

a. stator c. tutup tempat bantalan

b. rotor d. slip ring (cincin geser)

3. Pengaturan Putaran

Putaran adalah salah satu faktor yang penting yang memberi pengaruh besar

terhadap tegangan yang timbul oleh arus bolak-balik (alternating current). Frekuensi

listrik yang dihasilkan oleh generator sinkron harus sebanding dengan kecepatan putar

generator tersebut. Dalam hal ini, rotor sebagai bagian yang bergerak terdiri atas

rangkaian rangkaian elektromagnet dengan arus searah (DC) sebagai sumber arusnya.

Medan magnet rotor akan bergerak sesuai dengan arah putaran rotor. Untuk menjaga

putaran tetap konstan, maka pada penggerak mula (prime mover) dilengkapi governor.

Governor itu sendiri adalah suatu alat yang berfungsi mengatur putaran tetap konstan

pada keadaan yang bervariasi.

4. Pengaturan Tegangan

Tegangan generator sinkron dalam keadaan berbeban akan lebih rendah

nilainya daripada tegangan generator sinkron dalam keadaan tanpa beban. Nilai relatif,

yaitu nilai selisih antara tegangan dalam keadaan berbeban penuh dengan keadaan

tanpa beban biasanya disebut dengan regulasi tegangan atau voltage regulation (VR).

dimana:

LAPORAN TUGAS AKHIR

23

VR = regulasi tegangan (voltage regulation)

VNL = tegangan tanpa beban (no load voltage)

VFL = tegangan beban penuh (full load voltage)

Generator-generator sekarang dirancang dan dibuat untuk tegangan yang

bervariasi akibat dari adanya variasi arus jangkar atau variasi beban yang

menimbulkan turunnya tegangan (voltage drop) pada kumparan jangkar yang

bervariasi pula. Jatuhnya tegangan impedansi tersebut tergantung kepada besar arus

dan faktor daya beban. Dengan pengaturan arus eksitasi, tegangan dapat diatur sesuai

dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan, arus eksitasi dapat ditambah dan

berlaku juga sebaliknya.

Yang dimaksud dengan eksitasi atau biasa disebut sistem penguatan adalah

suatu perangkat yang memberikan arus penguat (If) kepada kumparan medan

generator arus bolak-balik (alternating current) yang dijalankan dengan cara

membangkitkan medan magnetnya dengan bantuan arus searah.

Sistem penguatan dapat digolongkan berdasarakan cara penyediaan tenaganya,

yaitu:

1. Sistem penguatan sendiri.

2. Sistem penguatan terpisah.

Untuk generator berkapasitas besar umumnya digunakan sistem penguatan

sendiri. Sistem penguatan ini digunakan pada generator tanpa sikat (brushless

LAPORAN TUGAS AKHIR

24

alternator). Generator tanpa sikat ini mempunyai exiter yang kumparan jangkarnya

pada rotor dan kumparan medannya pada stator. Arus penguatan didapat dari induksi

magnet sisa (remanensi) pada stator generator utama yang diberikan oleh stator

generator penguat. Arus tersebut diatur terlebih dahulu oleh AVR (automatic voltage

regulator) yang merupakan alat pengatur tegangan yang bekerja secara otomatis.

5. AVR (Automatic Voltage Regulator)

AVR ini adalah alat yang digunakan untuk mengatur tegangan keluar pada

generator dan menjaga tegangan agar tetap stabil. Jatuh tegangan pada sumber

tegangan akibat satu phase terhubung ke tanah besarnya 40 % jika tegangan ini sangat

besar keluarannya maka AVR akan bekerja secara efektif.

AVR dalam hal ini melakukan pengaturan tegangan. Arus yang dihasilkan oleh

rotor generator penguat akan disearahkan dengan menggunakan dioda putar (rotating

diode) yang ikut berputar dengan kedua rotor generator yang berputar. Sistem

penguatan sendiri dipasang pada ujung poros generator utamanya.

Sebagai salah satu contoh sistem eksitasi penguatan sendiri yang dipakai

adalah sistem eksitasi penguatan sendiri dengan menggunakan magnet permanen

(permanent magnet generator excited-AVR controlled generators). Dalam hal ini,

generator magnet permanen (PMG) berperan memberikan suplai untuk sistem eksitasi

melalui AVR dimana AVR berperan sebagai alat untuk mengontrol tingkat eksitasi

yang disediakan untuk medan exiternya. AVR akan memberikan respon terhadap

sinyal tegangan yang dirasakannya melalui transformator berisolasi (isolating

LAPORAN TUGAS AKHIR

25

transformer) dari kumparan stator utama. Dengan mengendalikan suplai yang rendah

dari medan eksitasinya, control untuk suplai yang tinggi yang diperlukan pada medan

exiter dapat terpenuhi melalui keluaran penyearah dari stator eksitasi. Sistem ini

menghasilkan sumber eksitasi yang konstan dan mampu menyediakan start motor

yang tinggi dan juga memiliki kekebalan terhadap gangguan berbentuk gelombang

(waveform distortion) pada keluaran stator utama yang dapat terjadi karena adannya

beban yang non linear.

AVR akan merasakan tegangan dua fasa rata-rata mendekati regulasi tegangan

yang diinginkan. AVR ini juga mampu mendeteksi perubahan kecepatan mesin dan

dapat mengatasi tegangan turun sebagai akibat turunnya kecepatan putaran mesin

dibawah frekuensi yang telah ditentukan sehingga dapat menghindari eksitasi berlebih

pada saat kecepatan mesin rendah dan memperhalus dampak dari perubahan beban

(load switching) untuk menghindari kerusakan mesin. Sistem ini juga menyediakan

proteksi untuk eksitasi berlebih yang bekerja dengan waktu tunda tertentu ketika

terjadi lonjakan tegangan medan eksitasi

Bila ada respon dari tegangan lebih besar 1,5 maka daya batas stabilitas

peralihan tidak dapat dinaikkan karena ada gejala kejenuhan waktu bervariasi

tegangan lama. AVR hampir tiak dapat mempengaruhi stabilitas dengan keadaan

namun stabilitas tetap naik bila respon tagangan naik

Jenis AVR menurut cara kerjanya :

a. Jenis kontiyu ( Continous Duty )

LAPORAN TUGAS AKHIR

26

Digunakan untuk mengatur tegangan dalam batas variasi yang kecil tetapi

tidak untuk harga tertentu, jenis ini banyak diterapkan pada generator buatan

tahun- tahun akhir.

b. Jenis terputus ( Intermitten Duty )

Digunakan untuk mengatur tegangan pada harga tertentu dalam bats toleransi

tertentu pula.

Jenis AVR yang lain :

a. Jenis tanpa kontak

Dapat bekerja kontiyu tanpa menggunakan kontak mekanis atau dilakukan

dengan mengatur magnetic amplifier.

b. Jenis vabriasi.

Menggunakan kontaktor untuk mengatur tegangan yang konstan dengan

menghubngkan atau memutuskan ON – OFF seluruh atau sebagian yang

berhubungan dengan rangkaian medan dan tahanan.

c. Jenis Menggunakan tahanan langsung

Pada jenis kontak tahanan yang dipasang pada rangkaian medan magnet dari

tegangan atau bias disebut eksiter dengan diatur sinyal control.

d. Jenis Tidak menggunakan tahanan langsung

Pada tahanan yang sejenis ini dipasang pada rangkaian medan diatur dengan

motor tegangan.

LAPORAN TUGAS AKHIR

27

6. Sistem Pengaman Generator

Fungsi pengaman dari generator adalah untuk menjaga kelangsungan operasional

dari generator tersebut. Ada beberapa macam pengaman pada generator yaitu :

a) Pengaman terhadap arus lebih (Over Current)

b) Pengaman terhadap tegangan jatuh (Under Voltage)

c) Pengaman terhadap tegangan balik.

d) Pengaman terhadap kumparan

a. Pengaman terhadap arus lebih (Over Current)

Arus lebih dari belitan stator dapat menyebabkan kenaikan temperature

dan dapat berakibat menerun kekuatan isolasi belitan stator.

Pengaman terhadap arus lebih terutama dimasukan untuk melindungi

belitan stator terhadap temperature lebih yang disebabkan oleh gangguan yang

berlangsung lama pada system. Pengaman ini juga berfungsi sebagai

pengaman cadangan, jika relay diferensial gagal melakukan tugasnya.

Biasanya pengaman arus lebih diatur untuk bekerja antara 120 sampai 130%

dari arus nominal dengan penundaan waktu 5 sampai 10 detik. Relay harus

bekerja melepas CB dan kadang – kadang sekaligus melepas penguatan medan

Pengaman arus lebih dengan dilengkapi relay tegangan bekerja bila

terjadi hubung singkat pada system jala-jala yang dekat dengan generator,

dimana hubung singkat yang terjadi dapat menyebabkan kenaikan arus dan

sekaligus penurunan tegangan.

LAPORAN TUGAS AKHIR

28

Arus kerja dipilih 1,3 sampai 1,4 kali arus nominalnya sedangkan

tegangan kerja dipilih antara 0,6 sampai 0,75 tegangan nominal. Penundaan

waktu dimaksudkan bila hubung singkat terjadi segera hilang, pelepasan CB

( circuit breaker ) yang tidak perlu terjadi. Kadang dipasang pula pengaman

terhadap beban lebih, dimana arus dapat mencapai 20% sampai 25% diatas

arus minimal.

b. Pengaman terhadap tengangan jatuh (Under Voltage)

Tengangan rendah (Under Voltage) dapat terjadi karena penggerak

mulai turun,atau dapat juga disebabkan kegagalan pada rangkaian

eksistansinya, yang kita ketahui bahwa suatu mesin diesel akan turun

efesiensinya bila putarannya terlalu rendah, mengenai putaran motor diesel

yang telah dikontrol oleh governor, oleh karena itu perlu diperhatikan adanya

tengangan turun yang disebabkan oleh kegagalan eksistasi.

Kegagalan eksistansi disebabkan oleh :

a) Hubungan sikat pada belitan medan

b) Kegagalan supplay dari system untuk medan eksistansi

c) Kontak-kontak yang ada pada sikat kurang baik

d) AVR (Automatic Voltage Regulator) tidak berfunsi

c. Pengaman terhadap tegangan balik

Fungsinya dari pengaman ini adalah untuk menghindari terjadinya tegangan

balik Hal ini dapat disebabkan kurang sempurnanya sistem AVR, biasa juga

disebabkan karena daya yang dibangkitkan oleh penggerak mulai berkurang

karena adanya gannguan pada motor diesel, sehingga menyebabkan daya yang

LAPORAN TUGAS AKHIR

29

dihasilkan berkurang dan putaranya mulai turun perlahan-lahan, maka ada

aliran daya aktif yang masuk dari system jala-jala ke generator, sehingga

generator menjadi motor sinkron. Hal ini dapat menimbulkan ledakan dari

bahan bakar yang belum terbakar sempurna didalam motor diesel.

Tenaga balik terjadi bila generator bekerja sebagai motor maka aka

nada daya aktif yang masuk ke jala-jala sedangkan daya induktif tetap

dihasilkan oleh generator karena kekuatan tetap. Perlu diingat bahwa daya aktif

( KW ) yang keluar dari generator besarnya diatur oleh penggerak mula,

sedangkan daya reaktif ( KVA ) besarnya dikontrol oleh medan eksitasinya.

Untuk menghindari terjadinya tenaga balik maka dipakai sebuah pengaman

yang disebut revers power relay yang merupakan relay daya. Ada penyearah

yang menggunakan peralatan semi konduktor yang bekerja memakai seperti

dioda, tahanan, kondensor.

d. Pengaman kumparan stator

Kemungkinan gangguan yang timbul dalam belitan stator disebabkan

bocor atau ada kerusakan isolasi penghantar dalam belitan – belitan stator

sehingga dapat menimbulkan gangguan antara penghantar dengan Inti besi,

gangguan antara penghantar dapat terjadi antara belitan dalam yang berlainan.

Gangguan antara penghantar dengan Inti besi dapat menyebabkan gengguan ke

tanah. Kerusakan yang terjadi pada isolasi dapat disebabkan tegangan lebih

atau temperature lebih.

Pengaman kumparan stator dibagi menjadi :

a) Pengaman difrensial

LAPORAN TUGAS AKHIR

30

b) Pengaman terhadap gangguan ketanah dalam stator

c) Pengaman terhadap temperature lebih pada stator

7. Sistem pendingin generator

Pada saat generator berputar atau bekerja maka akan timbul proses yang

dihasilkan oleh komponen yang digesekan dan kumparan dialiri arus listrik. Hal ini

dibiarkan tanpa berusaha mencengah, maka panas yang ditimbulkan akan

membahayakan dari kondisi kerja pada generator itu sendiri. Bahwa generator

memerlukan system pendingin untuk menjaga kestabilan system kerja generator

tersebut.

Adapun system pendingin pada generator yang ada dikapal yaitu system

pendingin menggunakan aliran udara terbuka tanpa kompresi sehingga udara luar akan

masuk ke generator melalui lubang yang terdapat pada tutup pengaman generator.

Setelah menyerap panas dari generator udara akan keluar melalui lubang generator

tersebut. Agar sirkulasi udara keluar dengan luas maka pintu dari generator harus

selalu tebuka.

B. MESIN PENGGERAK GENRATOR

1. Pengertian mesin penggerak generator

LAPORAN TUGAS AKHIR

31

Mesin penggerak generator adalah termasuk mesin dengan pembakaran dalam

atau disebut dengan motor bakar (internal combustion engine), ditinjau dari cara

memperoleh energi termalnya (energi panas). Untuk membangkitkan energi listrik,

sebuah mesin diesel dihubungkan dengan generator dalam satu poros atau poros dari

mesin diesel dikopel dengan poros generator dimana mesin diesel bertindak

sebagai prime mover atau penggerak mula untuk memutar rotor generator.

Keuntungan pemakaian mesin diesel sebagai penggerak mula:

a. Desain dan instalasi relatif sederhana

b. Peralatan bantu (Auxilary equipment) relatif sederhana

c. Waktu pembebanan relatif singkat

Kerugian pemakaian mesin diesel sebagai Penggerak mula:

a. Mesin sangat berat karena harus dapat menahan getaran serta kompresi yang

tinggi

b. Starting awal berat, karena kompresinya tinggi yaitu sekitar 300 bar (30 Mpa,

4.400 psi)

c. Semakin besar daya maka mesin diesel tersebut dimensinya makin besar pula,

hal tersebut menyebabkan kesulitan jika daya mesinnya sangat besar

d. Konsumsi bahan bakar menggunakan bahan bakar minyak fosil yang relatif

lebih mahal dibandingkan dengan pembangkit listrik yang menggunakan bahan

bakar jenis lainnya, seperti gas dan batubara.

LAPORAN TUGAS AKHIR

32

2. Prinsip kerja mesin penggerak generator

generator harus dihubungkan dengan mesin penggerak yang dapat berupa

motor bakar, turbin air, turbin uap, kincir angin, dsb. Agar pembangkit listrik memiliki

kinerja dan efisiensi maksimal, perlu didesain sedemikian rupa sehingga mesin

penggerak maupun generator bekerja pada kecepatan putar ideal ( peak speed )

masing-masing. Untuk mencapai keadaan ideal tersebut, diperlukan jenis penghubung

yang sesuai dengan perbandingan kecepatan antara shaft mesin penggerak dan shaft

generator, adapun perbandingan kecepatan putar tersebut ada 3 alasan yaitu :

a) Kecepatan putar mesin penggerak sama dengan generator

b) Kecepatan putar mesin penggerak lebih rendah dari pada generator

c) Kecepatan putar mesin penggerak lebih tinggi dari pada generator

a. Kecepatan putar mesin penggerak sama dengan kecepatan putar generator.

agar dapat digunakan sambungan langsung dimana poros mesin penggerak

tersambung langsung ( coaxis ) dengan poros generator yang lazim

digunakan pada genset motor bensin portable.

b. Kecepatan putar mesin penggerak lebih rendah dari pada kecepatan putar

generator. Untuk ini, diperlukan sistim multiplikasi putaran sebagai

penghubung. Jika perbedaan kecepatan putar tersebut tidak terlalu jauh

( lebih dari 1 : 3 ), dapat digunakan sistim multiplikasi tunggal yang cukup

sederhana. Adapun sistim multiplikasi tersebut dapat berupa sistim pulley-

belt yang terdiri dari sebuah pulley besar pada shaft mesin penggerak dan

sebuah pulley kecil pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah belt.

LAPORAN TUGAS AKHIR

33

Alternatif kedua, dapat berupa sistim gear-rantai yang terdiri dari sebuah

gear ( sproket ) besar pada shaft mesin penggerak dan sebuah gear ( sproket )

kecil pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah rantai.

c. Kecepatan putar mesin penggerak lebih tinggi dari pada kecepatan putar

generator. Untuk keadaan ini, diperlukan sistim pereduksi putaran sebagai

penghubung. Jika perbedaan kecepatan putar tersebut tidak terlalu jauh

( kurang dari 3 : 1 ), dapat digunakan sistim pereduksi tunggal yang cukup

sederhana. Adapun sistim pereduksi tersebut dapat berupa sistim pulley-belt

yang terdiri dari sebuah pulley kecil pada shaft mesin penggerak dan sebuah

pulley besar pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah belt.

Alternatif kedua, dapat berupa sistim gear-rantai yang terdiri dari sebuah

gear ( sproket ) kecil pada shaft mesin penggerak dan sebuah gear ( sproket )

besar pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah rantai. Alternatif

ketiga, dapat berupa sistim gear to gear yang terdiri dari sebuah gear kecil

pada shaft mesin penggerak dan sebuah gear besar pada shaft generator yang

saling bersinggungan.

a. b.

LAPORAN TUGAS AKHIR

34

Gambar .2,a5 2,b5

Gear box type helical dan type worm

Jika perbedaan kecepatan putar tersebut cukup jauh ( lebih dari 3 : 1 ),

perlu digunakan sistim pereduksi bertingkat yang cukup rumit. Untuk

keperluan itu, dapat digunakan gear box baik yang type HELICAL maupun

type WORM sebagai salah satu alternatif yang banyak dipakai. Alternatif lain,

dapat juga digunakan sistim pulley-belt bertingkat atau sistim gear-rantai

bertingkat. Adapun banyaknya tingkat, tergantung dari Total Reduction Ratio (

TRR ) yang diperlukan. Pada sebagian besar pembangkit listrik, kecepatan

putar mesin penggerak tidak sama dengan kecepatan putar generator.

Oleh karena itu, salah satu hal yang harus dilakukan dalam perencanaan

sistim pembangkit listrik adalah menjembatani perbedaan kecepatan putar

( rpm ) ideal antara shaft generator dengan shaft turbin. perlu dibuat desain

suatu sistim pereduksi atau sistim multiplikasi yang berfungsi mentranformasi

kecepatan putar ideal shaft turbin menjadi kecepatan ideal shaft generator

tanpa banyak kehilangan daya. Secara prinsip, sistim pereduksi atau sistim

multiplikasi adalah semua sistim mekanik mulai dari pulley atau gear yang

terpasang pada shaft turbin, kemudian gear box ( jika ada ), sampai dengan

pulley atau gear yang terpasang pada generator.

LAPORAN TUGAS AKHIR

35

Jadi bukan hanya gear box saja yang merupakan bagian dari sistim

pereduksi atau sistim multiplikasi putaran. Demikian juga sebaliknya, sistim

pereduksi atau sistim multiplikasi putaran tidak selalu berupa gearbox.

Adapun perbedaan antara sistim pereduksi dan sistim multiplikasi adalah pada

transformasi kecepatan yang dihasilkannya.

3. Sistem preduksi putaran

Yaitu dapat diterapkan pada jenis pembangkit listrik dikapal yang memerlukan

system pereduksi secara umum. Untuk dapat menentukan jenis pereduksi perlu

diketahui teknis dari mesin penggerak generator antar lain:

a) Kecepatan putar mesin penggerak

b) Kecepatan putar generator

c) Daya yang dihasilkan mesin penggerak

d) Daya yang dihasilkan generator

a. Kecepatan putar mesin penggerak ( rpm ) yang memberikan efisiensi

konversi tertingi ( peak speed ) untuk memperoleh daya output yang lebih

besar namun sedikit efesiensi.

b. Kecepatan putar generator ( rpm ) yang direkomendasikan oleh pabrik.

Kecepatan putar generator musti mengikuti standar dengan toleransi sekitar 2-5

% Jika terlalu tinggi atau terlalu rendah melewati batas toleransinya, maka

kualitas listrik yang dihasilkan akan berkualitas rendah ( tegangan dan

frekuensinya tidak sesuai ).

LAPORAN TUGAS AKHIR

36

c. Daya yang dihasilkan mesin penggerak adalah Watt atau HP pada kecepatan

kerja yang ditetapkan pada bagian diatas

d. Daya yang dihasilkan generator adalah Watt atau HP pada kecepatan kerja

yang direkomendasikan.

a. b.

Gambar. 2, a6 2, b6

Sistim pereduksi sederhana dan 2 tingkat

Jika tidak bisa diperoleh yang betul-betul sama, maka bisa digunakan TRR

aktual sedikit di atas TRR ideal dengan toleransi maksimal 5 %. Adapun pemilihan

jenis sistim pereduksi yang akan digunakan, perlu mempertimbangan besar kecilnya

TRR dengan pedoman sebagai berikut :

LAPORAN TUGAS AKHIR

37

1. bila TRR kurang dari 3, dapat digunakan sistim pereduksi sederhana ( lihat gambar

). Adapun sistim pereduksi tersebut dapat berupa sistim pulley-belt yang terdiri

dari sebuah pulley kecil pada shaft mesin penggerak dan sebuah pulley besar pada

shaft generator yang dihubungkan oleh belt. Alternatif kedua, dapat berupa sistim

gear-rantai yang terdiri dari sebuah gear ( sproket ) kecil pada shaft mesin

penggerak dan sebuah gear ( sproket ) besar pada shaft generator yang

dihubungkan oleh rantai.

2. Bila TRR lebih dari dari 3, perlu digunakan sistim pereduksi bertingkat yang lebih

rumit. Untuk keperluan itu, dapat digunakan sistim pereduksi bertingkat baik

sistim pulley-belt maupun sistim gear-rantai. Adapun banyaknya tingkat,

tergantung dari TRR yang diperlukan.

C. MCB ( Main Circuit Breaker )

MCB pada generator ini bekerja apabila generator utama mengalami trouble atau

ada kerusakan maupun sedang dalam perbaikan sehingga akan dapat mengoperasikan

generator cadangan sehingga dapat beroperasi menggantikan generator utama dan

memenuhi kebutuhan listrik Tujuanya agar generator tersebut beroperasi dengan baik,

generator dapat dikontrol setiap saat keluaran (out put) pengeluaranya. Sedangkan panel

mcb adalah sebagai tempat distribusi keluaran (out put) generator yang kemudian

disalurkan ke beban.

Keluaran (out put) generator yang harus selalu dikontrol adalah :

a. Arus yang dihasilkan oleh generator tersebut (Amper m)

b. Besarnya tegangan listrik maksimum yang dihasilkan (Volt m)

LAPORAN TUGAS AKHIR

38

c. Daya keluaran (out put) yang dihasilkan generator (Watt m)

d. Besarnya factor kerjanya yang dihasilkan (Cos Ø m)

Panel utama berisi tentang rangkaian- rangkaian yang berfungsi sebagai

pembagi sumber listrik dikapal dan mempunyai kegunaan untuk tempat mengontrol

semua rangkaian listrik yang ada dikapal.

Rangkaian- rangkaian pada MCB harus diberi pelindung untuk keamanan dan

kenyamanan pekerja. Bahan dari pelindung MCB terbuat dari plat besi yang dilapisi

cat untuk menghindari terjadinya korosi dan hubung sikat. Dalam pemasangan

rangkaian instalasi harus rapi dan jelas untuk memper mudah perbaikan apabila pada

peralatan tersebut terjadi kerusakan.

Pemasangan body MCB secara umum mengutamakan efesiensi tempat dan

juga ketentuan- ketentuan lain dengan memperhatikan factor keamanan dan

kenyamanan pekerja. Antara lain:

a. MCB dipasang sedemikian rupa sehingga telihat rapi, teratur serta mudah dan

aman sewaktu MCB operasional.

b. Setiap komponen MCB memerlukan tempat yang dapat melayani dengan

mudah tanpa alat bantu.

c. MCB ditempatkan pada tempat yang jelas terlihat, mudah dicapai dan juga

dilengkapi dengan alat penerangan yang cukup.

1. MCB ( Maen Circuit Breaker )

MCB yang adalah mengamankan rangkaian dari arus lebih atau hubung

singkat. MCB dilengkapi dengan pengaman thermis yang berupa logam bimetal

LAPORAN TUGAS AKHIR

39

sebagai pengaman gangguan arus beban lebih dan pengaman elektro magnetic sebagai

pengaman hubung singkat.

Ada beberapa kriteria yang harus dipenuhi oleh sebuah MCB yaitu :

a. Harus mampu menutup dan mampu melakukan arus beban penuh untuk waktu

lama

b. Dibawah kondisi tertentu yaitu jika terjadi gangguan. Kontak membuka secara

otomatis untuk memutuskan beban dengan rangkaian listrik.

c. Tepat dan baik memutuskan arus yang mengalir bila terjadi hubung singkat

disistem.

Gambar 3.1

Main Circuit Breaker

Fungsi MCB:

a. Mengamankan penghantar (kabel) dari arus beban lebih dan arus hubung singkat.

b. Melewatkan arus tanpa pemanasan lebih.

c. Membuka dan menutup sebuah sirkit di bawah arus pengenal

LAPORAN TUGAS AKHIR

40

d. Pengaman terhadap kerusakan (gagal) isolator.

D. Kontaktor Magnet

Kontaktor Magnetis adalah suatu peralatan listrik yang berfungsi sebagai saklar

atau penghubung rangkaian yang bekerja berdasarkan daya electromagnetic yang

dihasilkan oleh belitan magnet.

Dalam pemilihan kontaktor yang perlu diperhatikan adalah:

a. Tegangan nominal koil.

Dalam pengoperasian kotaktor, koil harus dicatu dengan suatu sumber

tegangan, jika tegangan yang diberikan lebih besar, akan mengurangi usia kontaktor

bahkan biasa membakar koil tersebut. Tetapi jika tegangan terlalu kecil, tekanan

kontak akan melemah atau bahkan tidak bekerja. memberi toleransi catu daya untuk

kontaktor adalah 85-100% dari tegangan nominal komponen tersebut.

Dan untuk menggerakkan koil magnetnya kita harus terlebih dahulu mengetahui

beberapa voltage (tegangan) yang dibutuhkan koil kontaktor. Koil, koil kontaktor

biasanya diberi tanda yaitu A1 dan A2.

b. Jumlah kontak sesuai yang dibutuhkan baik NO atau NC.

c. Kemampuan arus yang biasa dilewati.

Kontaktor dipilih berdasarkan arus nominal yang akan dilewati kebeban. Agar

didapatkan kerja yang baik dipilih sama dengan atau satu tingkat diatas arus nominal

yang akan dilewatkan.

LAPORAN TUGAS AKHIR

41

Gambar 3.2

simbol kontaktor

Gambar 3.3

Kontaktor magnet

Kontak-kontak pada kontaktor meliputi dua macam kontak, yaitu:

a. Kontak utama (main contact)

LAPORAN TUGAS AKHIR

42

Kontak utama merupakan kontak terbuka (NO) yang banyaknya tiga buah.

Fungsi dari ketiga kontak tersebut adalah untuk menghubungkan jaringan

sumber dengan beban.

b. Kontak bantu (auxiliary contact)

Kontak bantu ini digunakan untuk merangkai rangkaian control, kontak bantu

ini mempunyai dua jenis, yaitu:

1. Kontak normal terbuka (normally open)

Pada saat kumparan magnet tidak dialiri arus listrik, maka kontak NO ini

dalam keadaan terbuka dan bila kumparan mendapat arus listrik maka

kumparan magnet akan menghasilkan medan elektromagnetik yang

menyebabkan kontak-kontak kontaktor tertarik sehingga kontak NO ini

akan menutup.

Gambar 3.4

Kontak normally open

2. Kontak normally tetutup (normally close)

LAPORAN TUGAS AKHIR

43

Pada saat kumparan magnet belum dialiri arus listrik maka kontak NC

dalam keadaaan tertutup, bila kumparan magnet dialiri arus listrik maka

akan timbul medan magnet yang akan menarik kontak-kontak kontaktor

sehingga kontak NC akan terbuka.

Gambar 3.5

Kontak normally close

E. Voltmeter

Voltmeter adalah suatu alat ukur yang diukur yang digunakan untuk mengetahui

besarnya tegangan listrik yang keluar dari generator ataupun dari suplai listrik darat.

LAPORAN TUGAS AKHIR

44

Voltmeter mempunyai kumparan yang lilitannya lebih banyak sehungga mempunyai

impendensi yang besar serta pemasangannya paralel dengan rangkaian.

Gambar 3. 6

Bentuk volt meter model € 350 dengan measured limit 500 V

Cara kerja alat ukur voltmeter adalah jika kumparan tegangan dialiri arus maka

akan terjadi induksi magnet,sehingga akan menarik besi putar diantara kedua ujung

kumparan tersebut sehingga besi putar akan bergerak menyimpang. Pada sumbu besi putar

dipasang jarum penunjuk, maka lintasan arus yang memasuki kumparan akan

menyebabkan jarum penunjuk bergerak menyimpangan, tergantung dari arus yang

mengalir pada kumparan tersebut.

F. Over load

Over load berfungsi sebagai pemutus rangkaian saat terjadi beban lebih yang

disebabkan oleh arus yang mengalir dalam mengalir menjadi besar sehingga melebihi arus

nominal yang telah ditentukan.

LAPORAN TUGAS AKHIR

45

Cara kerja Over load dipasang (dijemper) pada kontaktor dan titik hubungnya

(lidah) dijemper dengan titik hubung pada kontaktor. Untuk mengamankanya rangkaian

(beban) kita dapat menyetting arus (setting ampere) dan menentukan beberapa ampere

yang diperlukan oleh beban, apabila arus yang mengalir lebih dari arus yang kita tentukan

maka rangkaian akan terputus secara otomatis

Gambar 3.8

over load

G. Ampermeter

Ampermeter adalah suatu alat ukur untuk mengetahui besarnya kuat arus listrik

yang di gunakan pada semua peralatan listrik kapal pada saat bekerja.

LAPORAN TUGAS AKHIR

46

Gambar 3.9

Bentuk ampermeter model € 350 dengan measured limit 500 A

Cara kerja dari ampermeter adalah jika kumparan arus pada ampermeter dialiriarus

listrik maka akan terjadi induksi magnet, sehingga akan mematuk besi putar yang ada diporos

(sumbu) kedua ujung kumparan tersebut sehingga sehingga besi putar akan berputar. Karena

pada sumbu putar dipasang jarum penunjuk maka lintasan arus yang memasuki kumparan

akan menyebabkan jarum penunjuk akan menyimpang dan besarnya penyimpangan yang

dihasilkan akan menjadi lebih besar jika arus yang dihasilkan medan magnet bertambah.

Ampermeter dipasang seri dengan rangkaian.

H. Frequensimeter

Frequensimeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya

frequensi yang dikeluarkan oleh generator ataupun dari suplay listrik darat.

Frequensimeter dipasang parallel dengan rangkaian.

LAPORAN TUGAS AKHIR

47

Gambar 4. 0

Bentuk frequensimeter model € 352 dengan measured limit 55

I. Saklar

Saklar adalah suatu alat untuk menghubungkan dan memutuskan suatu rangkaian

listrik dalam keadaan berbeban atau tidak berbeban. Saklar dan pemisah harus dipasang

sedemikian rupa sehingga bagian yang bergerak tidak bertegangan dalam keadaan saklar

terbuka dan tidak menutup sendiri oleh gaya berat bagian bergerak tersebut. Saklar dalam

keadaan terbuka harus mempunyai resistansi sangat tinggi sehingga tidak ada arus yang

mengalir ke beban. Pada posisi tertutup saklar mempunyai resistansi tang sangat kecil

sehingga dapat mengalirkan arus ke beban. Dengan demikian maka pemilihan saklar

sangat diperlukan untuk menciptakan keadaan suatu system rangkaian. Beberapa factor

pertimbangan untuk memilih sakral handal, yaitu:

a. Keuatan mekanis

b. Jenis saklar

c. Tegangan maksimum

d. Arus maksimum

e. Resistansi pada saat terbuka

f. Resistansi pada saat tertutup

Macam- macam saklar, antara lain:

1. Saklar pilih

LAPORAN TUGAS AKHIR

48

Saklar pilih (selector Switch) terdiri dari sebuah poros yang berputar dan satu atau

lebih dari piringan. Posisi saklar dibuat dengan membuat knop. Saklar ini

umumnya dilengkapi alat penahan pada saat kedudukannya.

2. Saklar tekan (push buttom)

push buttom atau tombol tekan adalah alat untuk memutuskan dan

menghubungkan rangkaian listrik dalam keadaan berbeban atau tidak berbeban

dengan menekan tombolnya. Tombol tekan terdiri dari dua jenis keadaan mula,

yaitu normally open (NO) pada posisi normal kontak dalam keadaan terbuka dan

kontak normally close (NC) pada posisi normal kontak dalam keadaan tertutup.

Konstruksi Push buttom dapat dilihat pada gambar.

a b

Gambar 4.1a 4.1b

a. Push buttom

b. Lambangnya

Tombol tekan beroperasi sewaktu ditekan dan akan kembali kedalam keadaan semula

bila penekanan dilepas. Adapun kode warna dari tombol tekan dapat dilihat dalam

tabel berikut

LAPORAN TUGAS AKHIR

49

Tabel 2.1 kode warna tombol tekan

Warna Arti Penggunaan

Merah Stop/off -Mematikan bagian mesin

Hijau Star/on- - Mengenergikan rangkaian kontrol untuk

- menstart bagian kontrol

J. Penghantar

Penghantar berfungsi sebagai untuk menyalurkan energi listrik dari satu titik ke

titik yang lain dalam suatu rangkaian listrik. Penghantar digunakan dalam resistansi listrik

berupa kawat berisolasi.

K. Penentuan Setelan Kuat Hantar Arus (KHA)

Penentuan penghantar pada rangkaian daya dapat dihitung dengan rumus setelan

KHA = 1,25 x In

Keterangan :

- KHA : Kuat Hantar Arus (A)

- 1,25 : konstanta

- In : Arus nominal (A)

Faktor- faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan penghantar, adalah:

a. Kemampuan hantar arus (KHA)

LAPORAN TUGAS AKHIR

50

b. Kemapuan mekanis

c. Kualitas bahan penghantar

d. Tegangan nominal.

Agar tidak berakibat fatal, penggunaan warna harus sesuai dengan ketentuan

dibawah ini:

Table. 2.2 warna penghantar dan fungsinya dalam pemakaian

Warna penghantar Pemakaian

Merah Penghantar L1/ fasa R

Kuning Penghantar L2/ fasa S

Hitam Penghantar L3/ fasa T

Biru Penghantar Netral

Hijau - kuning Penghantar pentanahan

BAB III

PEMBAHASAN

A. Perancangan Alat

Panel MCB Pada Generator dikapal Tug Boat Osam Civet 08217726 dilengkapi

peralatan pengontrol generator dan pengontrol arus dari darat (shore conection) dimana

peralatan ini akan bekerja secara otomatis sewaktu generator operasional atau sewaktu

sumber listrik dari darat dihubungkan. Kedua jenis ini tidak bekerja secara bersamaan

akan tetapi shore conection ini digunakan apabila kapal sedang sandar dipelabuhan,

LAPORAN TUGAS AKHIR

51

Apabila generator utama mengalami trouble atau kerusakaan maupun sedang dalam

perbaikan, sehingga akan dapat mengoperasikan generator cadangan sehingga generator

utama dan dapat memenuhi kebutuhan listrik dikapal, hal ini digunakan untuk menghemat

bahan bakar.

Berdasarkan sasaran yang telah ditetapkan diatas, maka secara umum dapat dibuat

diagram blok sebagai berikut:

Gambar 3.1

LAPORAN TUGAS AKHIR

G G G

MCB MCB MCB

P. KONTROL P. KONTROLP. KONTROL

DISTRIBUSISHORE

CONNECTION BEBAN

52

Diagram panel MCB pada generator dikapal tug boat

B.Panel generator

Suatu alat untuk memutus dan menyambungkan arus dari generator ke distribusi atau beban.

Dengan menggunakan alat main circuit breaker dan sistem control. Di dalam Panel generator

berisi:

1. kontaktor

Prinsip kerja dari kontaktor magnet adalah berdasarkan elektromagnetik,yaitu apabila ada arus

yang mengalir dalam koil,maka akan timbul kemagnetan.

Didalam kontaktor magnet,ada dua macam kontak yaitu:

a. kontak NC (Normaly Close)

kontak NC yaitu apabila dalam keadaan normal,kontak tersebut akan membuka bila di

dalam koil kontaktor dialiri listrik.

b. kontak NO (Normaly Open)

kontak NO yaitu apabila dalam keadaan normal,kontak tersebut akan menutup bila di

dalam koil kontaktor dialiri listrik.

2.over load

Dalam suatu rangkain control selain kontaktor,over load sangat diperlukan. Over load

berfungsi sebagai pengaman dan juga pemutus arus apabila terjadi suatu beban lebih. Untuk

over load kontak –kontaknya ada dua yaitu kontak normali open (NO) dan kontak normali

close (NC),tetapi dalam kontak over load simbul dari kontak normali open (NO) biasa

LAPORAN TUGAS AKHIR

53

ditunjukan dalam angka (95 ke 97dan 98) tetapi jika kontak normali close (NC) biasa

ditunjukan dalam angka (95 ke 96).

3.push bottom

Tombol push bottom atau tombol tekan merupakan saklar manual yang digunakan untuk

menjalankan dan memastikan rangkaian pada saat digunakan. Tombol ini setelah ditekan,

kemudian dilepas, maka kedudukannya seperti semula. Pemasangan tombol ini biasanya

diparalel dengan kontak – kontak NC pada kontaktor magnet.

4.lampu indicator

Lampu indicator ini bertujuan untuk memberi tanda atau petunjuk dimana ada tidaknya aliran

arus listrik. Sebagai tanda bahwa ada sesuatu yang bekerja atau beroperasi seperti halnya

motor listrik sedang bekerja.

5.ampermeter

Ampermeter adalah suatu alat ukur untuk mengetahui besarnya kuat arus listrik yang di

gunakan pada semua peralatan listrik kapal pada saat bekerja.

6.volt meter

Voltmeter adalah suatu alat ukur yang diukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya

tegangan listrik yang keluar dari generator ataupun dari suplai listrik darat.

7.frekuensi meter

LAPORAN TUGAS AKHIR

54

Frequensimeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya frequensi yang

dikeluarkan oleh generator ataupun dari suplay listrik darat. Frequensimeter dipasang parallel

dengan rangkaian.

C.MCB (main circuit breaker)

MCB adalah pengaman rangkaian dari arus lebih atau hubung singkat. MCB dilengkapi

dengan pengaman thermis yang berupa logam bimetal sebagai pengaman gangguan arus

beban lebih dan pengaman elektro magnetic sebagai pengaman hubung singkat.

D.rangkain control

Sebagian besar rangkain control yang ada menggunakan sumber listrik satu fasa. Fungsi dari

rangkain control adalah untuk mengontrol atau mengatur sumber tegangan tiga fasa dari

generator ke distribusi atau beban, pada rangkain control ini hanya terdapat kontak – kontak

kontaktor magnet dan tombol tekan atau push bottom, baik tombol stop maupun tombol start.

Adanya hubungan ke coil kontaktor yang mana coil tersebut pada kontak yang satu

dihubungkan dengan fasa yang berbeda dan kontak lain dari coil kontaktor magnet atau yang

satu dapat dihubungkan dengan netral (ground), apabila menggunakan empat kawat.

.cara kerja

1.menjalankan generator

LAPORAN TUGAS AKHIR

55

Pertama mnghidupkan generator 1 dan generator 2, setelah generator hidup sumber tegangan

tiga fasa akan di setabilkan oleh AVR .AVR adalah alat penstabil tegangan dari

generator,apabila putaran rpm generator tidak stabil sumber tegangan keluaran tetep sama

setelah di stabilkan AVR, kemudian masuk ke MCB (main circuit breaker).

2.menghidupkan MCB

Apabila sumber tiga fasa dari generator akan masuk ke rangkain control ,sedangkan MCB

masih dalam keadaan stop,maka rangkain yang ada di belakangnya tidak dialiri sumber

tegangan, setelah MCB di on- kan, maka sumber tegangan masuk ke rangkain control

sehingga lampu fasa R, lampu fasa S dan lampu fasa T menyala.

3.

LAPORAN TUGAS AKHIR