1.Pendahuluan
Realisasi kontroller saklar (relay) pada pengaturan temperatur ruangan maupun pada pengaturan panas setrika otomatis didasarkan pada anggapan bahwa kepresisian temperatur bukanlah menjadi prioritas utama. Hasil temperatur yang diinginkan biasanya berkisar pada harga tertentu. Hal ini disebabkan bahwa perubahan temperatur yang berosilasi pada lingkup tertentu tidak dapat dirasakan oleh penghuni rumah atau pemakai setrika otomatis.
1. Kontroler tak linear 'saklar'
Dengan didasarkan terhadap sinyal keluaran, Controller dapat dikategorikan ke dalam dua jenis Controller yaitu Controller linear dan Controller tak linear. Kontroller linear menunjukkan prilaku yang mampu menghasilkan sinyal terus-menerus secara kontinu dalam selang kerjanya. Sebaliknya Controller tak linear hanya mampu mengeluarkan sinyal pada beberapa kondisi. Kontrolller saklar, misalnya, hanya mampu menghasilkan dua kondisi keluaran, yaitu kondisi tertutup (on) dan terbuka (off).
Perubahan keadaan keluaran saklar sangat dipengaruhi oleh keadaan sinyal masukan. Secara ideal Controller ini tertutup jika masukan dikenai sebuah tegangan positif dan akan terbuka kalau tidak ada tegangan masukan. Pada kenyataannya saklar ini tidak dapat langsung menutup disaat tegangan masukannya berharga positif. Namun dibutuhkan beberapa level tegangan positif masukan, baru saklar tersebut akan betul-betul tertutup. Demikian pula dengan kondisi terbukanya, diperlukan sedikit tegangan negatif sebelum saklar betul-betul terbuka. Kedua level tegangan inilah yang dinamakan sebagai lebar histeresis Controller saklar.
Kontroller saklar kebanyakan digunakan pada plan yang berprilaku lamban. Plan berprilaku lamban memiliki arti bahwa reaksi perubahan keluaran plan sangat lambat ketika terjadi perubahan pada masukannya. Pada pengaturan temperatur ruang, misalnya, begitu diinginkan perubahan temperatur ruang pada harga tertentu, aktuator akan menyemburkan udara panas ke ruang sekitamya. Udara panas yang mengalir itu tentunya membutuhkan waktu dalam orde menit sampai jam untuk memenuhi ruangan tersebut. Waktu inilah yang menentukan prilaku lamban atau tidaknya sebuah plan.
Sebuah sistem pengaturan dengan Controller saklar tidak akan pemah mencapai keadaan mantap. Keluarannya senantiasa berosilasi pada nilai yang diinginkan. Karena kepresisian keluaran bukanlah tujuan utama pada berbagai aplikasi Controller saklar, maka kriteria kebaikan Controller ini adalah lebar amplitude osilasi (fluktuasi) keluaran dan frekuensi keseringan tertutup dan terbukanya saklar.
2. Karakteristik Pemanas dan Ruangan
Sejak tahun 1992, laboratorium sistem pengaturan Universitas Brawijaya memperoleh sumbangan peralatan dari Jerman dalam rangka program N555. Salah satu sumbangan modulnya adalah prototipe sistem pengaturan temperatur ruangan. Komponen yang diatur untuk modul ini terdiri dari kipas angin, pemanas yang diletakkan pada sebuah ruangan sempit. Pemanas diletakkan tepat disebelah kipas angin. Sensor temperatur yang bertujuan untuk mengukur temperatur ruang terletak tepat di sebelah kanan pemanas. Kipas angin yang diletakkan pada lorong muka bertu . uan untuk menyedot udara dari luar. Pada ujung kanan ruangan ditempatkan penyekat yang dapat diatur posisi kemiringannya. Dengan mengatur sudut kemiringan penyekat tersebut aliran panas yang keluar dapat diperbesar maupun diperkecil.
Untuk memperoleh harga temperatur kamar, kipas angin diputar maksimal dengan pemanas dimatikan Berdasarkan pengukuran tegangan pada sensor temperatur diperoleh harga, bahwa temperatur kamar berkisar antara 30'C sampai 33'C (tegangan sensor berkisar antara 3 s/d 3,3 Volt - I Volt mewakili IO' C).
3. Kompensasi Umpan Balik Kontroller 'Saklar'
Untuk mengatasi kelemahan kontroller saklar adalah dengan menyisipkan kompensasi umpan balik pada kontroller saklar. Masukan kompensator dihubungkan dengan keluaran kontroller, dan keluarannya dikurangkan dengan masukan kesalahan antara setting temperatur dengan temperatur yang terukur. Kompensator ini bekerja sesuai dengan yang diinginkan jika konstanta waktunya jauh lebih kecil dibandingkan dengan konstata waktu komponen yang diatur (pemanas dan ruangan).
Struktur umpan balik ini menyerupai bentuk struktur sebuah sistem pengaturan sebagaimana pada pengaturan yang dijelaskan pada bagian sebelumnya. Dibandingkan dengan pengatur tak linear pada komponen temperatur di atas, struktur ini memiliki perbedaan pada ada dan tidaknya elemen tunda didalamnya. Dengan menggunakan analisis secara matematik menunjukkan bahwa kontroller yang terkompensasi semacam ini memiliki karakteristik seperti pada pengatur linear PD (Proporsional dan derivatif). Sehingga pengubahan prilaku sistem dengan struktur ini sepenuhnya dapat dilakukan dengan menguba ubah parameter kompensatornya, tidak usah lagi mengubah letak sensor, luas ruangan dan letak pemanasnya.
4. Kesimpulan
Penggunaan pengatur tak linear secara murni pada sebuah komponen yang diatur dari temperatur ruangan mempunyai beberapa kelemahan, yaitu lebar fluktuasi besaran keluaran terlalu besar dan frekuensi terbuka dan tertutupnya saklar tidak dapat diubah dengan mengubah lebar histeresis kontroller saklar. Parameter parameter komponen ruangan dan pemanas sangat mempengaruhi prilaku sistem secara keseluruhan. Lebar fluktuasi besaran keluaran (temperatur ruangan) juga sangat terpengaruh oleh nilai besaran masukannya.
6. Daftar Pustaka
1. Doyle, J . C ., Francis, B . A. und Tannenbaum, A. R. : Feedback control theory, Macmillan publishing company, 1992.
2. Follinger, O.: Regelungstechnik, Huthig, 1991.
3. Kuhlenkamp, A: Regelkreis und Regelstrecke, Deutsche Verlags Anstalt, 1965.
4. Leonhard, W: Einfuhrung in die regelungstechnik, Vieweg, 1987.
5. Leonhard, W.: Regelung in der elektrischen Energieversorgung, Teubner Studienbucher, 1980.
6. Maciejowski, J. M.: Multivariable feedback design, Addison wesley Publishing Company,1989.
7. Nagrath, I J and Gopal, M: Control Systems Engineering, Second edition, Wiley Eastern Limited, 1982.
8. Pestel, Eduard and Kollmann, Eckhard: Grundlagen der Regelungstechnik, Friedr. Vieweg & Sohn, 1961.
9. Reuter, Manfred: Regelungstechnik fur Ingenieure, Friedr. Vieweg & Sohn, 1981.
10. Shahian, B. and Hassul, M.: control system using Matlab, Prentice Hall, 1993.
Tampilkan postingan dengan label aris nur faizin (41407110032). Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label aris nur faizin (41407110032). Tampilkan semua postingan
Jumat, 04 Desember 2009
SISTEM PENGATURAN AC OTOMATIS
Penggunaan hardware pengatur AC otomatis dengan sensor penghitung orang ini bertujuan agar dapat
mengontrol temperature, submode fan, on/off berdasarkan banyaknya individu yang dideteksi sensor penghitung
orang. Apabila jumlah individu yang dideteksi kosong dalam ruangan maka AC otomatis akan mati. Dengan
adanya pengatur temperatur AC otomatis ini maka diharapkan dapat mengurangi biaya pemakaian daya listrik
yang tidak efisien.
Dari hasil pengujian, sistem ini dapat bekerja dengan baik apabila diberi input sensor dengan range 0 sampai
255, dan pada temperatur 16 derajat sampai 30 derajat. Error terjadi apabila ada input data yang tidak sesuai
dengan procedure data AC yang di- cloning dan terdapat dua atau tiga orang yang masuk atau keluar secara
bersamaan
Perencanaan Hardware dan Software:
perancangan hardware dan software, yaitu
program untuk hardware yang menggunakan
bahasa assembly. Pada penelitian ini dibuat
dengan tujuan untuk mendapatkan besar
perubahan besaran suhu atau temperatur ruangan
sesuai dengan input yang didapatkan dari
pendeteksian dari sensor penghitung orang yang
dipasang diantara pintu masuk.
Gambar 1. Blok Diagram Pengatur AC Otomatis
Dari gambaran blok diagram tersebut di atas,
maka pada perancangan hardware pengatur
temperatur AC otomatis input sensor penghitung
orang di sini, terbagi menjadi beberapa bagian
lagi yaitu:
• Mikrokontroler Atmel AT89C2051
• LCD
• Serial EEPROM AT24C02
• Key pad button
• Rangkaian transmiter untuk remote
• Rangkaian power supply
• Rangkaian sensor penghitung orang
Perancangan Program:
Pada bagian perancangan program untuk tugas
akhir, yaitu dalam hal ini menggunakan bahasa
pemprograman bahasa assembly, untuk diisikan
ke dalam mikrokontroler. Program berisi rutin-
rutin untuk inisialisasi pada mikrokontroler, yang
nantinya digunakan dalam pengaturan proses
input dan output data, serta dalam proses
pensettingan data memori. Program akan bekerja
pada saat kondisi hardware dalam keadaan
standby atau dalam keadaan mendapatkan input
berupa orang yang melewati sensor motion yang
telah dipasang, yang dimaksud dengan dalam
keadaan stand by adalah kondisi dimana AC off
atau AC dalam Keadaan mati jadi menunggu
adanya input untuk mengaktifkan AC yang
dikontrol dengan rangkaian tersebut atau dengan
kata lain ruangan laboratorium dalam keadaan
kosong tidak terdapat orang. Sedangkan yang
dimaksud dengan dalam keadaan mendapat
input, ialah pada saat ketika rangkaian pengatur
temperatur AC menunggu mendapatkan sinyal,
kemudian mendapatkan sinyal berupa input yang
didapatkan dari pendeteksian oleh sensor motion
yang telah dipasang, sehingga secara otomatis
akan
mengaktifkan
pengontrol
untuk
memberikan intruksi kepada AC agar hidup
dengan data settingg yang ada. Tetapi apabila
dalam keadaan tertentu orang yang masuk
berikutnya ingin mensetting perubahan data yang
diinginkan maka akan menjalankan instruksi
setting.
Kesimpulan
1. Proses pengambilan data remote pada AC
yang akan dikontrol fungsinya dapat dilaku-
kan dengan menggunakan dengan membaca
besar pulsa yang dihasilkan oleh tiap tombol
pada remote yang akan di kontrol.
2. Sinyal yang dihasilkan atau dikeluarkan oleh
remote mempunyai beberapa kondisi, yaitu
kondisi start sinyal (sebesar ±3,5ms), kondisi
idle atau ‘o’ (sebesar ±1ms), kondisi sinyal
carrier (sebesar ±2,5ms).
3. Sensor penghitung orang yang dipasang untuk
mendeteksi jumlah orang yang masuk dan
yang keluar harus dipasang secara sejajar,
agar tidak terjadi error dalam pengenalan
oleh sensor penghitung orang.
4. Tingkat keberhasilan dari kerja rangkaian
pengatur temperatur AC ini, dapat dilihat dari
perbandingan data yang dikeluarkan antara
remote AC yang dikontrol dengan rangkaian
pengatur AC otomatis yang telah dibuat.
5. Kelemahan dari hardware ini terletak pada
sensor penghitung orang, dimana pada sensor
penghitung orang tersebut hanya dapat
mendeteksi orang yang lewat secara satu
persatu, sehingga kalau seandainya ada dua
orang yang lewat secara bersamaan maka
sensor penghitung orang mengenali hanya
satu orang yang melewati sensor penghitung
orang tersebut.
mengontrol temperature, submode fan, on/off berdasarkan banyaknya individu yang dideteksi sensor penghitung
orang. Apabila jumlah individu yang dideteksi kosong dalam ruangan maka AC otomatis akan mati. Dengan
adanya pengatur temperatur AC otomatis ini maka diharapkan dapat mengurangi biaya pemakaian daya listrik
yang tidak efisien.
Dari hasil pengujian, sistem ini dapat bekerja dengan baik apabila diberi input sensor dengan range 0 sampai
255, dan pada temperatur 16 derajat sampai 30 derajat. Error terjadi apabila ada input data yang tidak sesuai
dengan procedure data AC yang di- cloning dan terdapat dua atau tiga orang yang masuk atau keluar secara
bersamaan
Perencanaan Hardware dan Software:
perancangan hardware dan software, yaitu
program untuk hardware yang menggunakan
bahasa assembly. Pada penelitian ini dibuat
dengan tujuan untuk mendapatkan besar
perubahan besaran suhu atau temperatur ruangan
sesuai dengan input yang didapatkan dari
pendeteksian dari sensor penghitung orang yang
dipasang diantara pintu masuk.
Gambar 1. Blok Diagram Pengatur AC Otomatis
Dari gambaran blok diagram tersebut di atas,
maka pada perancangan hardware pengatur
temperatur AC otomatis input sensor penghitung
orang di sini, terbagi menjadi beberapa bagian
lagi yaitu:
• Mikrokontroler Atmel AT89C2051
• LCD
• Serial EEPROM AT24C02
• Key pad button
• Rangkaian transmiter untuk remote
• Rangkaian power supply
• Rangkaian sensor penghitung orang
Perancangan Program:
Pada bagian perancangan program untuk tugas
akhir, yaitu dalam hal ini menggunakan bahasa
pemprograman bahasa assembly, untuk diisikan
ke dalam mikrokontroler. Program berisi rutin-
rutin untuk inisialisasi pada mikrokontroler, yang
nantinya digunakan dalam pengaturan proses
input dan output data, serta dalam proses
pensettingan data memori. Program akan bekerja
pada saat kondisi hardware dalam keadaan
standby atau dalam keadaan mendapatkan input
berupa orang yang melewati sensor motion yang
telah dipasang, yang dimaksud dengan dalam
keadaan stand by adalah kondisi dimana AC off
atau AC dalam Keadaan mati jadi menunggu
adanya input untuk mengaktifkan AC yang
dikontrol dengan rangkaian tersebut atau dengan
kata lain ruangan laboratorium dalam keadaan
kosong tidak terdapat orang. Sedangkan yang
dimaksud dengan dalam keadaan mendapat
input, ialah pada saat ketika rangkaian pengatur
temperatur AC menunggu mendapatkan sinyal,
kemudian mendapatkan sinyal berupa input yang
didapatkan dari pendeteksian oleh sensor motion
yang telah dipasang, sehingga secara otomatis
akan
mengaktifkan
pengontrol
untuk
memberikan intruksi kepada AC agar hidup
dengan data settingg yang ada. Tetapi apabila
dalam keadaan tertentu orang yang masuk
berikutnya ingin mensetting perubahan data yang
diinginkan maka akan menjalankan instruksi
setting.
Kesimpulan
1. Proses pengambilan data remote pada AC
yang akan dikontrol fungsinya dapat dilaku-
kan dengan menggunakan dengan membaca
besar pulsa yang dihasilkan oleh tiap tombol
pada remote yang akan di kontrol.
2. Sinyal yang dihasilkan atau dikeluarkan oleh
remote mempunyai beberapa kondisi, yaitu
kondisi start sinyal (sebesar ±3,5ms), kondisi
idle atau ‘o’ (sebesar ±1ms), kondisi sinyal
carrier (sebesar ±2,5ms).
3. Sensor penghitung orang yang dipasang untuk
mendeteksi jumlah orang yang masuk dan
yang keluar harus dipasang secara sejajar,
agar tidak terjadi error dalam pengenalan
oleh sensor penghitung orang.
4. Tingkat keberhasilan dari kerja rangkaian
pengatur temperatur AC ini, dapat dilihat dari
perbandingan data yang dikeluarkan antara
remote AC yang dikontrol dengan rangkaian
pengatur AC otomatis yang telah dibuat.
5. Kelemahan dari hardware ini terletak pada
sensor penghitung orang, dimana pada sensor
penghitung orang tersebut hanya dapat
mendeteksi orang yang lewat secara satu
persatu, sehingga kalau seandainya ada dua
orang yang lewat secara bersamaan maka
sensor penghitung orang mengenali hanya
satu orang yang melewati sensor penghitung
orang tersebut.
Kamis, 05 November 2009
Peningkatan Kinerja Lampu TL (Fluorescent) pada Catu Daya dengan Regulasi Tegangan Buruk
Abstrak
Lampu TL dapat menyala dengan baik apabila dicatu (dipasang) pada sumber tegangan yang sesuai dengan rating
tegangan lampu TL tersebut, misal 220 volt, 50 Hz. Daerah Pedesaan (di Indonesia) pada umumnya sumber tegangan
(listrik) memiliki regulasi tegangan yang buruk. Buruknya regulasi tegangan pedesaan mengakibatkan lampu TL sulit
bahkan tidak dapat menyala. Lampu TL sebagai sumber penerangan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan lampu
pijar. Kehadiran trafo ballast pada lampu TL adalah merugikan. Trafo ballast berfungsi hanya pada saat start, setelah lampu
TL menyala kehadiran trafo ballast mengakibatkan faktor daya menjadi rendah dan trafo ballast sendiri menyerap daya
aktif. Menghilangkan ballast elektromagnetik dan menggantikan dengan proses switching pada lampu TL menghasilkan
perbaikan faktor daya sekaligus lampu TL dapat menyala pada catu daya dengan regulasi tegangan yang sangat buruk.
Frekuensi switching yang tinggi menghasilkan ukuran induktor yang kecil. Induktor dipergunakan pada proses switching
untuk menghasilkan tegangan transient yang cukup untuk menyalakan lampu TL. Frekuensi Switching 800 Hz pada lampu
TL sebagai penganti trafo ballast menghasilkan faktor daya 0,86 leading. Jika lampu TL mempergunakan trafo ballast
maka faktor daya lampu TL tersebut 0,4 lagging. Lampu TL yang mempergunakan trafo ballast tidak dapat menyala pada
kondisi tegangan 160 volt tetapi switching dengan frekuensi lebih besar dari 800 Hz menghasilkan lampu TL dapat
menyala dengan sempurna pada kondisi tegangan 160 volt.
Pendahuluan
Lampu pijar sebagai sumber penerangan bagi
pemukiman ataupun komersial, akhir-akhir ini telah
banyak digantikan oleh Lampu TL (fluorescent
Lamp). Penggunaan lampu TL sebagai sumber penerangan
karena memiliki cahaya yang lembut (tidak
sakit dimata), cahaya lebih terang dan umur lebih
panjang daripada lampu pijar.
Lampu TL dapat menyala dengan baik apabila dicatu
(dipasang) pada sumber tegangan yang sesuai
Catatan: Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1 Desember
2005. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan pada Jurnal Teknik Elektro
volume 6, nomor 1, Maret 2006.
dengan rating tegangan lampu TL tersebut, misal 220
volt, 50 Hz. Daerah Pedesaan (di Indonesia) pada
umumnya sumber tegangan (listrik) memiliki regulasi
tegangan yang buruk. Buruknya regulasi tegangan
didaerah pedesaan mengakibatkan lampu TL sulit
bahkan tidak dapat menyala. Disebabkan karena
buruknya regulasi tegangan didaerah pedesaan
mengakibatkan penggunaan lampu pijar lebih umum
dibandingkan lampu TL.
Lampu TL biasanya dilengkapi dengan trafo ballast
(ballast transformer) dan starter yang fungsinya
untuk membatasi aliran arus dan menyediakan
tegangan transien yang sesuai untuk penyalaan
katoda [Liang dkk, 2001]. Trafo ballast dilihat dari
cara kerjanya ada dua jenis yaitu ballast elektroJurnal
magnetik dan ballast elektronik. Ballast elektromagnetik
bekerja atas dasar induksi elektromagnetik
dengan frekuensi sama dengan frekuensi sumber.
Ballast elektronik bekerja dengan prinsip resonant
inverter yang dilakukan dengan proses switching
pada frekwensi tinggi. Tegangan transien dari
resonant inverter tergantung pada komponen bejana
resonansi (L dan C) sehingga tegangan transien dapat
menjadi lebih besar dari tegangan sumber.
Sebagian besar daerah pedesaan di Indonesia tidak
dapat menggunakan lampu TL karena tegangan
listrik di desa pada umumnya sangat buruk. Melihat
fenomena ini maka diperlukan suatu penelitian agar
lampu TL dapat menyala dengan baik pada daerah
yang tegangannya buruk.
Supriono, I Nyoman Wahyu Satiawan
Staff Pengajar Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Unram
Jl. Majapahit No. 62, Mataram–NTB 83125
Email: supriono.rio@lycos.com
Lampu TL dapat menyala dengan baik apabila dicatu (dipasang) pada sumber tegangan yang sesuai dengan rating
tegangan lampu TL tersebut, misal 220 volt, 50 Hz. Daerah Pedesaan (di Indonesia) pada umumnya sumber tegangan
(listrik) memiliki regulasi tegangan yang buruk. Buruknya regulasi tegangan pedesaan mengakibatkan lampu TL sulit
bahkan tidak dapat menyala. Lampu TL sebagai sumber penerangan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan lampu
pijar. Kehadiran trafo ballast pada lampu TL adalah merugikan. Trafo ballast berfungsi hanya pada saat start, setelah lampu
TL menyala kehadiran trafo ballast mengakibatkan faktor daya menjadi rendah dan trafo ballast sendiri menyerap daya
aktif. Menghilangkan ballast elektromagnetik dan menggantikan dengan proses switching pada lampu TL menghasilkan
perbaikan faktor daya sekaligus lampu TL dapat menyala pada catu daya dengan regulasi tegangan yang sangat buruk.
Frekuensi switching yang tinggi menghasilkan ukuran induktor yang kecil. Induktor dipergunakan pada proses switching
untuk menghasilkan tegangan transient yang cukup untuk menyalakan lampu TL. Frekuensi Switching 800 Hz pada lampu
TL sebagai penganti trafo ballast menghasilkan faktor daya 0,86 leading. Jika lampu TL mempergunakan trafo ballast
maka faktor daya lampu TL tersebut 0,4 lagging. Lampu TL yang mempergunakan trafo ballast tidak dapat menyala pada
kondisi tegangan 160 volt tetapi switching dengan frekuensi lebih besar dari 800 Hz menghasilkan lampu TL dapat
menyala dengan sempurna pada kondisi tegangan 160 volt.
Pendahuluan
Lampu pijar sebagai sumber penerangan bagi
pemukiman ataupun komersial, akhir-akhir ini telah
banyak digantikan oleh Lampu TL (fluorescent
Lamp). Penggunaan lampu TL sebagai sumber penerangan
karena memiliki cahaya yang lembut (tidak
sakit dimata), cahaya lebih terang dan umur lebih
panjang daripada lampu pijar.
Lampu TL dapat menyala dengan baik apabila dicatu
(dipasang) pada sumber tegangan yang sesuai
Catatan: Diskusi untuk makalah ini diterima sebelum tanggal 1 Desember
2005. Diskusi yang layak muat akan diterbitkan pada Jurnal Teknik Elektro
volume 6, nomor 1, Maret 2006.
dengan rating tegangan lampu TL tersebut, misal 220
volt, 50 Hz. Daerah Pedesaan (di Indonesia) pada
umumnya sumber tegangan (listrik) memiliki regulasi
tegangan yang buruk. Buruknya regulasi tegangan
didaerah pedesaan mengakibatkan lampu TL sulit
bahkan tidak dapat menyala. Disebabkan karena
buruknya regulasi tegangan didaerah pedesaan
mengakibatkan penggunaan lampu pijar lebih umum
dibandingkan lampu TL.
Lampu TL biasanya dilengkapi dengan trafo ballast
(ballast transformer) dan starter yang fungsinya
untuk membatasi aliran arus dan menyediakan
tegangan transien yang sesuai untuk penyalaan
katoda [Liang dkk, 2001]. Trafo ballast dilihat dari
cara kerjanya ada dua jenis yaitu ballast elektroJurnal
magnetik dan ballast elektronik. Ballast elektromagnetik
bekerja atas dasar induksi elektromagnetik
dengan frekuensi sama dengan frekuensi sumber.
Ballast elektronik bekerja dengan prinsip resonant
inverter yang dilakukan dengan proses switching
pada frekwensi tinggi. Tegangan transien dari
resonant inverter tergantung pada komponen bejana
resonansi (L dan C) sehingga tegangan transien dapat
menjadi lebih besar dari tegangan sumber.
Sebagian besar daerah pedesaan di Indonesia tidak
dapat menggunakan lampu TL karena tegangan
listrik di desa pada umumnya sangat buruk. Melihat
fenomena ini maka diperlukan suatu penelitian agar
lampu TL dapat menyala dengan baik pada daerah
yang tegangannya buruk.
Supriono, I Nyoman Wahyu Satiawan
Staff Pengajar Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Unram
Jl. Majapahit No. 62, Mataram–NTB 83125
Email: supriono.rio@lycos.com
Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen, seperti dijelaskan pada artikel sebelumnya di sini.
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
2. Menurut bentuk tegangannya:
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
2. Menurut bentuk tegangannya:
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/sistem-distribusi-tenaga-listrik.html
Sabtu, 31 Oktober 2009
SISTEM PROTEKSI PENANGKAL PETIR PADA GEDUNG WIDYA PURAYA
ISTEM PROTEKSI PENANGKAL PETIR PADA GEDUNG WIDYA PURAYA
Abdul Syakur, Yuningtyastuti
a_syakur@elektro.ft.undip.ac.id, yuningtyastuti@elektro.ft.undip.ac.id
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrak
Makalah ini menjelaskan mengenai sistem proteksi penangkal petir pada Gedung Widya Puraya, kampus UNDIP Tembalang. Sistem proteksi ini diperlukan mengingat gedung tersebut berada pada posisi yang paling tinggi diantara gedung-gedung sekitar dan berada pada lokasi dengan tingkat hari guruh yang tinggi sekitar 128 hari guruh tiap tahun. Dengan menggunakan konsep ruang proteksi menurut model elektrogeometri, akan dihitung dan ditentukan jarak ruang proteksi dari penangkal petir yang digunakan dan tingkat proteksi yang dibutuhkan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa penangkal petir
yang dipasang di atas gedung perpustakaan belum mampu melindungi secara keseluruhan gedung-gedung yang ada disekitarnya yang mencakup keseluruhan gedung widya puraya.
Kata kunci : petir, ruang proteksi, elektrogeometri
I. Pendahuluan
Pembangunan gedung – gedung baru, cenderungbertingkat sebagai solusi karena semakin sempitnya lahan tanah. Namun disisi lain, dengan semakin banyak berdirinya bangunan bertingkat, beberapa permasalahan mengenai keamanan bangunan menjadi penting untuk diperhatikan, karena bangunan bertingkat lebih rawan mengalami gangguan, baik gangguan secara mekanik maupun gangguan alam. Salah satu gangguan alam yang sering terjadi adalah sambaran petir. Mengingat letak geografis Indonesia yang dilalui garis katulistiwa menyebabkan Indonesia beriklim tropis, akibatnya Indonesia memiliki hari guruh rata – rata per tahun yang sangat tinggi. Dengan demikian bangunan – bangunan di Indonesia memiliki resiko lebih besar mengalami kerusakan akibat terkena sambaran petir. Kerusakan yang ditimbulkan dapat membahayakan peralatan serta manusia yang berada di dalam gedung tersebut. Untuk melindungi dan mengurangi dampak kerusakan akibat sambaran petir maka dipasang sistem pengaman pada gedung bertingkat. Sistem pengaman itu salah satunya berupa sistem penangkal
petir beserta pentanahannya. Pemasangan system tersebut didasari oleh perhitungan resiko kerusakan akibat sambaran petir terhadap gedung. Perhitungan resiko ini digunakan sebagai standar untuk mengetahui kebutuhan pemasangan system penangkal petir pada bangunan bertingkat tersebut.
II. Dasar Teori
Kilat merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan muatan listrik ( electrical discharge ) yang terjadi di atmosfer. Peristiwa pelepasan muatan ini akan terjadi karena terbentuknya konsentrasi muatan – muatan positif dan negatif di dalam awan ataupun perbedaan muatan dengan permukaan bumi.Kilat sebenarnya lebih sering terjadi antara muatan satu dengan muatan lain di dalam awan
dibandingkan dengan yang terjadi antara pusat muatan di awan dengan permukaan bumi. Kedua jenis pelepasan muatan tersebut sebenarnya sama – sama dapat menimbulkan gangguan atau kerugian. Petir yang terjadi antara awan dengan awan dapat mengganggu di bidang penerbangan, sedangkan petir yang terjadi antara awan dengan permukaan bumi dapat menimbulkan kerusakan pada gedung tinggi dan peralatannya.
2.1 Frekuensi Sambaran Petir
2.1.1 Sambaran Petir Langsung
Jumlah rata – rata frekuensi sambaran petir langsung pertahun (Nd) dapat dihitung dengan perkalian kepadatan kilat ke bumi pertahun (Ng) dan luas daerah perlindungan efektif pada gedung (Ae)
2.1.2 Sambaran Petir Tidak Langsung
Rata – rata frekuensi tahunan Nn dari kilatyang mengenai tanah dekat gedung dapat dihitungdengan perkalian kerapatan kilat ke tanah pertahunNg dengan cakupan daerah di sekitar gedung yang disambar
.
2.2 Resiko Kerusakan Akibat Sambaran Petir
Sambaran petir dapat mengakibatkan beberapa
kerusakan, yaitu :
a. Kematian atau korban jiwa
b. Kerusakan mekanis.
c. Kerusakan Thermal
d. Kerusakan Elektrik
2.3 Sistem Pengaman Pada Gedung
Sistem pengaman gedung dibuat untukmelindungi gedung tersebut dari berbagai macamgangguan. Salah satu sistem pengaman gedungadalah sistem penangkal petir besertapembumiannya. Instalasi bangunan yang menurutletak, bentuk, penggunaanya dianggap mudah terkenasambaran petir dan perlu dipasang penangkal petiradalah :
a. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat,menara, dan cerobong pabrik.
b. Bangunan – banguna tempat penyimpanan bahan yang mudah terbakar atau meledak seperti pabrik amunisi, atau gudang penyimpan bahan peledak.
c. Bangunan – banguna sarana umum seperti gedung bertingkat pusat perbelanjaan, instansi pemerintahan, sekolah dan sebagainya.
d. Bangunan yang berdasar fungsi khusus perlu dilindungi seperti gedung arsip negara. Jenis penangkal petir juga dipengaruhi oleh keadaan atap dari gedung yang akan diamankan. Untuk bangunan dengan atap datar, yaitu bangunan yang memiliki selisih tinggi antara bumbungan dan lisplang kurang dari 1 meter maka sistem yang sesuai adalah sistem faraday yaitu sistem penangkal petir keliling pada atp datar. Sedang untuk atap runcing atau selisih tinggi bumbungan dan lisplang lebih dari
2.3.1. Ruang Proteksi Konvensional
Pada masa awal diketemukannya penangkal petir dan beberapa tahun setelah itu, ruang proteksi dari suatu penangkal petir berbentuk ruang kerucut dengan sudut puncak kerucut berkisar antara 30o hingga 35o
2.3.2 Ruang Proteksi Non Konvensional
Ruang proteksi menurut model elektro geometri hampir sama dengan ruang proteksi berdasarkan konsep lama, yaitu berbentuk ruang kerucut juga, hanya saja bidang miring dari kerucut
tersebut melengkung dengan jari-jari tertentu Besar jari-jari ini sama dengan besarnya jarak
sambar dari lidah petir. Jarak sambar (kemampuan menyambar atau menjangkau suatu benda) dari lidah petir ini ditentukan oleh besarnya arus petir yang terjadi. Dengan demikian, derajat kelengkungan dari bidang miring kerucut dipengaruhi oleh besarnya arus petir yang terjadi.
2.3.3 Bidang Sambar dan Garis Sambar
Jangkauan proteksi suatu penangkal petir dapat dijelaskan dengan bidang sambar atau garis sambar. Bidang sambar adalah tempat kedudukan titik-titik sambar, yaitu titik-titik dimana lidah petir telah mencapai suatu jarak terhadap suatu benda sama dengan jarak sambar. Bidang sambar merupakan bentuk tiga dimensi dalam kondisi nyata. Untuk keperluan penyederhanaan analisis dapat dipergunakan bentuk dua dimensi ,
Hubungan antara besarnya arus petir dengan jarak sambar dapat dijelaskan sebagai berikut. Bila
arus petir yang terjadi bernilai kecil, artinya mengandung jumlah muatan kecil, maka energy yang diperlukan untuk memicu lidah petir melakukan loncatan-terakhir juga kecil, sehingga jangkauan sambaran berjarak pendek. Jika arus petir yang terjadi bernilai lebih besar, artinya mengandung jumlah muatan lebih banyak, maka energi yang diperlukan untuk memicu lidah petir melakukan loncatan terakhir juga lebih besar, sehingga iangkauan sambaran berjarak lebih jauh. Sesungguhnya hubungan antara I dan rs sangat rumit dengan beberapa versi persamaan telah dikemukakan oleh para ahli dan tetap terus akan berkembang lagi.
2.4.2 Sistem Penangkal Petir Gedung Beratap Kerucut
Sistem penangkal petir untuk gedung beratap kerucut lebih cocok menggunakan metode Franklin. Metode ini merupakan metode yang paling tua. Tetapi metode ini masih cukup handal untuk melindungi gedung dari sambaran petir. Sehingga sistem ini masih banyak digunakan orang terutama untuk gedung yang beratap kerucut / kubah. Elektroda batang pada metode Franklin mempunyai daerah perlindungan yang berbentuk kerucut dengan elektroda batang sebagai porosnya. Setengah dari sudut puncak disebut sebagai sudut perlindungan. Biasanya diambil sudut 56o, khusus untuk gedung yang mudah terbakar biasanya sudut perlindungan diambil dari 45o.
Kesimpulan
Sistem proteksi petir pada gedung bertingkat memiliki peranan yang sangat penting karena berfungsi untuk melindungi peralatan dan manusia yang berada di dalamnya.
Daftar Pustaka
1 A. Arismunandar, Dr, S. Kawahara, Dr, Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, Jilid II,
Pradnya Paramita, 1 Juni 1973.
2 Hutauruk TS, Ir, M.E.E, Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Erlangga. Jakarta. 1991.
3 Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir Untuk Bangunan di Indonesia. Direktorat penyelidikan masalah bangunan. Jakarta. 1983.
4 Golde, R.H Lightning. Volume 2. London : Academic Press Inc. 1981.
5 Petrov N.I, Alessandro F.D. Lightning to earthed structure : comparison of models with lightning strike data. 1996.
6 IEC, Assement of The Risk of Damage Due to Lightning, Internasional Standard, CEI IEC
1662 First Edition, 1995.
7 Hutauruk TS, Ir, M.E.E, Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan,
Erlangga. Jakarta. 1991.
8 Hovart Tibor, Computation of Lightning Protection, Tecnical University of Budapest, Hungary, 1986.39
Abdul Syakur, Yuningtyastuti
a_syakur@elektro.ft.undip.ac.id, yuningtyastuti@elektro.ft.undip.ac.id
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
Abstrak
Makalah ini menjelaskan mengenai sistem proteksi penangkal petir pada Gedung Widya Puraya, kampus UNDIP Tembalang. Sistem proteksi ini diperlukan mengingat gedung tersebut berada pada posisi yang paling tinggi diantara gedung-gedung sekitar dan berada pada lokasi dengan tingkat hari guruh yang tinggi sekitar 128 hari guruh tiap tahun. Dengan menggunakan konsep ruang proteksi menurut model elektrogeometri, akan dihitung dan ditentukan jarak ruang proteksi dari penangkal petir yang digunakan dan tingkat proteksi yang dibutuhkan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa penangkal petir
yang dipasang di atas gedung perpustakaan belum mampu melindungi secara keseluruhan gedung-gedung yang ada disekitarnya yang mencakup keseluruhan gedung widya puraya.
Kata kunci : petir, ruang proteksi, elektrogeometri
I. Pendahuluan
Pembangunan gedung – gedung baru, cenderungbertingkat sebagai solusi karena semakin sempitnya lahan tanah. Namun disisi lain, dengan semakin banyak berdirinya bangunan bertingkat, beberapa permasalahan mengenai keamanan bangunan menjadi penting untuk diperhatikan, karena bangunan bertingkat lebih rawan mengalami gangguan, baik gangguan secara mekanik maupun gangguan alam. Salah satu gangguan alam yang sering terjadi adalah sambaran petir. Mengingat letak geografis Indonesia yang dilalui garis katulistiwa menyebabkan Indonesia beriklim tropis, akibatnya Indonesia memiliki hari guruh rata – rata per tahun yang sangat tinggi. Dengan demikian bangunan – bangunan di Indonesia memiliki resiko lebih besar mengalami kerusakan akibat terkena sambaran petir. Kerusakan yang ditimbulkan dapat membahayakan peralatan serta manusia yang berada di dalam gedung tersebut. Untuk melindungi dan mengurangi dampak kerusakan akibat sambaran petir maka dipasang sistem pengaman pada gedung bertingkat. Sistem pengaman itu salah satunya berupa sistem penangkal
petir beserta pentanahannya. Pemasangan system tersebut didasari oleh perhitungan resiko kerusakan akibat sambaran petir terhadap gedung. Perhitungan resiko ini digunakan sebagai standar untuk mengetahui kebutuhan pemasangan system penangkal petir pada bangunan bertingkat tersebut.
II. Dasar Teori
Kilat merupakan peristiwa alam yaitu proses pelepasan muatan listrik ( electrical discharge ) yang terjadi di atmosfer. Peristiwa pelepasan muatan ini akan terjadi karena terbentuknya konsentrasi muatan – muatan positif dan negatif di dalam awan ataupun perbedaan muatan dengan permukaan bumi.Kilat sebenarnya lebih sering terjadi antara muatan satu dengan muatan lain di dalam awan
dibandingkan dengan yang terjadi antara pusat muatan di awan dengan permukaan bumi. Kedua jenis pelepasan muatan tersebut sebenarnya sama – sama dapat menimbulkan gangguan atau kerugian. Petir yang terjadi antara awan dengan awan dapat mengganggu di bidang penerbangan, sedangkan petir yang terjadi antara awan dengan permukaan bumi dapat menimbulkan kerusakan pada gedung tinggi dan peralatannya.
2.1 Frekuensi Sambaran Petir
2.1.1 Sambaran Petir Langsung
Jumlah rata – rata frekuensi sambaran petir langsung pertahun (Nd) dapat dihitung dengan perkalian kepadatan kilat ke bumi pertahun (Ng) dan luas daerah perlindungan efektif pada gedung (Ae)
2.1.2 Sambaran Petir Tidak Langsung
Rata – rata frekuensi tahunan Nn dari kilatyang mengenai tanah dekat gedung dapat dihitungdengan perkalian kerapatan kilat ke tanah pertahunNg dengan cakupan daerah di sekitar gedung yang disambar
.
2.2 Resiko Kerusakan Akibat Sambaran Petir
Sambaran petir dapat mengakibatkan beberapa
kerusakan, yaitu :
a. Kematian atau korban jiwa
b. Kerusakan mekanis.
c. Kerusakan Thermal
d. Kerusakan Elektrik
2.3 Sistem Pengaman Pada Gedung
Sistem pengaman gedung dibuat untukmelindungi gedung tersebut dari berbagai macamgangguan. Salah satu sistem pengaman gedungadalah sistem penangkal petir besertapembumiannya. Instalasi bangunan yang menurutletak, bentuk, penggunaanya dianggap mudah terkenasambaran petir dan perlu dipasang penangkal petiradalah :
a. Bangunan tinggi seperti gedung bertingkat,menara, dan cerobong pabrik.
b. Bangunan – banguna tempat penyimpanan bahan yang mudah terbakar atau meledak seperti pabrik amunisi, atau gudang penyimpan bahan peledak.
c. Bangunan – banguna sarana umum seperti gedung bertingkat pusat perbelanjaan, instansi pemerintahan, sekolah dan sebagainya.
d. Bangunan yang berdasar fungsi khusus perlu dilindungi seperti gedung arsip negara. Jenis penangkal petir juga dipengaruhi oleh keadaan atap dari gedung yang akan diamankan. Untuk bangunan dengan atap datar, yaitu bangunan yang memiliki selisih tinggi antara bumbungan dan lisplang kurang dari 1 meter maka sistem yang sesuai adalah sistem faraday yaitu sistem penangkal petir keliling pada atp datar. Sedang untuk atap runcing atau selisih tinggi bumbungan dan lisplang lebih dari
2.3.1. Ruang Proteksi Konvensional
Pada masa awal diketemukannya penangkal petir dan beberapa tahun setelah itu, ruang proteksi dari suatu penangkal petir berbentuk ruang kerucut dengan sudut puncak kerucut berkisar antara 30o hingga 35o
2.3.2 Ruang Proteksi Non Konvensional
Ruang proteksi menurut model elektro geometri hampir sama dengan ruang proteksi berdasarkan konsep lama, yaitu berbentuk ruang kerucut juga, hanya saja bidang miring dari kerucut
tersebut melengkung dengan jari-jari tertentu Besar jari-jari ini sama dengan besarnya jarak
sambar dari lidah petir. Jarak sambar (kemampuan menyambar atau menjangkau suatu benda) dari lidah petir ini ditentukan oleh besarnya arus petir yang terjadi. Dengan demikian, derajat kelengkungan dari bidang miring kerucut dipengaruhi oleh besarnya arus petir yang terjadi.
2.3.3 Bidang Sambar dan Garis Sambar
Jangkauan proteksi suatu penangkal petir dapat dijelaskan dengan bidang sambar atau garis sambar. Bidang sambar adalah tempat kedudukan titik-titik sambar, yaitu titik-titik dimana lidah petir telah mencapai suatu jarak terhadap suatu benda sama dengan jarak sambar. Bidang sambar merupakan bentuk tiga dimensi dalam kondisi nyata. Untuk keperluan penyederhanaan analisis dapat dipergunakan bentuk dua dimensi ,
Hubungan antara besarnya arus petir dengan jarak sambar dapat dijelaskan sebagai berikut. Bila
arus petir yang terjadi bernilai kecil, artinya mengandung jumlah muatan kecil, maka energy yang diperlukan untuk memicu lidah petir melakukan loncatan-terakhir juga kecil, sehingga jangkauan sambaran berjarak pendek. Jika arus petir yang terjadi bernilai lebih besar, artinya mengandung jumlah muatan lebih banyak, maka energi yang diperlukan untuk memicu lidah petir melakukan loncatan terakhir juga lebih besar, sehingga iangkauan sambaran berjarak lebih jauh. Sesungguhnya hubungan antara I dan rs sangat rumit dengan beberapa versi persamaan telah dikemukakan oleh para ahli dan tetap terus akan berkembang lagi.
2.4.2 Sistem Penangkal Petir Gedung Beratap Kerucut
Sistem penangkal petir untuk gedung beratap kerucut lebih cocok menggunakan metode Franklin. Metode ini merupakan metode yang paling tua. Tetapi metode ini masih cukup handal untuk melindungi gedung dari sambaran petir. Sehingga sistem ini masih banyak digunakan orang terutama untuk gedung yang beratap kerucut / kubah. Elektroda batang pada metode Franklin mempunyai daerah perlindungan yang berbentuk kerucut dengan elektroda batang sebagai porosnya. Setengah dari sudut puncak disebut sebagai sudut perlindungan. Biasanya diambil sudut 56o, khusus untuk gedung yang mudah terbakar biasanya sudut perlindungan diambil dari 45o.
Kesimpulan
Sistem proteksi petir pada gedung bertingkat memiliki peranan yang sangat penting karena berfungsi untuk melindungi peralatan dan manusia yang berada di dalamnya.
Daftar Pustaka
1 A. Arismunandar, Dr, S. Kawahara, Dr, Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, Jilid II,
Pradnya Paramita, 1 Juni 1973.
2 Hutauruk TS, Ir, M.E.E, Gelombang Berjalan dan Proteksi Surja. Erlangga. Jakarta. 1991.
3 Peraturan Umum Instalasi Penangkal Petir Untuk Bangunan di Indonesia. Direktorat penyelidikan masalah bangunan. Jakarta. 1983.
4 Golde, R.H Lightning. Volume 2. London : Academic Press Inc. 1981.
5 Petrov N.I, Alessandro F.D. Lightning to earthed structure : comparison of models with lightning strike data. 1996.
6 IEC, Assement of The Risk of Damage Due to Lightning, Internasional Standard, CEI IEC
1662 First Edition, 1995.
7 Hutauruk TS, Ir, M.E.E, Pengetanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetanahan Peralatan,
Erlangga. Jakarta. 1991.
8 Hovart Tibor, Computation of Lightning Protection, Tecnical University of Budapest, Hungary, 1986.39
METODE PENGATURAN PENGGUNAAN TENAGA LISTRIK DALAM UPAYA PENGHEMATAN BAHAN BAKAR PEMBANGKIT DAN ENERGI
METODE PENGATURAN PENGGUNAAN TENAGA LISTRIK DALAM UPAYA
PENGHEMATAN BAHAN BAKAR PEMBANGKIT DAN ENERGI
Agung Nugroho
agungn@elektro.ft.undip.ac.id
Jurusan Teknik Elektro – Fakultas Teknik Undip,
Abstrak
Dalam pengoperasian sistem tenaga listrik harus selalu diusahakan agar daya yang dibangkitkan sama dengan permintaan daya sistem. Pengaturan pembangkitan untuk memenuhi permintaan tenaga listrik, disusun menurut prioritas, yaitu pembangkit dengan biaya bahan bakar paling murah ditempatkan untuk mendukung beban dasar, sedangkan pembangkit yang tidak efektif digunakan untuk mendukung waktu beban puncak. Pengaturan penggunaan tenaga listrik adalah program pengaturan waktu dan besaran pemakaian tenaga listrik agar diperoleh pemakai an yang efisien dan hemat. Pengaturan dilakukan dengan menurunkan atau menghemat tenaga listrik, pemangkasan beban puncak dan pengalihan beban dari waktu beban puncak (WBP) ke luar waktu beban puncak (LWBP), sehingga suplai pembangkit yang tidak efisien bahan bakarnya dapat berkurang. Metoda pengaturan pemakaian tenaga listrik dari sisi pengguna adalah high efficiency lighting, improved refrigerators, improved air conditioning, improved motors, penggunaan tenaga listrik pada luar waktu beban puncak, energy management audits, efficient new construction. pelaksanaan metoda tersebut perlu dilakukan sosialisasi ke konsumen tenaga listrik. penghematan yang diperoleh dapat digunakan untuk menunda rencana pembangunan sistem tenaga listrik yang disebabkan pertumbuhan permintaan tenaga listrik, pemenuhan permintaan calon pelanggan tenaga listrik dan menurunkan pembayaran rekening listrik
I. PROSES PENYAMPAIAN TENAGA
LISTRIK
Karena berbagai persoalan teknis, tenaga listrik hanya dibangkitkan pada tempat-tempat tertentu saja. Sedangkan pemakai tenaga listrik atau pelanggan tenaga listrik tersebar dibelbagai tempat, maka
penyampaiain tenaga listrik dari tempat dibangkitkan sampai ke tempat pelanggan memerlukan berbagai penanganan teknis. Tenaga listrik dibangkitkan dalam Pusat-pusat Listrik seperti PLTA, PLTU, PLTG, PLTP, PLTGU dan PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan yang ada dipusat listrik. Saluran tegangan tinggi di Indonesia mem punyai tegangan 150 kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan tegangan 500 kV yang disebut sebagai Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Saluran transmisi ada yang berupa saluran udara dan ada pula yang berupa kabel tanah. Karena saluran udara harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan kabel tanah, maka saluran transamisi kebanyakkan berupa saluran udara. Kerugian saluran transmisi menggunakan kabel udara Transmisi, Vol. 11, No. 1, Juni 2006 : 45 – 51 46 adalah adanya gangguan petir., kena pohon dan lainlain. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi, maka sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang digunakan pada saat ini adalah tegangan 20 kV. Jaringan setelah keluar dari GI disebut jaringan distribusi, sedangkan jaringan antara Pusat Listrik dengan GI disebut jaringan transmisi. Setelah tenaga listrik disalurkan melalui jaringan distribusi primer, maka kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dalam gardugardu distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 380/220 Volt, kemudian disalurkan melalui Jaringan Tegangan Rendah untuk selanjutnya disalurkan ke rumah-rumah pelanggan (konsumen) melalui Sambungan Rumah. Dalam praktek karena luasnya jaringan distribusi, sehingga diperlukan banyak transformator distribusi, maka Gardu Distribusi seringkali disederhanakan menjadi transformator tiang. Pelanggan yang mempunyai daya tersambung besar tidak dapat disambung melalui Jaringan Tegangan Rendah, melainkan disambung langsung pada Jaringan Tegangan Menengah, bahkan ada pula yang disambung pada jaringan Transmisi Tegangan Tinggi, tergantung besarnya daya tersambung. Setelah tenaga listrik melalui Jaringan Tegangan Menengah (JTM), Jaringan Tegangan Rendah (JTR) dan Sambungan Rumah, maka tenaga listrik selanjutnya melalui alat pembatas daya dan KWH meter. Dari uraian tersebut, dapat dimengerti bahwa besar kecilnya konsumsi tenaga listrik ditentukan sepenuhnya oleh para pelanggan, yaitu tergantung
bagaimana para pelanggan akan menggunakan alatalat listriknya, yang harus diikuti besarnya suplai tenaga listrik dari Pusat-pusat Listrik. Proses penyampaian tenag a listrik dari Pusat-pusat Listrik
ditunjukkan dalam Gambar 1. Gambar 1. Proses penyampaian tenaga listrik
II. KESIMPULAN
Pelaksanaan metoda tersebut perlu dilakukan sosialisasi ke konsumen tenaga listrik, dan diharapkan dengan pengaturan penggunaan tenaga listrik, membuat masyarakat pengguna tenaga listrik
makin mengetahui pentingnya tenaga listrik. Penghematan yang diperoleh dapat digunakan untuk menunda rencana pembangunan sistem tenaga listrik yang disebabkan pertumbuhan permintaan tenaga listrik, pemenuhan permintaan calon pelanggan tenaga listrik dan menurunkan pembayaran rekening listrik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Amrullah M, MA. Tarif Listrik yang Mengacu pada Efisiensi Sumber Daya Nasional serta Metodologi Peramalan Kebutuhan Listrik. PT PLN (Persero).
[2] Annonymous. Penyusunan Prakiraan Kebutuhan Listrik. Dinas Penelitian Kebutuhan Listrik. PT PLN (Persero).
[3] Annonymous. Long-range Energy Alternatives Planning System. Stockholm Environment Institute,
[4] Annonymous. Rencana Umum Ketenagalistrikan Nasional. Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral nomer :0954/K/30/MEM/2004.
[5] Annonymous. Pengusahaan dan Tarif Listrik. The Institute of International Education Electricity Restructuring Activities Group (IIE/ERAG).
[6] Annonymous. Data Stastistik tahun 2000, 2001, 2002, 2004, 2005.. PT PLN (Persero) APJ
[7] Annonymous. Prosedur Audit Energi Pada Bangunan Gedung. SNI 03-6196-2000, Badan Standardisasi Nasional.
[8] Annonymous. Teknik Penghematan Energi pada Rumah Tangga dan Bangunan Gedung. Departemen Pendidikan Nasional,
[9] Culp, A.W. Prinsip Konversi Energi. Erlangga,
[10] Djiteng, M. Operasi Sistem Tenaga Listrik. Balai Penerbit & Humas ISTN,
[11] Gonen, T. Modern Power System Analysis. McGraw-Hill Book Co,
[12] Kirchmayer, L.K. Economic Operation of Power Systems. John Wiley & Sons. NY, 1999.
[13] Oetomo TW. Pelatihan Perencanaan Energi. Pusat Informasi Energi, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral dan Energy Analysis and Policy Office (EAPO). Jakar ta, 2004.
[14]
forum. Stanford
Pembangkit listrik tenaga arus sungai atau laut
II. Pembangkit listrik tenaga arus sungai atau laut
Pembangkit listrik tenaga arus sungai atau laut
PLTA yang umum kita ketahui adalah pembangkit listrik yang energi penggerak utamanya bersumber dari air yang dibuat sedemikian hingga agar mampu menggerakan turbin. PLTA merupakan jenis pembangkit sumber energi terbarukan dan tanpa menimbulkan emisi. Tetapi untuk skala besar masih banyak masalah-masalah yang harus dihadapi dari pengembangan PLTA ini. Permasahan yang sering timbul adalah, besarnya biaya untuk pembangunan dan pemeliharaan PLTA,
kebutuhan lahan yang sangat luas dan efek samping yang diakibatkan terhadap lingkungan juga menjadi kendala.
Karena alasan tersebut, akhir-akhir ini banyak yang mengembangkan alternatif teknologi baru sistem pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air untuk mengahasilkan enegi listrik, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai/Laut.
Menurut beberapa sumber yang dibaca, arus sungai mempunyai kelebihan dibandingkan dengan angin ataupun matahari yang cenderung lebih dipengaruhi oleh cuaca, sementara arus sungai mempunyai aliran yang tetap dan tidak banyak mengalami perubahan hingga ratusan tahun. Selain itu, air mempunyai berat jenis
yang lebih besar dibandingkan dengan udara, dan hal itu berarti bahwa potensi energi yang bisa dihasilkan 321.800 km sungai-sungai besar di dunia lebih besar dibandingkan dengan energi yang bersumber dari angin.
Berbeda dengan arus sungai, arus laut juga mempunyai kandungan energi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Namun arus laut cenderung mengalami perputaran atau biasa disebut juga arus putar sehingga cenderung pula untuk merusak. Pada selat, teluk dan tempat-tempat lainnya dimana arus laut mengalami penyempitan berupa bottle neck, arus laut akan sangat kuat sehinga sangat potensial untuk dimanfaatkan energinya.
Daftar pustaka :
[1] Annonymous. Teknik Penghematan Energi
pada Rumah Tangga dan Bangunan Gedung.
Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2002.
[2] Culp, A.W. Prinsip Konversi Energi.
Erlangga, Jakarta, 1996.
[3] Djiteng, M. Operasi Sistem Tenaga Listrik.
Balai Penerbit & Humas ISTN, Jakarta,
Pembangkit listrik tenaga arus sungai atau laut
PLTA yang umum kita ketahui adalah pembangkit listrik yang energi penggerak utamanya bersumber dari air yang dibuat sedemikian hingga agar mampu menggerakan turbin. PLTA merupakan jenis pembangkit sumber energi terbarukan dan tanpa menimbulkan emisi. Tetapi untuk skala besar masih banyak masalah-masalah yang harus dihadapi dari pengembangan PLTA ini. Permasahan yang sering timbul adalah, besarnya biaya untuk pembangunan dan pemeliharaan PLTA,
kebutuhan lahan yang sangat luas dan efek samping yang diakibatkan terhadap lingkungan juga menjadi kendala.
Karena alasan tersebut, akhir-akhir ini banyak yang mengembangkan alternatif teknologi baru sistem pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air untuk mengahasilkan enegi listrik, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai/Laut.
Menurut beberapa sumber yang dibaca, arus sungai mempunyai kelebihan dibandingkan dengan angin ataupun matahari yang cenderung lebih dipengaruhi oleh cuaca, sementara arus sungai mempunyai aliran yang tetap dan tidak banyak mengalami perubahan hingga ratusan tahun. Selain itu, air mempunyai berat jenis
yang lebih besar dibandingkan dengan udara, dan hal itu berarti bahwa potensi energi yang bisa dihasilkan 321.800 km sungai-sungai besar di dunia lebih besar dibandingkan dengan energi yang bersumber dari angin.
Berbeda dengan arus sungai, arus laut juga mempunyai kandungan energi yang bisa dimanfaatkan sebagai energi terbarukan. Namun arus laut cenderung mengalami perputaran atau biasa disebut juga arus putar sehingga cenderung pula untuk merusak. Pada selat, teluk dan tempat-tempat lainnya dimana arus laut mengalami penyempitan berupa bottle neck, arus laut akan sangat kuat sehinga sangat potensial untuk dimanfaatkan energinya.
Daftar pustaka :
[1] Annonymous. Teknik Penghematan Energi
pada Rumah Tangga dan Bangunan Gedung.
Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2002.
[2] Culp, A.W. Prinsip Konversi Energi.
Erlangga, Jakarta, 1996.
[3] Djiteng, M. Operasi Sistem Tenaga Listrik.
Balai Penerbit & Humas ISTN, Jakarta,
Sistem Distribusi Tenaga Listrik
Sistem Distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (Bulk Power Source) sampai ke konsumen, seperti dijelaskan pada artikel sebelumnya di sini.
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
2. Menurut bentuk tegangannya:
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
Jadi fungsi distribusi tenaga listrik adalah:
1) pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan
2) merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 kV sampai 24 kV dinaikan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 kV ,154kV, 220kV atau 500kV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan ialah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir (I kwadrat R). Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.
Pada sistem penyaluran daya jarak jauh, selalu digunakan tegangan setinggi mungkin, dengan menggunakan trafo-trafo step-up. Nilai tegangan yang sangat tinggi ini (HV,UHV,EHV) menimbulkan beberapa konsekuensi antara lain: berbahaya bagi lingkungan dan mahalnya harga perlengkapan-perlengkapannya, selain menjadi tidak cocok dengan nilai tegangan yang dibutuhkan pada sisi beban. Maka, pada daerah-daerah pusat beban tegangan saluran yang tinggi ini diturunkan kembali dengan menggunakan trafo-trafo step-down. Akibatnya, bila ditinjau nilai tegangannya, maka mulai dari titik sumber hingga di titik beban, terdapat bagian-bagian saluran yang memiliki nilai tegangan berbeda-beda.
Klasifikasi Saluran Distribusi Tenaga Listrik
Secara umum, saluran tenaga Listrik atau saluran distribusi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Menurut nilai tegangannya:
2. Menurut bentuk tegangannya:
3. Menurut jenis/tipe konduktornya:
4. Menurut susunan (konfigurasi) salurannya:
5. Menurut Susunan Rangkaiannya
Pengaruh Ketidakseimbangan Beban Terhadap Arus Netral dan Losses pada Trafo Distribusi
ABSTRAK
Penyebab ketidakseimbangan sistem distribusi tenaga listrik akan selalu muncul jika terdapat arus di netral trafo. Arus ini akan menyebankan terjadinya losses (rugi-rugi). Semakin besar ketidakseimbangan beban maka akan mengakibatkan semakin besar pula arus netral pada trafo dan losses yang mengalir ke tanah semakin besar pula.
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan sebuah Negara yang sedang berkembang di berbagai aspek kehidupan . Untuk itu Negara ini dituntut untuk dapat menyediakan sarana dan prasarana yang mendukung.Elemen penting dari menunjang berkembangnya suatu Negara adalah tersedianya tenaga listrik. Hal ini disebabkan karena tenaga listrik mudah untuk ditransportasikan dan dikonversikan ke dalam bentuk tenaga yang lain. Penyediaan tenaga listrik yang stabil dan kontinyu merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam menunjang perkembangan suatu Negara.
Dalam memenuhi kebutuhan tenaga listrik tersebut, terjadi pembagian beban-beban yang pada awalnya
merata tetapi karena ketidakserempakan waktu penyalaan beban-beban tersebut maka menimbulkan
ketidakseimbangan beban yang berdampak pada penyediaan tenaga listrik. Ketidakseimbangan beban
antara tiap-tiap fasa (fasa R, fasa S, dan fasa T) inilah yang menyebabkan mengalirnya arus di netral trafo.
TEORI TRANSFORMATOR
Transformator merupakan suatu alat listrik yang mengubah tegangan arus bolak-balik dari satu tingkat
ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnetdan berdasarkan prinsip-prinsip induksi elektromagnet. Transformator terdiri atas sebuah inti, yang
terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.
Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday, yaitu: arus
listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus
listrik. Jika pada salah satu kumparan pada transformator diberi arus bolak-balik maka jumlah garis
gaya magnet berubah-ubah. Akibatnya pada sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima garis
gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah pula. Maka di sisi sekunder juga timbul
induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat beda tegangan.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisa data di atas, terlihat bahwa pada siang hari ketidakseimbangan beban pada trafo tiang semakin besar karena penggunaan beban listrik tidak merata.
Sesuai Tabel 2, semakin besar ketidakseimbangan beban pada trafo tiang maka arus netral yang mengalir ke tanah (IG) dan losses trafo tiang semakin
besar.
Salah satu cara mengatasi losses arus netral adalah dengan membuat sama ukuran kawat netral dan fasa.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Abdul Kadir, Distribusi dan Utilisasi Tenaga
Listrik, Jakarta: UI - Press, 2000.
[2] Persyaratan Umum Instalasi Listrik 2000 (PUIL
2000), Jakarta: Badan Standarisasi Nasional,
2000.
[3] James J.Burke, Power Distribution Engineering–
Fundamentals And Applications, New York: Marcel Dekker Inc., 1994.
[4] Sudaryatno Sudirham, Dr., Pengaruh Ketidak-
seimbangan Arus Terhadap Susut Daya pada
Saluran, Bandung: ITB, Tim Pelaksana Kerja-
sama PLN-ITB, 1991.
[5] Sulasno, Ir., Teknik Tenaga Listrik, Semarang :
Satya Wacana, 1991.
[6] Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Bandung: ITB,
1991.
[7] Abdul Kadir, Transformator, Jakarta: PT. Elex
Media Komputindo, 1989.
Langganan:
Postingan (Atom)