Transformer Tiga Phasa

Hubungan Delta

Trafo tiga phasa digunakan apabila dibutuhkan daya tiga phasa untuk beban yang besar seperti industrial motor. Ada dua hubungan dasar dari trafo tiga phasa, yaitu delta dan wye. Trafo dihubungkan secara delta apabila jarak suplai terhadap beban dekat. Hubungan delta ini sama dengan tiga trafo phasa tunggal yang saling terhubung. Sisi sekunder trafo yang dihubungkan secara delta diilustrasikan seperti gambar dibawah. Tegangan-tegangan yang ditunjukkan pada ilustrasi merupakan tegangan sisi sekunder yang ada terhadap beban. Tegangan yang bersebrangan disetiap gulungan merepresentasikan phasa tunggal dari sistem tiga phasa. Nilai tegangan selalu sama antara phasa. Phasa tunggal (L1 to L2) dapat digunakan untuk sebagai suplai bagi beban phasa tunggal. Ketiga phasa digunakan untuk menyuplai beban tiga phasa.

L1 to L2 = 480V

L2 to L3 = 480V

L3 to L1 = 480V

Arus Delta Seimbang

Ketika arus memiliki nilai yang sama pada ketiga coil,  dapat dikatakan trafo dalam keadaan seimbang. Dalam setiap phasa, arus memiliki dua jalur yang diikuti. Sebagai contoh, arus yang mengalir dari L1 ke titik hubung teratas pada delta dapat mengalir ke bawah melalui coil ke L2, dan mengalir kebawah melalui coil yang lain ke L3. Pada saat arus dalam keadaan seimbang, arus pada coil adalah 58% dari arus yang diukur pada setiap phasa. Jika nilai arus adalah 50 A pada setiap phasa, maka arus pada coil adalah 29 A.

Arus Delta Tidak Seimbang

Pada saat arus di ketiga coil memiliki nilai berbeda, maka kondisi tersebut dikatakan tidak seimbang.. Gambar berikut mengilustrasikan sebuah sistem yang tidak seimbang.

Meskipun dalam mengukur arus biasanya menggunakan ampere meter, arus pada line dari trafo yang terhubung secara delta yang tidak seimbang dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Hubungan WYE

Hubungan wye juga dikenal sebagai hubungan bintang. Sisi sekunder trafo WYE, memiliki empat buah penghubung, tiga buah phasa dan satu netral. Tegangan phasa terhadap netral akan selalu lebih kecil dari tegangan phasa terhadap phasa. Tegangan phasa terhadap phasa adalah 1.732 kali tegangan phasa terhadap netral. Rangkaian dibawah menunjukkan tegangan phasa terhadap netral sebesar 277 volts.  Maka besarnya tegangan phasa terhadap phasa adalah 480 volts (277 x 1.732).

Unduh gratis ebook "Transformer Tiga Phasa".

7 Langkah Mudah Memilih Pressure Gauge

Saya menyebut alat untuk mengukur tekanan yang biasa dipakai di industri dengan istilah pressure gauge. Pressure gauge sering digunakan untuk memantau unjuk kerja dari sebuah proses, karena itu, sangatlah penting untuk memilih dan menggunakan pressure gauge yang sesuai dengan kondisi operasinya.

Proses. Elemen sensor pada pressure akan berhubungan langsung dengan media yang akan diukur, sehingga material yang dipilihpun harus sesuai agar terhindar dari kerusakan. Pada temperature tertentu fluida yang bertekanan dapat membeku atau dapat memiliki zat yang  mengendap yang bisa memampatkan inlet dari elemen sensor. Untuk memcegah kondisi-kondisi tersebut, perlu ditambahkan pelindung.

Rentang Ukur. Pemilihan rentang ukur pressure gauge biasanya mengacu kepada tekanan normal pada saat sistem bekerja. Standar ASME B40.1 merekomendasikan tekanan normal pada saat sistem bekerja berada pada 25% s/d 75% dari rentang ukur pressure gauge. Jika tekanan yang akan diukur berfluktuasi, tekanan maksimum pada saat sistem bekerja seharusnya tidak melebihi 50% dari rentang ukur. Untuk meminimalisasi tekanan yang berluktuasi dapat digunakan peredam seperti mencekik inlet, snubber, ataupun diaphragma. Hal ini akan menambah umur pakai dan readability.

Lingkungan. Pada saat akan memasang pressure gauge, faktor lingkungan patut dipertimbangkan. Jika proses yang diukur menghasilkan getaran atau goncangan yang membuat jarum indikasi bergetar sehingga menyulitkan untuk mebaca indikasinya, pressure gauge tersebut dapat diisi cairan untuk menstabilkan jarum indikasi.

Jika kondisi proses melebihi 150 oF (60 oC), harus dipertimbangkan penggunaan pelindung seperti diaphragm seal atau siphon. Pertimbangkan juga material yang digunakan karena casing dari gauge, tubing bourdon, dapat dipengaruhi oleh karat. Untuk menghindari pembekuan cairan pada temperature lingkungan, gauge dapat diisi cairan silicon dibawah 0 oF atau menggunakan pemanas.

Akurasi. Akurasi merupakan selisih antara nilai standar dan indikasi pembacaan yang dinyatakan sebagai persen dari span [1]. Didalamnya sudah termasuk kombinasi kesalahan dari metoda, pengamatan, peralatan dan likungan. Kesalahan akurasi termasuk juga kesalahan hysteresis dan repeatability namun bukan kesalahan pergeseran. Akurasi ditentukan dibawah kondisi lingkungan yang khusus (kondisi normal pada 73,4 oF (23 C) dan 29,2” Hg barometric pressure). Lihat ASME B40.1, halaman 16 dan 17, yang berhubungan terhadap kesesuaian indikasi pressure gauges. Lihat juga ASME B40.1, halaman 9 dan 10 untuk definisi dari hyterisis dan repeatability.

Ukuran. Pemilihan ukuran dari pressure gauge secara umum ditentukan oleh kemampuan baca yang diperlukan. Jika pressure gauge akan dibaca dari kejauhan, maka ukuran dial nya akan lebih besar dibandingkan dengan yang dipasang secara langsung di panel operator. Untuk memperoleh pressure gauge yang lebih akurat, secara umum harus memliki dial yang lebih besar,  agar dapat dibaca hingga toleransi terdekat.

Pengecilan ukuran dan keterbatasan ruang akan sering menentukan penggunaan pressure gauge yang lebih kecil dengan ukuran dial dibawah 4½”. Sehingga perlu untuk memilih pressure gauge yang tepat.

Koneksi. Secara umum koneksi ¼” dan ½” NPT male sering digunakan. Pressure gauge dengan dial dibawah 4½” biasanya memiliki koneksi ¼” NPT. Dial 4½” dan yang lebih besar memiliki koneksi ½” NPT. Koneksi 1/8” NPT sering digunakan pada dial 1½” dan pressure gauge yang lebih kecil dan terkadang pada dial 2” dan 2½”.

Dengan berkembangnya pengaruh internasional pada peralatan, banyak permintaan  untuk koneksi BSP, DIN dan JIS.

Pemasangan. Meskipun sebagian besar pemasangan pressure gauge banyak yang sama, baik di panel atau di lokasi proses, casing ataupun aksesoris casing yang sesuai dengan metoda pemasangan harus khusus. Lihat ASME B40.1, hal 11 untuk lebih detailnya.

[1]  Selisih antara rentang ukur maksimum dan rentang ukur minimum. Jika rentang ukur suatu alat 4 s/d 20, maka span = 16.

Unduh gratis ebook "7 Langkah Mudah Memilih Pressure Gauge".

Pemeriksaan Kondisi Gangguan Pompa

Ada beberapa tahap pemeriksaan terhadap pompa yang baru dipasang atau yang sudah dipasang namun lama tidak dipakai. Tahapan yang paling awal adalah pemeriksaan pendahuluan yang dimulai dari pemeriksaan kondisi tadah hisap hingga arah putaran. Tahapan berikutnya adalah pemeriksaan kondisi operasi, meliputi pembacaan manometer dan ampere meter, temperature dan kebocoran paking, bantalan, getaran dan bunyi serta kebocoran instalasi. Tabel identifikasi gangguan pada pompa dan cara mengatasinya merupakan tahap terakhir dari pemeriksaan.

 

 

Pemeriksaan Pendahuluan

1. Pembersihan tadah isap dan pipa isap

Sebelum pompa dioperasikan harus dipastikan kondisi pipa hisap maupun tadah hisap serta kondisi di dalam pompa harus bersih dari segala benda asing.

2. Pemeriksaan sistim listrik

Ketepatan kapasitas pemutus sirkuit, setting overload, ukuran kontaktor, ukuran dan sambungan kabel harus diyakinkan. Untuk motor perlu diukur ketahanan isolasinya dan dipastikan bahwa hasil pengukuran sesuai dengan jaminan dari pabriknya.

3. Pemeriksaan kelurusan (Alignment)

Kelurusan poros pompa dan motor harus diperiksa  setelah instalasi selesai dan pompa akan dioperasikan. Toleransi alignment sesuai dengan ukuran kopling dan mengikuti standar pabrik. Biasanya rata-rata hasil alignment yang baik dibawah 0,05 mm. Untuk pompa yang menggunakan mechanical seal alignment, hasil alignment akan sangat menentukan umur pakai mechanical seal.

4. Pemeriksaan minyak pelumas bantalan

Kebersihan dan level minyak pelumas bantalan harus diperiksa.

5. Pemeriksaan dengan memutar poros

Perputaran poros yang halus saat diputar dengan tangan, merupakan indikasi keadaan normal. Jika sebaliknya, maka perlu untuk dilakukan pengecekan pada pompa.

6. Pemeriksaan pada asesoris pompa

Aksesoris yang perlu diperiksa meliputi foot valve, suction valve, valve air pendingin, valve pressure gauge dan valve discharge.

7. Pemeriksaan arah putaran

Pemeriksaan arah putaran  dapat dilakukan langsung dengan menghidupkan motor sesaat dan lihat arah putarannya. Pengecekan juga dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur pada terminal RST.

Pemeriksaan Kondisi Operasi

1. Pembacaan manometer  dan amper meter

Tekanan keluar dan tekanan hisap harus sesuai atau mendekati harga yang ditentukan atau diperhitungkan sebelumnya serta tidak boleh berfluktuasi secara tidak normal. Jika ada benda asing yang menyumbat atau ada udara yang terisap, maka tekanan akan turun atau akan berfluktuasi secara tidak normal.

Arus listrik yang dikomsumsi harus lebih rendah daripada yang  dinyatakan pada  tabel motor. Arus ini tidak berfluktuasi secara tidak normal. Jika ada benda asing, plastik atau pasir yang terselip pada celah-celah sempit antara impeller dan rumah pompa, arus listrik dapat berfluktuasi secara tidak normal sebelum impeller macet .

2. Temperatur dan kebocoran pada paking

Kebocoran dari kotak paking harus berupa tetesan-tetesan zat cair yang jumlahnya tidak lebih dari 0,5 cm³/s. Jika jumlah tetesan lebih dari ini, penekan packing harus dikencangkan pelan-pelan dan merata sampai tetesan menjadi normal. Pengencangan yang berlebihan akan menyebabkan paking menjadi panas dan merusak shaft sleeve. Temperatur kotak packing kondisi normal dibawah 30 ⁰C.

3. Pemeriksaan bantalan

Jika rumah bantalan dipegang dengan tangan, harus tidak terasa adanya panas yang berlebihan. Jika diukur dengan thermometer, biasanya bantalan dianggap normal bila temperaturnya tidak lebih dari 40 ⁰C diatas temperatur udara sekitar.

4. Pemeriksaan getaran dan bunyi

Bila tangan diletakkan diatas permukaan rumah pompa harus tidak terasa adanya getaran yang berlebihan. Untuk pengukuran yang teliti, amplitudo getaran dapat diukur dengan vibrometer pada rumah bantalan pompa dan motor. Suara pompa dan motor tidak boleh ada bunyi yang luar biasa karena kavitasi atau impeller tersumbat kotoran maupun bunyi dari bantalan.

5. Kebocoran instalasi

Kondisi setelah pompa hidup normal lakukan pengecekan terhadap instalasi jika ada kebocoran segera diperbaiki.

Unduh gratis ebook "Pemeriksaan Kondisi Gangguan Pompa".

Perancangan Kontrol

Ketika anda membaca judul ebook ini, saya yakin anda pasti bertanya-tanya, “Kontrol apa sih yang akan dirancang? Kontrol auto atau manual? Susah gak sih?”, dan mungkin masih banyak lagi pertanyaan anda mengenai judul ebook ini. Sebelum anda bertanya-tanya lebih jauh, saya akan mengenalkan kepada anda sebuah definisi dari Peralatan Kontrol Sistem.

”Peralatan Kontrol Sistem merupakan peralatan kontrol yang mampu menggerakkan/menjalankan suatu sistem sesuai yang diinginkan.”

Jadi yang akan kita rancang adalah kontrol terhadap suatu sistem. Pertanyaan lebih lanjut adalah, sistem apa yang akan dikontrol?. Baik, kita langsung saja.

Gambar 1 merupakan diagram garis tunggal dari sebuah sistem penyulang motor dengan spesifikasi umum 3 phasa, daya 15 kW dan Cos j = 0,8.

“Tunggu dulu, angka-angka tersebut dari mana didapatnya?” Spesifikasi tersebut biasanya tertera pada name plate motor. Motor disimbolkan dengan huruf ”M”, ”RST” merupakan simbolisasi dari 3 phasa, phasa R, phasa S dan phasa T. Sedangkan simbol yang lain adalah untuk, fuse / sekring, pengaman, kontaktor dan thermal overload (TOL).

”Kalau begitu apanya yang dirancang? Gambar sudah ada, fuse/sekring, pengaman, kontaktor, TOL dan motor sudah dirangkai?”. Yang belum ada adalah berapa nilai dari fuse / sekring, pengaman , kontaktor dan TOL yang harus dipasang pada sistem.

Gambar 1.

Sebelum kita menetukan nilai dari fuse / sekring, pengaman, kontaktor dan TOL, ada baiknya kita melihat fungsi dan karakteristik dari peralatan tersebut.

”Tapi, mengapa kita membutuhkan fuse/sekring, pengaman, kontaktor dan TOL, hanya untuk menghidupkan sebuah motor?”.  Dalam perancangan kontrol, harus juga diperkirakan gangguan yang akan timbul dan bagaimana mengamankan peralatan (dalam hal ini motor) agar tidak rusak jika terjadi gangguan.

”Jelas kalau begitu, tetapi gangguan apa saja sih yang akan timbul?”. Arus hubung singkat dan beban lebih merupakan gangguan yang akan timbul. Kemungkinan terhubungnya phasa dengan phasa, phasa dengan netral dan phasa dengan tanah adalah cukup besar, yang dapat mengakibatkan terjadinya arus hubung singkat. Gambar 2 menunjukkan sebuah gelombang arus hubung singkat.

Gambar 2.

Fuse/Sekring

”Mengapa untuk mengamankan peralatan dari arus hubung singkat selalu digunakan fuse/sekring?”. Hal ini dapat dijelaskan dengan memperhatikan karakteristik Cut Off  dari fuse yang ditunjukkan pada gambar 3. Cut Off merupakan titik lebur elemen sekring, sebelum arus naik sampai arus prospektif. Pre Arcing Time merupakan waktu antara naiknya arus sampai arus Cut Off. Arcing Time merupakan waktu antara naiknya arus sampai Cut Off hingga menjadi nol.

Gambar 3.

Dengan memperhatikan karakteristik Cut Off dan karakteristik sekring pada gambar 4, terjawab sudah, respon sekring dalam memutuskan arus sangatlah cepat.

Gambar 4.

Pengaman

Jenis pengaman terbagi menjadi tiga, yakni pengaman jenis mini (MCB – Mini Circuit Breaker), pengaman jenis compact (MCCB – Moulded Case cCirciut Breaker) dan pengaman pentanahan (ELCB – Earth Leakage Circuit Breaker). Pengaman relay thermis dan relay electromagnetic termasuk dalam pengaman jenis mini (MCB).

Berdasarkan waktu pemutusannya MCB terbagi dalam tiga tipe, L, H dan G. Dimana tipe L dipergunakan untuk pengaman jala-jala penerangan rumah, tipe H dipergunakan untuk pengaman instalasi rumah dan tipe G dipergunakan untuk pengaman motor-motor listrik.

“Apa perbedaan antara sekring dan MCB, bukankah keduanya memiliki fungsi yang sama?”. Keduanya memang memiliki fungsi yang sama, yaitu sama-sama mengamankan motor dari arus hubung singkat. Namun apabila kita bandingkan karateristik sekring dan MCB, terlihat bahwa MCB memiliki kepekaan yang lebih rendah dari sekring, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 5.  

Gambar 5.

Dalam memilih pengaman MCB, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut:

·  Tegangan pengenal dari pengaman harus lebih besar atau sama dengan tegangan fasa ke fasa dari sistem.

·  Frekuensi pengenal dari pengaman harus sesuai dengan frekuensi sistem.

·  Arus pengenal dari pengaman harus lebih besar dari arus yang dilalukan oleh kabel dan harus lebih kecil dari arus yang diizinkan pada kabel.

·  Kapaisitas pemutusan dari pengaman harus paling sedikit sama dengan arus prospektif pada titik dimana pengaman tersebut dipasang.

· Jumlah kutub dari pemutus tenaga tergantung dari sistem pentanahan (arde)

Selain hal di atas, MCB juga memiliki rating terhadap pole, tegangan dan arus. Rating MCB 1 pole digunakan untuk sistem 1 phasa, 2 pole digunakan untuk sistem 2 phasa dan 3 pole digunakan untuk sistem 3 phasa. Sedangkan rating tegangan MCB dimulai dari 300 Volt hingga 500 Volt. Untuk arus, rating MCB dimulai dari 1 A, 2 A, 4 A, 6 A, 10 A, 15 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A dan 63 A. Untuk MCCB rating arusnya hingga 4000A.

Kontaktor

Sama halnya dengan sekring dan MCB, penentuan kontaktor pun harus memperhatikan rating tegangan dan rating arus, yang dapat diuraikan sebagai berikut:

Rating tegangan operasi (Ve/Vn):

Nilai dari tegangan dimana kontaktor mampu beroperasi sesuai arus nominalnya. Tegangan ini tidak boleh lebih besar dari rating tegangan.

Rating tegangan isolasi:

Tegangan pada saat pengujian kontaktor untuk pengujian tingkat dielektiknya.

Rating thermal current (Ith):

Adalah nilai arus pada saat pengukian sesuai standar IEC.

Rating arus operasi (Ie/In):

Nilai arus sehingga kontaktor mampu beroperasi normal sesuai dengan tegangan operasinya dan katagori penggunaannya. Arus maksimum operasi berhubungan erat dengan panas yang timbul dan panasnya tidak akan melebihi panas yang diijinkan.

Umur kontak (electrical life):

Kemampuan berapa kali kontak bekerja pada penuh tanpa harus direparasi atau diganti.

Selain hal tersebut di atas ada lagi hal lain yang perlu diperhatikan dalam penentuan kontaktor, yaitu kategori penggunaan kontaktor yang tunjukkan oleh tabel 1.

Kategori Penggunaan	Perkalian Arus Beban Penuh
	Operasi Normal
	Menutup	Membuka
AC1 untuk beban non induktif atau resistif, atau peralatan yang memiliki cos j = 0,95. Contoh: Pemanas	1	1
AC2 untuk starting dan inching motor slip ring	2,5	2,5
AC3 untuk starting dan off selama operasi motor rotor sangkar, selama kondisi normal. Contoh: lift, konveyor, eskalator, compressor, pompa, kipas angin, mills, mixer, AC	6	1
AC4 untuk starting, plugging, reversing dan inching motor rotor sangkar.	6	6

Tabel 1

”Wah, semakin lama bahasannya semakin serius kayaknya..., Apakah tidak bisa lebih santai?”. Pada perancangan, terlebih dahulu kita harus mengenal karakteristik dari berbagai peralatan yang akan digunakan, pokoknya hal itu adalah wajib diketahui!.

”Iya..., tapi kapan kita akan menentukan nilai dari sekring, pengaman, kontaktor dan TOL yang akan dipasang?”. Sebenarnya itu adalah bagian yang paling mudah, bahkan beberapa merk pembuat fuse, pengaman, kontaktor dan TOL sudah membuatkan tabel nilainya. Namun sebelum sampai kepada penentuan nilainya, saya akan mengajak anda untuk menengok sekilas hal-hal yang perlu mendapat perhatian dari motor 3 phasa.

Dari sistem hubungannya ke sumber tegangan, motor 3 phasa dapat dihubungkan secara bintang maupun delta. Secara sistem tegangan yang perlu digaris bawahi adalah jika lilitannya hanya mampu diberi tegangan 220 VAC, maka motor tersebut hanya dapat dihubungkan secara bintang dengan sumber 380 VAC. Sedangkan jika lilitan perkutubnya hanya mampu menahan tegangan 380 VAC maka motor tersebut bekerja normal jika dihubungkan delta pada sumber tegangan 380 VAC. Motor tersebut dapat juga dihubungkan dengan hubungan bintang.

Selain dari sistem hubung dan sistem tegangannya, perlu juga dilihat jumlah kutub/pole, arus nominal dan dayanya. Jumlah kutub biasanya menentukan putaran dari motor yang dirumuskan dengan N=120 f/p, dimana f merupakan frekuensi dan p adalah pole/kutub. Jika motor bekerja dengan normal, maka arus yang akan mengalir merupkan arus nominal (In), sedangkan daya adalah daya yang diserap motor.

Akhirnya selesai sudah semua. Saya akan mengajak anda menentukan nilai-nilai dari pengaman tersebut. Tahap pertama yang harus dicari adalah arus nominal dari motor, yang dapat dicari dengan persamaan:

Jika tegangan 380 VC, Daya motor 15kW dan Cos j = 0,8, maka didapat In = 28,5 A. Sehingga penentuan nilai dari fuse/sekring, pengaman, kontaktor dan TOL dapat dilakukan berdasarkan In, seperti yang ditunjukkan pada gambar 6.

Gambar 6

Unduh gratis ebook "Perancangan Kontrol".