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