FUNGSI PENGAMAN DAN KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK

A. PENGERTIAN PENGAMAN

Sistem pengaman tenaga listrik merupakan sistem pengaman pada peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem tenaga listrik, seperti generator, bus bar, transformator, saluran udara tegangan tinggi, saluran kabel bawah tanah, dan lain sebagainya terhadap kondisi abnormal operasi sistem tenaga listrik tersebut (J. Soekarto, 1985).

B. FUNGSI PENGAMAN

Kegunaan sistem pengaman tenaga listrik, antara lain untuk

1. mencegah kerusakan peralatan-peralatan pada sistem tenaga listrik akibat terjadinya gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal;

2. mengurangi kerusakan peralatan-peralatan pada sistem tenaga listrik akibat terjadinya gangguan atau kondisi operasi sistem yang tidak normal;

3. mempersempit daerah yang terganggu sehingga gangguan tidak melebar pada sistem yang lebih luas;

4. memberikan pelayanan tenaga listrik dengan keandalan dan mutu tinggi kepada konsumen;

5. mengamankan manusia dari bahaya yang ditimbulkan oleh tenaga listrik.

C. KOMPONEN SISTEM TENAGA LISTRIK

Dalam skala besar energi listrik dihasilkan melalui generator pada pusat pembangkit dengan berbagai macam tenaga penggerak awalnya. Misalnya tenaga air pada Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA), tenaga uap pada Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), tenaga gas pada Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG), dan lain sebagainya. Mula-mula pemakaian tenaga listrik hanya terbatas pada daerah di sekitar pembangkit itu berada, sehingga untuk menyalurkannya hanya diperlukan sistem tenaga listrik tegangan rendah. Dengan adanya perkembangan daerah atau perkotaan maka pusat pembangkit letaknya terpaksa jauh dari kota atau pusat beban. Hal ini menyebabkan pembangkit, misalnya PLTA, tidak mungkin lagi menyalurkan listrik menggunakan tegangan rendah ataupun menengah. Untuk itu diperlukan tegangan yang lebih tinggi atau yang lazim disebut transmisi. Penggunaan saluran transmisi memungkinkan pengiriman tenaga listrik kepada pemakai yang letaknya beberapa ratus kilometer dari pusat pembangkit.

Secara umum, komponen-komponen yang ada pada sistem tenaga listrik, antara lain sebagai berikut.

1. Stasiun pembangkit

2. Stasiun trafo penaik tegangan

3. Jaringan transmisi primer

4. Gardu induk transmisi

5. Jaringan transmisi sekunder

6. Stasiun trafo step down

7. Jaringan distribusi primer

8. Stasiun trafo distribusi

9. Jaringan distribusi sekunder

Diagram sistem tenaga listrik dari pusat pembangkit sampai konsumen dapat dilihat pada Gambar 2.1. Tegangan keluaran (output) generator di pusat pembangkit 11 KV dinaikkan melalui trafo penaik tegangan (step up) menjadi 500 KV. Tegangan itu kemudian dialairkan melalui jaringan transmisi primer 500 KV dan melalui trafo penurun tegangan (step down) di gardu induk transmisi, tegangan 500 KV diturunkan menjadi tegangan transmisi sekunder 150 KV. Tegangan listrik pada jaringan transmisi yang masih tinggi ini belum bisa dipakai secara langsung oleh konsumen. Untuk itu perlu diturunkan menjadi tegangan menengah (kurang lebih 20 KV) melalui stasiun trafo step down yang ada pada gardu induk distribusi. Jaringan distribusi primer 20 KV sebagian bisa dimanfaatkan secara langsung oleh konsumen yang memerlukan catu daya tegangan 20 KV, misalnya pada industri-industri besar. Sedangkan untuk menyuplai tenaga listrik tegangan rendah (220 V), misalnya untuk penerangan rumah tangga, rumah sakit, dan sebagainya, maka tengangan distribusi primer 20 KV diturunkan menjadi tengangan rendah 220 V melalui trafo step down yang selanjutnya dialirkan melalui jaringan distribusi sekunder.

Read More

GANGGUAN–GANGGUAN PADA SISTEM TENAGA LISTRIK

Gangguan – Gangguan Pada Sistem Tenaga Listrik

Gangguan yang terjadi pada system tenaga listri sangat beragam besaran dan jenisnya. Gangguan dalam sistem tenaga listrik adalah keadaan tidak normal dimana keadaan ini dapat mengakibatkan terganggunya kontinuitas pelayanan tenaga listrik. Secara umum klasifikasi gangguan pada system tenaga listrik disebabkan oleh 2 faktor, yaitu:

1. Gangguan yang berasal dari system

2. Gangguan yang berasal dari luar system

Penyebab gangguan yang berasal dari dalam sistem antara lain :

1. Tegangan dan arus abnormal.

2. Pemasangan yang kurang baik.

3. Kesalahan mekanis karena proses penuaan

4. Beban lebih.

5. Kerusakan material seperti isolator pecah, kawat putus, atau kabel cacat isolasinya.

Sedangkan untuk gangguan yang berasal dari luar sistem antara lain[13]:

1. Gangguan-gangguan mekanis karena pekerjaan galian saluran lain. Gangguan ini terjadi untuk sistem kelistrikan bawah tanah.

2. Pengaruh cuaca seperti hujan, angin, serta surja petir. Pada gangguan surja petir dapat mengakibatkan gangguan tegangan lebih dan dapat menyebabkan gangguan hubung singkat karena tembus isolasi peralatan ( breakdown ).

3. Pengaruh lingkungan seperti pohon, binatang dan benda-benda asing serta akibat kecerobohan manusia.

Bila ditinaju dari segi lamanya waktu gangguan, maka dapat dikelompokkan menjadi :

1. Gangguan yang bersifat temporer, yang dapat hilang dengan sendirinya atau dengan memutuskan sesaat bagian yang terganggu dari sumber tegangannya. Gangguan sementara jika tidak dapat hilang dengan segera, baik hilang dengan sendirinya maupun karena bekerjanya alat pengaman dapat berubah menjadi gangguan permanen.
2. Gangguan yang bersifat permanen, dimana untuk membebaskannya diperlukan tindakan perbaikan dan/atau menyingkirkan penyebab gangguan tersebut.

Untuk gangguan yang bersifat sementara setelah arus gangguannya terputus misalnya karena terbukanya circuit breaker oleh rele pengamannya, peralatan atau saluran yang terganggu tersebut siap dioperasikan kembali. Sedangkan pada gangguan permanen terjadi kerusakan yang bersifat permanen sehingga baru bisa dioperasikan kembali setelah bagian yang rusak diperbaiki atau diganti.

Pada saat terjadi gangguan akan mengalir arus yang sangat besar pada fasa yang terganggu menuju titik gangguan, dimana arus gangguan tersebut mempunyai harga yang jauh lebih besar dari rating arus maksimum yang diijinkan, sehingga terjadi kenaikan temperatur yang dapat mengakibatkan kerusakan pada peralatan listrik yang digunakan.

Sebab – Sebab Timbulnya Gangguan pada Sistem Tenaga Listrik

Dalam sistem tenaga listrik tiga fasa, gangguan–gangguan arus lebih yang mungkin terjadi adalah sebagai berikut yaitu :

a. Gangguan beban lebih (overload)

Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan murni, tetapi bila dibiarkan terus menerus berlangsung dapat merusak peralatan listrik yang dialiri arus tersebut. Pada saat gangguan ini terjadi arus yang mengalir melebihi dari kapasitas peralatan listrik dan pengaman yang terpasang.

b. Gangguan hubung singkat

Gangguan hubung singkat dapat terjadi dua fasa, tiga fasa, satu fasa ke tanah, dua fasa ke tanah, atau 3 fasa ke tanah. Gangguan hubung singkat ini sendiri dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu gangguan hubung singkat simetri dan gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan yang termasuk dalam hubung singkat simetri yaitu gangguan hubung singkat tiga fasa, sedangkan gangguan yang lainnya merupakan gangguan hubung singkat tak simetri (asimetri). Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebih pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu.

Hampir semua gangguan yang terjadi pada sistem tenaga listrik adalah gangguan tidak simetri. Gangguan tidak simetri ini terjadi sebagai akibat gangguan hubung singkat satu fasa ke tanah, gangguan hubung singkat dua fasa, atau gangguan hubung singkat dua fasa ke tanah.

Gangguan-gangguan tidak simetri akan menyebabkan mengalirnya arus tak seimbang dalam sistem sehingga untuk analisa gangguan digunakan metode komponen simetri untuk menentukan arus maupun tegangan di semua bagian sistem setelah terjadi gangguan. Gangguan ini akan mengakibatkan arus lebh pada fasa yang terganggu dan juga akan dapat mengakibatkan kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu. Gangguan dapat diperkecil dengan cara pemeliharaannya.

Adapun akibat-akibat yang ditimbulkan dengan adanya gangguan hubung singkat tersebut antara lain:

1. Rusaknya peralatan listrik yang berada dekat dengan gangguan yang disebabkan arus-arus yang besar, arus tak seimbang maupun tegangan-tegangan rendah.
2. Berkurangnya stabilitas daya system tersebut.
3. Terhentinya kontinuitas pelayanan listrik kepada konsumen apabila gangguan hubung singkat tersebut sampai mengakibatkan bekerjanya CB yang biasa disebut dengan pemadaman litrik.

c. Gangguan tegangan lebih

Gangguan tegangan lebih diakibatkan karena adanya kelainan pada sistem. Gangguan tegangan lebih dapat terjadi antara lain karena :

- gangguan petir

- gangguan surja hubung, di antaranya adalah penutupan saluran tak serempak pada pemutus tiga fasa, penutupan kembali saluran dengan cepat, pelepasan beban akibat gangguan, penutupan saluran yang semula tidak masuk sistem menjadi masuk sistem, dan sebagainya.

Read More

PRINSIP DASAR THERMODINAMIKA UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK

Prinsip Dasar Thermodinamika untuk Pembangkit Listrik

PRINSIP-PRINSIP TERMODINAMIKA
Hukum I Termodinamika
Pada penerapan Hukum I Termodinamika dalam suatu proses, dibedakan antara sistem dan lingkungan. Bagian dimana proses tersebut berlangsung disebut sebagai sistem, sedangkan segala sesuatu di luar sistem disebut lingkungan. Hukum ini berlaku tidak hanya pada sistem saja tetapi juga pada lingkungan. Dalam bentuk dasar, dapat ditulis sebagai :
...(15.1)
Jika antara sistem dan lingkungan tidak terjadi perpindahan massa, maka sistem dikatakan tertutup dan massa konstan. Untuk sistem seperti ini, semua energi yang berpindah antara sistem dan lingkungan berbentuk panas dan kerja, sehingga persamaan (15.1) dapat dijabarkan menjadi :
...(15.2)
...(15.3)
Bila panas bernilai positif untuk panas yang masuk sistem dan kerja bernilai positif untuk kerja yang dilakukan sistem, maka :
...(15.4)
Berarti bahwa perubahan energi total sistem sama dengan panas yang ditambahkan pada sistem dikurangi oleh kerja yang dilakukan sistem.
Persamaan di atas berlaku untuk perubahan yang terjadi pada sistem tertutup. Sistem tertutup juga seringkali menjalankan proses dimana tidak ada perubahan energi potensial dan kinetik sehingga persamaan (15.4) menjadi :
...(15.5)
Proses Aliran Steady State
Persamaan (15.5) terbatas pemakaiannya pada proses dengan massa konstan dimana hanya terjadi perubahan energi dalam saja. Untuk proses-proses pada industri yang melibatkan aliran mantap melalui peralatan-peralatan diperlukan penjabaran Hukum I Termodinamika yang lebih umum. Keadaan mantap berarti bahwa kondisi pada semua titik dalam peralatan konstan terhadap waktu. Sehingga persamaan (15.4) kemudian menjadi :
...(15.6)
Pada penerapannya secara termodinamika, energi potensial dan energi kinetik sangatlah kecil dibandingkan dengan elemen yang lainnya dan dapat diabaikan. Selain itu, pada turbin semua perpindahan panas diabaikan sehingga persamaan (15.6) berubah menjadi :
...(15.7)
dimana kerja turbin (ditandakan dengan minus) masih dalam dasar unit massa yang mengalir. Dengan memasukkan variabel m (massa) maka persamaan (15.7) dapat ditulis menjadi :
...(15.8)
dimana:
W = kerja/daya turbin (kW)
m = massa (kg/s)
h1 = entalpi uap yang masuk kedalam turbin (kJ/kg)
h2 = entalpi uap yang meninggalkan turbin (kJ/kg)
Persamaan inilah yang kemudian akan dipakai selanjutnya pada perhitungan daya turbin.

Read More

BAGIAN-BAGIAN DAN PRINSIP KERJA BOILER

Prinsip Kerja Boiler

Boiler atau  ketel uap adalah suatu perangkat mesin yang berfungsi untuk mengubah air menjadi uap. Proses perubahan air menjadi uap terjadi dengan memanaskan air yang berada didalam pipa-pipa dengan memanfaatkan panas dari hasil pembakaran bahan bakar. Pembakaran dilakukan secara kontinyu didalam ruang bakar dengan mengalirkan bahan bakar dan udara dari luar.

Uap yang dihasilkan boiler adalah uap superheat dengan tekanan dan temperatur yang tinggi. Jumlah produksi uap tergantung pada luas permukaan pemindah panas, laju aliran, dan panas pembakaran yang diberikan. Boiler yang konstruksinya terdiri dari pipa-pipa berisi air disebut dengan water tube boiler.

Gambar water tube boiler

Pada unit pembangkit, boiler juga biasa disebut dengan steam generator (pembangkit uap) mengingat arti kata boiler hanya pendidih, sementara pada kenyataannya dari boiler dihasilkan uap superheat bertekanan tinggi.

Ditinjau dari bahan bakar yang digunakan, maka PLTU dapat dibedakan menjadi :

• PLTU Batubara
• PLTU Minyak
• PLTU gas
• PLTU nuklir atau PLTN

Jenis PLTU batu bara masih dapat dibedakan berdasarkan proses pembakarannya, yaitu PLTU dengan pembakaran batu bara bubuk (Pulverized Coal / PC Boiler) dan PLTU dengan pembakaran batu bara curah (Circulating Fluidized Bed).

Perbedaan antara PLTU Batu bara dengan PLTU minyak atau gas adalah pada peralatan dan sistem penanganan dan pembakaran bahan bakar serta penanganan limbah abunya. PLTU batubara mempunyai peralatan bantu yang lebih banyak dan lebih kompleks dibanding PLTU minyak atau gas. PLTU gas merupakan PLTU yang paling sederhana peralatan bantunya.

Gambar Tata letak Pulverized Coal (PC) Boiler Batubara

Gambar Tata letak Circulating Fluidized Boiler (CFB)

Ditinjau dari tekanan ruang bakar boilernya, PLTU dapat dibedakan menjadi:

• PLTU dengan PressurisedBoiler
• PLTU dengan Balanced Draft Boiler
• PLTU dengan Vacuum Boiler

Sistem pengaturan tekanan ruang bakar (furnace pressure) biasa disebut draft atau tekanan statik  didalam ruang bakar dimana proses pembakaran bahan bakar berlangsung.  PLTU dengan pressurised boiler (tekanan ruang bakar positif) digunakan untuk pembakaran bahan bakar minyak atau gas. Tekanan ruang bakar yang positif diakibatkan oleh hembusan udara dari kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). Gas buang keluar dari ruang bakar ke atmosfer karena perbedaan tekanan.

Gambar Jenis-jenis Tekanan (Draft) Boiler

Gambar Skema Balanced Draft Boiler

PLTU dengan Balanced Draft Boiler (tekanan berimbang) biasa digunakan untuk pembakaran bahan bakar batubara. Tekanan ruang bakar dibuat sedikit dibawah tekanan atmosfir, biasanya sekitar –10 mmH₂O. Tekanan ini dihasilkan dari pengaturan dua buah kipas, yaitu kipas hisap paksa (Induced Draft Fan, IDF) dan kipas tekan paksa (Forced Draft Fan, FDF). FDF berfungsi untuk menyuplai udara pembakaran menuju ruang bakar (furnace) di boiler, sedangkan IDF berfungsi untuk menghisap gas dari ruang bakar dan membuang ke atmosfir melalui cerobong. Sedangkan PLTU dengan vacum boiler tidak dikembangkan lagi, sehingga saat ini tidak ada lagi yang menerapkan PLTU dengan boiler bertekanan negatif.

Siklus Air di Boiler

Siklus air merupakan suatu mata rantai rangkaian siklus fluida kerja. Boiler mendapat pasokan fluida kerja air dan menghasilkan uap untuk dialirkan ke turbin. Air sebagai fluida kerja diisikan ke boiler menggunakan pompa air pengisi dengan melalui economiser dan ditampung didalam steamdrum.

Economiser adalah alat yang merupakan pemanas air terakhir sebelum masuk ke drum. Di dalam economiser air menyerap panas gas buang yang keluar dari superheater sebelum dibuang ke atmosfir melalui cerobong.

Gambar Economiser tipe pipa bersirip (finned tubes)

             Peralatan yang dilalui dalam siklus air adalah drum boiler, down comer, header bawah (bottom header), dan riser. Siklus air di steam drum adalah, air dari drum turun melalui pipa-pipa down comer ke header bawah (bottom header). Dari header bawah air didistribusikan ke pipa-pipa pemanas (riser) yang tersusun membentuk dinding ruang bakar boiler. Didalam riser air mengalami pemanasan dan naik ke drum kembali akibat perbedaan temperatur.

Perpindahan panas dari api (flue gas) ke air di dalam pipa-pipa boiler terjadi secara radiasi, konveksi dan konduksi. Akibat pemanasan selain temperatur naik hingga mendidih juga terjadi sirkulasi air secara alami, yakni dari drum turun melalui down comer ke header bawah dan naik kembali ke drum melalui pipa-pipa riser. Adanya sirkulasi ini sangat diperlukan agar terjadi pendinginan terhadap pipa-pipa pemanas dan mempercepat proses perpindahan panas. Kecepatan sirkulasi akan berpengaruh terhadap produksi uap dan kenaikan tekanan serta temperaturnya.

Selain sirkulasi alami, juga dikenal sirkulasi paksa (forced circulation). Untuk sirkulasi jenis ini digunakan sebuah pompa sirkulasi (circulation pump). Umumnya pompa sirkulasi mempunyai laju sirkulasi sekitar 1,7, artinya jumlah air yang disirkulasikan 1,7 kali kapasitas penguapan. Beberapa keuntungan dari sistem sirkulasi paksa  antara lain :

• Waktu start (pemanasan) lebih cepat
• Mempunyai respon yang lebih baik dalam mempertahankan aliran air ke pipa-pipa pemanas pada saat start maupun beban penuh.
• Mencegah kemungkinan terjadinya stagnasi pada sisi penguapan
• 

Gambar Siklus air

Dapur pembakar (furnance)

Furnance adalah suatu ruangan dapur sebagai penerima bahan bakar untuk pembakaran, yang dilengkapi dengan fire grate pada bagian bawah diletakan rangka bakar sebagai alas bahan bakar, dan pada sekelilingnya adalah pipa-pipa air ketel yang menempel pada dinding tembok dapur yang mendapat atau menerima panas dari bahan bakar. Adapun pemindahan panas yang terjadi pada ketel uap ada 3 proses, yaitu:

1. Pemindahan panas dengan pancaran atau radiasi dari nyala api dan gas panas kepada dinding ketel dan pipa-pipa air.
2. Panas ini mengalir memalui hantaran atau konduksi dari sisi dinding yang menerima panas ke sisi dinding yang memberi panas.
3. Selanjutnya panas ini dengan cara singgungan atau konveksi diserahkan kepada air yang mengalir.

Ruang bakar terbagi 2 (dua) bagian, yaitu :

1. Ruang pertama berfungsi sebagai ruang pembakaran, sebagai pemanas yg dihasilkan dan diterima langsung oleh pipa-pipa air yg berada di dlm ruangan dapur tersebut (pipa-pipa air) dari drum ke header samping kanan/kiri.
2. Ruang kedua merupakan ruang gas panas yg diterima dari hasil pembakaran dalam ruang pertama. Di dalam ruang kedua ini sebagian besar panas dari gas diterima oleh pipa-pipa air drum atas ke drum bawah. Dalam ruang pembakaran pertama udara pembakaran ditiupkan oleh Blower Forced Draft Fan (FDF) melalui lubang-lubang kecil disekeliling dinding ruang pembakaran dan melalui kisi-kisi bagian bawah dapur (Fire grates).

Jumlah udara yang diperlukan diatur melalui klep (Air Draft Controller) yang dikendalikan dari panel saklar ketel. Sedangkan dalam ruang kedua, gas panas dihisap Blower (Induced Draft Fan) sehingga terjadi aliran panas dari ruangan pertama ke ruang kedua dapur. Pembakaran Di dalam ruang kedua dipasang sekat-sekat sedemikian rupa yang dapat memperpanjang permukaan yang dilalui gas panas, supaya gas panas tersebut dapat memanasi seluruh pipa air, sebagian permukaan luar drum atas dan seluruh bagian luar drum bawah.

Bagian-Bagian Boiler

1. Steam drum

Drum atas berfungsi sebagai tempat pembentukan uap yang dilengkapi dengan sekat-sekat penahan butir-butir air untuk memperkecil kemungkinan air terbawa uap. Steam drum terletak di bagian atas, adalah suatu tabung atau bejana yang berisi air dan sebagian uap dengan perbadingan 50%: 50%. Pada steam drum itulah pembuatan uap pada ketel terjadi. Disamping sebagai tempat pembuatan uap, juga digunakan sebagai tempat penerima air pengisi ketel. Karena perbedaan suhu pada air pengisisan dan air yang berada di dalam steam drum dan air yang berada di dalam pipa-pipa, maka terjadilah sirkulasi air didalam ketel, sehingga air yang bersuhu rendah akan mengalir kebawah melalui pipa-pipa dan down corner. Demikian pula sebaliknya pada air yang bersuhu tinggi akan mengalir keatas melalui pipa-pipa disekeliling dapur, akhirnya menguap pada permukaan air dalam steam drum.

Gambar ilustrasi steam drum

2. Water drum

Drum bawah berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yang didalamnya di pasang plat-plat pengumpul endapan lumpur untuk memudahkan pembuangan keluar (Blow Down). Water drum terletak dibagian bawah, adalah suatu tabung atau bejana yang berisi air sebagai penguhubung pipa-pipa ketel dari pisteam drum. Disamping itu, Water drum juga berfungsi sebagai tempat pengendapan kotoran-kotoran air dalam ketel, yang tidak menempel pada dinding-dinding ketel, melainkan terlarut dan mengendap. Dengan jalan atau perlakuan Blow Down maka kotoran-kotoran tersebut akan dapat dibuang dan dikeluarkan dari dalam ketel. Kotoran-kotoran tersebut misalnya : SiO2 , Fe, dsb.

Gambar ilustrasi steam drum & Water drum

3. Pemanas Lanjut (Super Heater)

Uap yang berasal dari penguapan di dalam drum atas belum dapat dipergunakan oleh turbin uap, oleh karenanya harus dilakukan pemanasan uap lanjut melalui pipa uap pemanas lanjut (Superheater Pipe), hingga uap benar-benar kering dengan temperatur 260 oC – 340 oC. Pipa-pipa pemanas uap lanjut dipasang di dalam ruang pembakaran kedua, hal ini mengakibatkan uap basah yang dialirkan melalui pipa tersebut akan mengalami pemanasan lebih lanjut.Perinsip Kerja pemanas lanjut (Super Heater)Prinsip kerja Super Heater yaitu pada saat pemanasan, api harus diatur sehingga suhu dari pipa Super Heater tidak melebihi batas keamanan yang diizinkan. Suhu dari logam pipa pada waktu pemanasan ketel biasanya dijaga supaya berada di bawah suhu pipa pada saat ketel berada pada kapasitas penuh. Hal ini dapat dilaksanakan dengan mengatur waktu dari saat pemanasan sampai saat tekanan kerja tercapai, dengan maksud untuk membatasi suhu gas masuk ke superheater pada ±5000C untuk superheater dengan pipa baja biasa.Superheater yang tdak dilengkapi dengan pembuangan atau drain akan selalu menympan air condensate apda saat pembakaran dihentikan. Makin banyak condensate yang terkulmpul disitu, makin banyak pula panas yang dibutuhkan untuk mendidihkan air dalam pipa superheater, supaya pipa superheater bebar dari air. Pada saat pemanasan pertama, biasanya membutuhkan waktu yang lama untuk membersihkan pipa superheater dari air, karena banyak air yang terjebak di pipa superheater sesudah diadakan hydrostatis test.Cara termudah untuk membuang air tersebut adalah dengan menguapkannya. Cara ini mengkibatkan kontrol dari suhu gas selama penaikan tekana menjadi sangat penting, untuk mencegah panas berlebihan pada pipa yang tidak dilalui oleh uap karena terhambat oleh air. Hal tersebut juga mengharuskan pembukaan penuh katup pelepas (air vent) pada superheater sebelum pemanasan ketel dumulai, dan katub haruslah tatap terbuka sampai dicapai aliran uap dari ketel pada pipa utama ±10% dari kapasitas ketel.Yang menjadi catatan penting adalah bahwa ada uap mengalir memalui vent tidaklah berarti bahwa semua pipa superheater telah dilalui uap, beberapa kemungkinan masih mengandung air yang terjebak di dalamnya dan bila pemanasan berlangsung cepat, pada saat itu pipa dapat mengalami panas berlebihan (pada bagian permukaan air yang terjebak) karena tidak ada aliran uap didalamnya.

Pada saat penghentian operasi dai ketel katub pelepas superheater harus dibuka sebelum menutup katub uap utama dan juga pada setiap saat dimana dimana uap yang melewati katub utama lebih kecil dari 10% dari kapasitas ketel, seperti yang sudah tersebut diatas.

Kemungkinan pipa superheater mengalami panas berlebihan pada saat katub uap ditutub bila :

1. Ketel masih sangat panas, yaitu pada saat baru berhenti.
2. Ketel masih mengandung banyak bagasse atau abu panas diatas fire grate yang masih dapat terbakar.
3. 

Gambar Ilustrasi Super Heater

4. Pipa air (Header)

Pipa-pipa air berfungsi sebagai tempat pemanasan air ketel yg dibuat sebanyak mungkin hingga penyerapan panas lebih merata dengan efisiensi tinggi, pipa-pipa ini terbagi dalam:

· Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan header muka atau belakang.

· Pipa air yang menghubungkan drum dengan header samping kanan atau samping kiri.

· Pipa air yang menghubungkan drum atas dengan drum bawah.

· Pipa air yang menghubungkan drum bawah dengan header belakang.

5. Air heater

Air heater adalah alat pemanas udara penghembus bahan bakar. Prinsip kerja Air heater yaitu memanaskan udara yang lewat disela-sela pipa dialirkan udara hembusan dari F.D.F yang lewat di sekitar pipa-pipa yang di dalamnya mengalir gas bekas dari pembakaran bahan bakar.

Udara hembus sebelum melalui Air heater mempunyai suhu yang sama dengan udara luar yakni sekitar 380C, dan setelah melalui Air heater dapat mencapai suhu antara 2000C-2300C. Keuntungan penggunaan Air heater adalah :

1. Pemanfaatan kalor gas buang.
2. Pembuatan uap lebih cepat.
3. 

Gambar Ilustrasi Air heater

6. Dust collector

Dust collector adalah alat pengumpul abu atau penangkap abu pada sepanjang aliran gas pembakaran bahan bakar sampai kepada gas buang.  Keuntungan penggunaan dust colector adalah :

1. Gas buang akan menjadi bersih, sehingga tidak mengganggu pencemaran udara.
2. Tidak menjadikan kerusakan alat-alat bantu lainnya, misalnya : pipa-pipa Air heater, cashing I.D.F yang aus karena gesekan abu, pasir, dsb.
3. Tidak mengganggu jalannya operasi.

7. Pembuangan gas bekas

Gas bekas setelah ruang pembakaran kedua dihisap oleh Blower isap (Induced Draft Fan) melalui saringan abu (Dast Colector) kemudian dibuang ke udara bebas melalui cerobong asap (Chimney) Pengaturan tekanan didalam dapur dilakukan pada corong keluar Blower (Exhaust) dengan katup yang diatur secara otomatis oleh alat hidrolis (Furnace Draft Control).

8. Air seal damper

Air seal damper adalah alat yang terdiri dari dua buah damper atas dan bawah yang bekerja membuka dan menutup secara bergantian yang berfungsi ganda, yaitu untuk mengeluarkan abu pada Dust collector, juga menjaga agar udara luar tidak masuk akibat tarikan I.D.F.

9. Ash rotary valve

Ash rotary valve adalah alat bantu yang berfungsi sama dengan Air seal damper, yaitu untuk mengeluarkan abu pada Dust collector,juga menjaga agar udara luar tidak masuk akibat tarikan I.D.F yang membedakan yaitu Ash rotary valve bekerja berputar. Alat-alat pengaman boiler Mengingat bahwa tekanan kerja dan temperatur ketel yang sangat tinggi, maka ketel harus dilengkapi dengan alat-alat pengaman sebagai berikut :

1. Katup Pengaman (Safety Valve) Alat ini bekerja membuang uap apabila tekanan melebihi dari tekanan yang telah ditentukan sesuai dengan penyetelan katup alat ini. Umumnya pada katup pengaman tekanan uap basah (Saturated Steam) diatur pada tekanan 21 kg/cm2, sedang pada katup pengaman uap kering tekanannya 20,5 kg/cm2. Penyetelan dilakukan bersama dengan petugas IPNKK setelah adanya pemeriksaan berkala.
2. Gelas Penduga (Sight Glass) Gelas penduga adalah alat untuk melihat tinggi air di dalam drum atas, untuk memudahkan pengontrolan air dalam ketel selama operasi. Agar tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pada kran-kran uap dan air pada alat ini, maka perlu diadakan penyepuan air dan uap secara periodik pada semua kran minimal setiap 3 (tiga) jam. Gelas penduga ini dilengkapi dengan alat pengontrolan air otomatis yang akan membunyikan bell dan menalakan lampu merah pada waktu kekurangan air. Pada waktu kelebihan air bell juga akan berbunyi dan lampu hijau yang akan menyala.
3. Kran Spei air (Blow Down Valve) Kran spei air ini dipasang 2 (dua) tingkat, satu buah kran buka cepat (Quick Action Valve) dan satu buah lagi kran ulir. Bahan dari kedua kran ini dibuat dari bahan yang tahan tekanan dan temperatur tinggi.
4. Pengukur Tekanan (Manometer) Manometer adalah alat pengukur tekanan uap di dalam ketel yang dipasang satu buah untuk tekanan uap panas lanjut dan satu buah untuk tekanan uap basah. Untuk menguji kebenaran penunjukan alat ini, pada setiap manometer dipasang kran cabang tiga yang digunakan untuk memasang manometer penara (Manometer Tera).
5. Kran Uap Induk  Kran uap induk berfungsi sebagai alat untuk membuka dan menutup aliran uap ketel yang terpasang pada pipa uap induk terbuat dari bahan tahan panas dan tekanan tinggi.
6. Kran Pemasukan Air Kran pemasukan air 2 (dua) buah yaitu satu kran ulir dan lainnya kran satu arah (Non Return Valve). Kedua alat ini terbuat dari bahan yang tahan panas dan tekanan tinggi.

· Peralatan Lain Perlengkapan lain yang diperlukan untuk ketel uap adalah : Alat penghembus debu pada pipa air ketel (Mechanical Soot Blower).

· Pemasukan air ketel otomatis (Automatic Feed Regulator).

· Panel-panel listrik komplit dengan alat-alat ukur. 

· Meter pencatat tekanan dan temperature (manometer & Temperatur Recorder).

· Kran-kran buangan udara, air kondensat, dan header.

10. Soot Blower

Soot Blower adalah alat yang berfungsi sebagai pembersih jelaga atau abu yang menempel pada pipa-pipa. Alat ini berada pada dinding-dinding samping kanan kiri ketel. Media pembersihnya adalah uap yang diambilkan dari steam drum yang bertekanan 11-13 kg/cm2 setelah melalui steam reducer.Soot Blower bekerja secara manual bekerja secara manual yang biasannya dilakukan pada setiap 4 jam sekali atau pada saat setelah dilakukan damping stocker (pembuangan abu dapur). Cara pelaksanaan Soot blowing adalah berurutan dimulai dari depan atau mengikuti jalannya gas asap. Hal tersebut dimaksudkan agar mendapatkan hasil penyemprotan yang bersih dan sempurna.

11. Burner

Burner adalah alat yang berfungsi sebagai penyemprot bahan bakar cair misalnya solar, residu, dll. Pada pabrik gula penggunaan Burner sangat ditekan karena dengan penggunaan Burner berarti menggunakan bahan bakar yang beli, sedangkan pabrik gula adalah produsen bahan bakar padat yaitu bagasse. Oleh karena itu harus diupayakan agar mois atau kandungan air pada bagasse sekecil mungkin. Namun demikian peralatan Burner harus tetap dipasang, karena pada sebelum tersedia bahan bakar bagasse maka Burner harus digunakan. Selain itu mungkin terjadi gangguan pada pada peralatan bahan bakar bagasse pada saat operasi.

12. Blow Down continue

Blow Down continue adalah pembuangan air ketel yang dilakukan secara terus menerus. Adapun air ketel yang dibuang tersebut diambilkan dari steam drum yaitu pada permukaan air. Hal tersebut dilakukan karena menyangkut beberapa hal :

1. Menghilangkan seandainya terjadi buih atau busa pada permukaan air ketel, karena hal tersebut dapat mengganggu pandangan pada gelas penduga yang memuliki peranan sangat penting pada ketel.
2. Menurunkan electric conductivity yang terkandung pada air ketel.

Aturan seberapa bukaan valve Blow Down continue adalah bergantung pada bagaimana keadaan atau kondisi air ketel. Dalam kondisi normal, flow rate Blow Down continue adalah sekitar 3% - 5% dari kapasitas operasi ketel.

Read More

JENIS-JENIS BATERAI ASAM TIMBAL ( LEAD ACID BATTERY)

BATERAI ASAM TIMBAL (LEAD ACID BATTERY)

A. Pendahuluan

Baterei Lead Acid pertama di ketemukan tahun 1880 dan terus mengalami perkembangan teknologi material dan cara yang efektif untuk terus menjadi energe yang hemat, kuat dan tahan lama. Semua battery lead acid komponennya terdiri lempengan elektrolit di dalamnya. Konstruksi secara umum setiap lapisan lempengan elektrolit menghasilkan tegangan.

Aki merupakan salah satu jenis baterai yang menggunakan Asam Timbal (Lead Acid) sebagai bahan kimianya. Aki banyak sekali jenisnya seiring banyaknya penemuan-penemuan baru baik dari jenis bahan kimianya maupun konstruksinya, sehingga penggunaannya pun berbeda-beda.

Gambar.1 Batteray lead acid dan jenis-jenisnya

B. Jenis-Jenis Lead Acid Battery
Secara umum ada dua jenis aki (Lead Acid Battery), yaitu:
1. Starting Battery.

Merupakan jenis aki yang dirancang mampu menghasilkan energi (arus listrik) yang tinggi dalam waktu singkat sehingga dapat menyalakan mesin seperti mesin kendaraan. Dengan kata lain untuk menghidupkan mesin dibutuhkan arus listrik yang tinggi. Setelah mesin hidup aki istirahat sambil dicas kembali oleh dinamo (alternator). Jadi aki akan selalu penuh terisi arus listrik tidak pernah sampai habis. Jika aki sering terpakai sampai habis aki jenis ini akan cepat rusak.

Gambar.2 Starting battery

Konstruksinya menggunakan banyak pelat tipis secara paralel agar resistansinya rendah dengan permukaan yang lebih luas agar dapat melepas arus listrik yang tinggi saat dibutuhkan. Aki jenis ini banyak digunakan pada kendaraan untuk menyalakan mesin.

2. Deep Cycle Battery.

Kebalikan dari jenis Starting Battery, Deep Cycle Battery dirancang untuk menghasilkan energi (arus listrik) yang stabil (tidak sebesar Starting Battery) namun dalam waktu yang lama. Aki jenis ini tahan terhadap siklus pengisian - pengosongan aki yang berulang-ulang (Deep Cycle) karenanya konstruksinya menggunakan pelat yang lebih tebal seperti terlihat pada gambar. Aki Deep Cycle banyak digunakan pada peralatan yang menggunaan motor listrik seperti kursi roda, forklift, mobil golf. Jenis ini juga banyak digunakan pada proyek energi alternatif untuk menyimpan arus listrik seperti pada pembangkit listrik ternaga surya, pembangkit listrik tenaga angin dan pembangkit listrik tenaga air.

Terlepas dari dua jenis aki di atas, aki juga digolongkan sebagai:

1. Flooded Lead Acid Battery (FLA).

Jenis ini desebut juga Wet Cell atau Flooded Battery. Di pasaran, aki ini dikenal dengan aki basah. Maksudnya sel-sel di dalam aki harus terendam cairan elektrolit dan jika level cairannya kurang harus ditambah. Ciri-cirinya setiap sel ada katup untuk pengisian cairan elektrolitnya. Jenis ini paling banyak di sekitar kita.

2. Valve-Regulated Lead Acid Battery (VLRA).

Jenis ini sering juga disebut Sealed Lead Acid battery atau Sealed Maintenance Free battery. Secara fisik aki jenis ini terlindung / tertutup rapat, yang nampak dari luar hanya terminal (+) positif dan (-) negatif. Didesain agar cairan elektrolit tidak berkurang karena bocor atau penguapan. Aki jenis ini memiliki katup ventilasi yang hanya terbuka pada tekanan yang ekstrem untuk pembuangan gas hasil reaksi kimianya. Tidak ada katup untuk isi ulang cairan elektrolitnya, karenanya dikenal dengan aki bebas perawatan (Maintenance Free Battery).

Aki VRLA dibagi menjadi 2 kenis berdasarkan konstruksi internalnya, yaitu:

2.1. Gel Cells.

Aki jenis ini, cairan elektrolitnya dicampur dengan pasir silica sehingga menjadi kental seperti jelly (agar-agar atau puding). Kemudian jelly ini berfungsi seperti halnya cairan elektrolit. Aki jenis ini sebaiknya jangan digunakan pada perangkat yang membutuhkan suplai arus listrik yang tinggi (discharging) atau di cas dengan arus yang tinggi pula (charging). Kalau tidak jelly-nya akan cepat robek atau rusak sehingga aki tidak dapat digunakan lagi.

2.2. Absorbent Glass Mat Battery (AGM).

Aki jenis ini memiliki separator (pemisah) yang terdiri dari fiberglass yang diletakkan di antara pelat-pelat selnya yang bertujuan menyerap cairan elektrolit agar tersimpan di pori-pori fiberglass. Fungsi fiberglass ini mirip seperti handuk yang menyerap air ketika salah satu ujung handuknya dicelupkan ke dalam ember yang berisi air.

Diantara kelebihan AGM baterry adalah:

- Hampir semua aki AGM sistim pengecasannya sama seperti pengecasan aki pada umumnya. Tidak memerlukan syarat-syarat dan alat pengecas (charger) yang khusus.

- Dapat disimpan untuk waktu yang lama tanpa harus dicas ulang karena self-discharge nya sangat rendah (1% - 3% per bulan). (Self-discharge = penurunan kapasitas / tegangan aki pada kondisi tanpa beban karena adanya resistansi internal).

- Karena resistansi internal-nya sangat rendah, aki tidak akan kepanasan walau digunakan pada beban yang membutuhkan arus yang besar atau saat di-cas ulang dengan arus listrik yang tinggi.

- Bebas perawatan, anti penguapan, anti bocor dan tetap beroperasi walaupun dalam cuaca sangat dingin, bahkan walau casing akinya retak atau pecah akan tetap beroperasi dengan baik.

Sedangkan kekurangannya, sejauh ini harganya yang (masih) mahal.

C. Cara Kerja Lead Acid Battery

Baterei Lead Acid pertama di ketemukan tahun 1880 dan terus mengalami perkembangan teknologi material dan cara yang efektif untuk terus menjadi energe yang hemat, kuat dan tahan lama. Semua battery lead acid komponennya terdiri lempengan elektrolit di dalamnya. Konstruksi secara umum setiap lapisan lempengan elektrolit menghasilkan 2.1 volt, jika 6 volt dihasilkan dari 6 lempengan, dan 12 volt dihasilkan dari perubahan konversi 12 lempengan.

Kutub positif dan kutup negatif memiliki bahan penghantar yang berbeda, cairan kimia sulfuric acid dan dan lempengan lead. Batere macam ini sering digunakan pada UPS (uninterruptible power supply) untuk cadangan sumber listrik saat padam listrik, baca juga sebab-sebab aki ups drop
Perlu anda diketahui bahwa lead acid ini tidak dapat menghasilkan sumber listrik sendiri tetapi hanya dapat menyimpan listrik dari sumber listrik lainya dengan cara di charger/ isi ulang. Petunjuk praktis mengisi aki kering yang benar. Kapasitas simpanya ditulis dengan satuan Amp Hour (AH) pada kemasan battery. Jika terulis 125AH sebenarnya dapat mennyup arus sebesar 10 Ampere selamar 12.5 jam atau maksimal 20 Ampere selama 6.25 jam. Anda dapat menggabungkan secara parallel untuk menghasilkan kapasitas yang lebih besar lagi.

Gambar.3 enam lempeng tunggal 2.1 volt yang dirangkai

D. Perawatan Baterai lead acid

Di dalam suatu sistem kelistrikan, baterai merupakan suatu komponen yang sangat vital dalam rangka menyediakan tenaga listrik cadangan pada saat listem kelistrikan utama mengalami gangguan atau masalah.
Oleh karena itu, perawatan dan pemeliharaan baterai mutlak dilakukan dan menjadi salah satu bagian penting dari program preventive maintenance maupun condition monitoring. Karena kegagalan baterai dalam mensuplai listrik cadangan akan mengakibatkan kerugian yang jauh lebih besar pada sistem kelistrikan terutama di sistem pembangkit, transmisi dan distribusi, karena baterai biasanya digunakan untuk mensuplai beban beban yang sangat kritikal, misalkan sistem proteksi, circuit breaker dan peralatan control selama sumber listrik utama mengalami gangguan.

Dalam pemeliharaan dan perawatan baterai, ada sebuah standar yang bisa dijadikan sebagai sebuah acuan yaitu standard IEEE 450-1995, “ IEEE Recommended Practice for Maintenance, Testing, and Replacement of Vented Lead-Acid Batteries for Stationary Application”. Perawatan baterai harus dilakukan secara periodik untuk memonitor dan mengetahui keadaan baterai, dan inspeksi baterai harus dilakukan pada saat kondisi beban “float” normal
Perawatan baterai ini meliputi :

1. Perawatan Bulanan

Pekerjaan yang biasanya dilakukan pada perawatan bulanan baterai adalah:

• Pengukuran tegangan floating pada terminal baterai
• Tegangan dan arus dari baterai charger
• Kebersihan dan kondisi visual dari baterai, rak penyimpanan baterai dan area baterai
• Level cairan elektrolit, serta kemungkinan kebocoran dan retak pada  baterai
• Pengamatan tentang adanya korosi pada terminal, koneksi serta rak baterai
• Tegangan, specific gravity, serta temperature elektrolit pada pilot cell
• Ventilasi area batere dan temperature ambient
• Kemungkinan adanya baterai ground
• Arus floating baterai

2.    Perawatan tiga bulanan
Pekerjaan perawatan tiga bulanan meliputi :

• Tegangan tiap cell dan total tegangan pada input baterai (dengan menggunakan impedance tester)
• Pengukuran specific grafity minimal 10% dari jumlah baterai yang ada
• Pengukuran temperatur baterai minimal 10% dari jumlah baterai yang ada

3.    Perawatan tahunan
Dalam perawatan tahunan, pekerjaan yang harus dilakukan adalah :

• Item perawatan bulanan dan tiga bulanan
• Load cycle test atau baterai capacity test

Perawatan yang benar pada batere dapat menjamin “availability dan reliability” dari baterai yang digunakan sebagai back up sistem ketika sistem utama mengalami gangguan.

Daftar Pustaka

Napiputulu, Nastar. 2011 . Pemeliharaan dan perawatan baterai. Dikutip dari laman daring http://napitzfriston.blogspot.co.id/2011/02/pemeliharaan-dan-perawatan-baterai.html diakses pada Jumat, 16 september 2016.

Prawoto, Ihsan . 2015 . Prinsip kerja Baterai lead acid . dikutip dari laman daring http://www.caratekno.com/2015/05/prinsip-kerja-baterai-lead-acid-1.html diakses pada Jumat, 16 september 2016.

Artikel online dikutip dari laman daring  http://sanfordlegenda.blogspot.co.id/2013/09/Lead-Acid-Battery-Mengenal-jenis-jenis-aki.html. diakses pada Jumat, 16 september 2016.

Read More

INSTALASI PENANGKAL PETIR

INSTALASI PENANGKAL PETIR

“ Bangunan bertingkat à bahaya sambaran petir à Penangkal petir

“ Penangkal petir : dipasang pada bangunan min. 2 lantai (paling tinggi diantara sekitarnya, konstruksi bangunan yang menonjol : cerobong asap, antena TV, tiang bendera )

“ Instalasi terdiri dari :

- Alat penerima logam tembaga ( logam bulat panjang yang runcing ) atau penerima kawat mendatar.

- Kawat penyalur dari tembaga

- Pentanahan kawat penyalur sampai dengan pada bagian tanah yang basah, ukuran dari instalasi ditentukan berdasarkan daerah/bangunan yang dilindungi.

Strategi perlindungan bahaya petir

1. Franklin rod.

Terdiri dari komponen-komponen :

- Alat penerima logam tembaga ( logam bulat panjang runcing )

- Kawat penyalur dari tembaga

- Pertanahan kawat penyalur sampai pada bagian tanah basah.

- Sistem perlindungan dengan bentuk sudut ± 45 ^O.

45 ^O 45 ^O

“ Batang yang runcing ( bahan copper spit ) à dipasang paling atas à batang tembaga à elektroda yang ditanamkan.

“ Batang elektroda pentanahan dibuat bak kontrol à memudahkan pemeriksaan dan pengetesan.

“ Sistem ini cukup praktis dan biayanya murah à jangkauannya terbatas.

2. Sangkar Farady

Terdiri dari komponen :

- Alat penerima kawat mendatar

- Kawat dari tembaga

- Pertanahan kawat penyalur sampai pada bagian tanah yang basah.

Perlindungan bangunan à jarak antar kawat mendatar tidak melebihi 20 m pada titik-titik yang tertentu diberi ujung vertikal ½ M.

Sistem pemasangan dibuat memanjang sehingga jangkauannya lebih luas dari sistem Franklin à Biaya sedikit mahal, menggangu keindahan.

3. Radio Aktif

Terdiri dari komponen :

a. Elektrode

Udara disekeliling elektrode akan di ionisasi, akibat pancaran partikel alpa dari isotop ( americum 241 ). Elektrode akan terus menerus menciptakan arus ion ( Min. 10 8 ion/det. ).

b. Coaxial cabel

Untuk menghindari kerusakan benda-benda akibat muatan listrik petir yang menuju tanah maka coaxial cabel dibungkus pipa isolasi.

Metode tahanan langsung dari muatan listrik petir ke dalam tanah menyebabkan seluruh unit mempunyai potensial yang sama dengan bumi.

Sehingga benda-benda yang berada disekitar system akan aman.

c. Pentanahan

Perlu test lokasi geografis dari pentanahan à 5 ohm. Tahanan bumi max. Yang terbaik untuk system ini = 5 ohm.

Saat petir mengenai electroda maka muatan negatif akan menetralkan muatan.

Sistem à cocok untuk bangunan tinggi dan besar

Pemasangan tidak perlu dibuat karena sistem payung yang digunakan dapat melindunginya.

Bentangan cukup besar à satu bangunan cukup satu tempat penagkal petir

Cara pemasangan ketiga sistem adalah titik puncak/kepala dari alat penangkal petir dihubungkan dengan pipa tembaga menuju ke dasar tempat sebagai pentanahan yaitu pipa tembaga tersebut harus mencapai tanah berair. Oleh karena itu, tempat-tempat tesebut harus dibuat sedemikian rupa, sehingga tidak menggangu keindahan bangunan dan tetap berfungsi baik terhadap penanggulangan bahaya petir.

Read More

KAPASITOR SUPER (ULTRA CAPACITOR)

KAPASITOR SUPER (ULTRACAPACITOR)

Kapasitor menyimpan muatan listrik. Karena charge(muatan) itu disimpan secara fisik, tanpa perubahan kimia atau fase yang terjadi, proses ini sangat reversibel dan siklus discharge-charge dapat diulang lagi dan lagi, hampir tanpa batas.

Super Capacitor - 10F/2.5V

Electrochemical capacitors (ECs) dalam berbagai hal jika mengacu pada manufacturers in promotional literature disebut sebagai Super Capasitor juga disebut sebagai ultra capacitor  dan Electric double layer capacitors (EDLC) adalah kapasitor dengan nilai kapasitansi yang lebih besar daripada jenis lain yang tersedia saat ini kapasitor. Kapasitansi nilai mencapai hingga 400 farads dalam single standard case size yang tersedia.
Super Capacitor memiliki kerapatan tertinggi yang tersedia saat ini kapasitif dengan kerapatan tinggi sehingga kapasitor ini dapat digunakan untuk aplikasi, biasanya digunakan/disediakan untuk baterai. Super Capacitor yang tidak volumetrically eficient dan lebih mahal daripada baterai tetapi memiliki keuntungan lain ,melalui baterai membuat pilihan yang lebih baik dalam aplikasi yang memerlukan sejumlah besar penyimpanan energi untuk disimpan dan disampaikan dalam semburan berulang kali.

Keuntungan Super Capacitor yang paling signifikan memiliki kelebihan dari baterai adalah kemampuan mereka untuk diisi dan dipakai terus menerus tanpa "degrading" seperti baterai. Inilah sebabnya mengapa baterai dan kapasitor super yang digunakan dalam hubungannya dengan satu sama lain.

Super Capacitor akan memasok listrik ke sistem ketika ada lonjakan atau semburan energi karena kapasitor super dapat diisi dan dikosongkan dengan cepat sedangkan baterai dapat memasok energi massal karena mereka dapat menyimpan dan memberikan energi jumlah yang lebih besar selama jangka waktu yang lebih lambat dari waktu.

Konstruksi dari Super Capacitors

Apa yang membuat Super Capacitor yang berbeda dari jenis kapasitor lainnya adalah elektroda yang digunakan dalam kapasitor. Kapasitor super didasarkan pada karbon (nano tube) teknologi. Teknologi karbon yang digunakan dalam kapasitor menciptakan luas permukaan yang sangat besar dengan jarak pemisahan sangat kecil. Kapasitor terdiri dari dua elektroda logam yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Dielektrik tidak hanya memisahkan elektroda, tetapi juga memiliki sifat listrik yang mempengaruhi kinerja kapasitor.

Super Capacitor tidak memiliki bahan dielektrik tradisional seperti keramik, film polimer atau aluminium oksida untuk memisahkan elektroda, melainkan memiliki  physical barrier yang terbuat dari karbon aktif bahwa ketika muatan listrik diterapkan pada materi medan listrik yang dihasilkan ganda yang bertindak seperti dielektrik, Ketebalan the electric double layer setipis molekul.

Luas permukaan dari lapisan karbon aktif sangat besar menghasilkan beberapa ribu meter persegi per gram. Ini area permukaan besar memungkinkan untuk penyerapan sejumlah besar ion. The charging/discharging terjadi pada lapisan penyerapan ion terbentuk pada elektroda karbon aktif.

Elektroda serat karbon aktif diresapi dengan elektrolit di mana muatan positif dan negatif yang terbentuk antara elektroda dan impregnant tersebut. The electric double layer (lapisan ganda listrik) terbentuk menjadi isolator sampai tegangan cukup besar diterapkan dan saat ini mulai mengalir. Besarnya tegangan di mana muatan mulai mengalir adalah di mana elektrolit mulai rusak. Ini disebut decomposition voltage (tegangan dekomposisi).

Lapisan ganda terbentuk pada permukaan karbon aktif dapat digambarkan sebagai serangkaian sirkuit RC paralel. Seperti ditunjukkan di bawah kapasitor terdiri dari serangkaian sirkuit RC di mana R1, R2 ... Rn adalah resistensi internal dan C1, C2 ..., Cn adalah kapasitansi elektrostatik dari karbon aktif.

Jumlah arus yang dibutuhkan untuk mengisi kapasitor ditentukan oleh persamaan berikut:
In= (V/Rn) exp (-t/ (Cn*Rn))

Super Capacitor adalah double layer capacitor (kapasitor lapisan ganda), energi disimpan oleh transfer muatan pada perbatasan antara elektroda dan elektrolit. Jumlah energi yang tersimpan adalah fungsi dari elektroda yang tersedia dan permukaan elektrolit, ukuran ion, dan tingkat the electrolyte decomposition voltage (tegangan dekomposisi elektrolit). Super capacitor tersusun dari dua elektroda, separator dan elektrolit.

Dua elektroda, terbuat dari karbon aktif menyediakan area bagian permukaan yang tinggi, sehingga dapat mengetahui kerapatan energi dari komponen. Pada elektroda, kolektor arus dengan a high conducting part antarmuka antara elektroda dan koneksi dari Super Capacitor. Kedua elektroda dipisahkan oleh sebuah membran, yang memungkinkan mobilitas ion bermuatan dan tanpa ada kontak elektronik.Suplai elektrolit  dan konduksi ion dari satu elektroda ke yang lain.

Perbandingan diagram pembangunan tiga kapasitor. Kiri: "normal" kapasitor, tengah: elektrolitik, kanan: listrik double-layer kapasitorBiasanya kapasitor super dibagi menjadi dua jenis:

1. Double-layer kapasitor dan

2. Electrochemical capacitors

Yang pertama tergantung pada mekanisme lapisan ganda, yang merupakan hasil pemisahan biaya pada antarmuka antara permukaan elektroda karbon aktif atau serat karbon dan larutan elektrolit. Kapasitansi adalah sebanding dengan luas permukaan spesifik dari bahan elektroda. Yang terakhir ini tergantung pada reaksi fast faraday redox..

The electrochemical capacitors termasuk kapasitor oksida logam super dan polimer konduktif  super capacitors . Mereka semua memanfaatkan reaksi  the high reversible redox  yang terjadi pada permukaan elektroda atau di dalamnya untuk menghasilkan kapasitansi terkait dengan potensi elektroda. Kapasitansi dari mereka terutama tergantung pada pemanfaatan bahan aktif elektroda.
Tegangan kerja electrochemical capacitors biasanya lebih rendah dari 3 V. Berdasarkan tegangan kerja yang tinggi dari kapasitor elektrolit, hibrida  super-capacitors  menggabungkan anoda kapasitor elektrolitik dengan katoda dari  electrochemical capacitors, sehingga memiliki fitur terbaik dengan spesifik yang tinggi kapasitansi dan kepadatan energi yang tinggi dari  electrochemical capacitors. Kapasitor dapat bekerja pada tegangan tinggi tanpa menghubungkan banyak sel dalam seri, Parameter yang paling penting dari sebuah  super capacitors termasuk kapasitansi (C), ESR dan EPR (yang juga disebut resistensi kebocoran).

Daftar Pustaka

Arief Rahman,Imam. 2013 . “Apa itu super capacitor?” . dikutip dari laman online http://imamariefrahman.blogspot.co.id/2013/02/apa-itu-super-capacitor.html

Read More

DASAR-DASAR PLC: MENGENAL APLIKASI CX-PROGRAMMER PADA CX-ONE

1. Perangkat Lunak CX-One

Software CX-ONE merupakan gabungan beberapa software yang digunakan untuk melakukan pemrograman, simulasi, designer, dan berbagai tools tambahan yang telah disediakan untuk menangani PLC OMRON, software ini lebih lengkap dari pada versi software sebelumnya yaitu SYSWIN yang juga produk dari OMRON.

Software yang digunakan untuk melakukan pemrograman PLC OMRON CP1E NA20DR-A adalah CX-Programmer, sedangkan untuk membuat desain HMI ( Human Machine Interface) CX-ONE menyediakan CX-Designer yang khusus digunakan untuk mendesain HMI.

a. CX-Programmer

Program CX-Programmer digunakan untuk memprogram PLC OMRON CP1E-NA20DR-A menggunakan bahasa ladder (tangga), CX-programmer sendiri merupakan paket program pada CX-ONE. meskipun CX-Programmer mendukung bahasa text terstruktur, namun fitur ini tidak bisa digunakan pada PLC OMRON CP1E-NA20DR-A karena belum mendukung untuk versi PLC tersebut.

Komponen pada pemrograman CX-Programmer terdiri 4 bagian utama yaitu:

1. Contact, merupakan komponen pemrograman yang memiliki watak seperti saklar, contact inilah yang kemudian diatur sedemikian rupa agar menghasil program yang diinginkan, contact terdiri dari 2 bagian yaitu normally open (saklar terbuka) dan normally close (skalar tertutup).

Gambar 1.5 Contact pada PLC

Sumber: OMRON, CX-Programmer Introduction Guide.

2. Coil, merupakan komponen pemrograman yang bersifat sebagai output terdiri dari 2 bagian yaitu normally open coil (koil terbuka) dan normally closed coil ( koil tertutup)

Gambar 1.6 Contact pada PLC

Sumber: OMRON, CX-Programmer Introduction Guide.

3. Instruction, merupakan bagian penting pada pemrograman PLC karena instruction berisi intruksi-instruksi dasar yang sudah disiapkan oleh CX-Programmer, instruction terdiri dari berbagai macam intruksi seperti MOV, SFT, TIM, dan lainnya.

Gambar 1.7 Contoh Instruction pada PLC

Sumber: OMRON, CX-Programmer Introduction Guide.

4. Function Block, merupakan fitur pada CX-Programmer yang tidak tersedia untuk semua PLC, namun hanya PLC dengan CPU yang mendukung saja yang bisa menggunakan fitur ini, Function Block sebenarnya merupakan sebuah instruksi, namun instruksi dibuat sesuai kebutuhan programmernya dengan memanfaatkan bahasa text.

Read More

Dasar–Dasar PLC : MENGENAL PLC OMRON CP1E-NA20DR-A

 

1. Dasar-Dasar PLC OMRON CP1E-NA20DR-A

a. Fitur Utama OMRON CP1E-NA20DR-A

PLC OMRON CP1E-NA20DR-A merupakan produk PLC keluaran dari pabrikan ternama OMRON Corporation dari seri SYSMAC CP dengan menggunakan CPU type NA, seri SYSMAC CP ini mengklaim hemat biaya dengan Peningkatan Kemampuan yang Disempurnakan untuk Pengendalian Analog dan Suhu (OMRON,2009). Gambar 2.8 menunjukkan bentuk fisik dari PLC OMRON CP1E-NA20DR-A.

Gambar 1.1 PLC OMRON CP1E-NA20DR-A

Sumber: OMRON, SYSMAC CP-series CP1E CPU Units

Fitur utama pada PLC OMRON CP1E-NA20DR-A diantaranya adalah sebagi berikut:

1. Dilengkapi analog I/O, 2 analog input dan 1 analog output

2. Dilengkapi Mounting Serial Option Boards, Ethernet Option Board and Analog Option Board

3. Koneksi kekomputer lebih mudah dengan menggunakan USB

4. Ekspansi tambahan untuk I/O Discrete / analog

5. Dilengkapi fungsi high speed counter yang lengkap

b. Indikator status pada PLC

Pada PLC OMRON CP1E-NA20DR-A terdapat beberapa indikator yang menunjukkan status dari PLC yang sedang digunakan berikut ini adalah indikator yang ada pada PLC OMRON CP1E-NA20DR-A.

Tabel 1.1 Indikator pada PLC OMRON

Indikator Input
Indikator ini akan menyala apabila input ON. Apabila terjadi kesalahan fatal, lampu indikator berubah sebagai berikut:
1. CPU atau I/O bus error : input indikator OFF
2. Memory atau sistem error : input indikator tetap pada status sebelum

kesalahan (error) terjadi, meskipun status input berubah.

Indikator Output
Indikator ini menyala ketika rele output ON.

c. Input dan Output

Input pada OMRON CP1E-NA20DR-A terdiri dari 3 kanal, yaitu kanal 0 yang terdiri dari 12 discrete input, Kanal 90 dan kanal 91 yang terdiri dari masing-masing 1 analog input dengan resolusi 6000. Input pada PLC ini masih bisa diekspansi.

Output pada OMRON CP1E-NA20DR-A terdapat 2 kanal, yaitu kanal 100 yang berisi discrete output dan kanal 190 yang berisi 1 analog output yang memiliki resolusi 2000, sama seperti input, outputpun masih bisa diperbanyak dengan cara melakukan ekspansi output.

d. Input dan Output Wiring

Wiring atau pengkabelan pada OMRON CP1E sama seperti PLC pada umumnya, yaitu menggunakan input COM yang digunakan secara bersamaan oleh input-input yang berada pada kanal yang sama, kemudian pada bagian bit digunakan untuk input. berikut adalah pengkabelan pada PLC OMRON CP1E-NA20DR-A.

Gambar 1.2 Wiring Input pada OMRON CP1E

Sumber: OMRON, SYSMAC CP1E CPU Units – I/O Wiring Diagram.

Gambar 1.3 Wiring output pada OMRON CP1E

Sumber: OMRON, SYSMAC CP1E CPU Units – I/O Wiring Diagram.

e. Komunikasi Serial PLC OMRON CP1E

Komunikasi serial antara PLC dan PC pada penggunaan HMI (Human Machine Interface) dilakukan dengan menggunakan kabel RS232 berupa port DB 9 dengan pengaturan pengawatan sebagai berikut.

Gambar 1.4 Konfiruasi kabel komunikasi serial PLC OMRON

Sumber: https://www.fa.omron.com.cn/data_pdf/mnu/w479-e1-09_cp1e.pdf?id=2064

Komunikasi serial pada PLC OMRON CP1E menggunakan metode komunikasi half duplex yaitu komunikasi dua arah namun dilakukan secara bergantian sedangkan sinkronisasi yang digunakan yaitu jenis sinkron start-stop, merupakan sinkronisasi yang digunakan untuk transmisi data dengan kecepatan tinggi. Sinkroniasi terjadi dengan cara mengirimkan pola data tertentu antara pengirim dan penerima. Pola data ini disebut dengan karakter sinkronisasi (synchronization character).

Penggunaan Baud rate pada CP1E terdapat beberapa pilihan diantranya 1.2, 2.4, 4.8, 9.6, 19.2, 38.4, 57.6, dan 115.2 kbps sedangkan protocol yang didukung adalah Host Link, 1:N NT Link, No-Protocol Mode, Serial PLC Links (master, slave) dan Modbus-RTU Easy Master.

Read More

Kelebihan dan Kekurangan penggunaan SSR (Solid State Relay) serta prinsip kerja SSR

 

Gambar 1. SSR Solid State Relay 5V

Sumber:  http://www.haoyuelectronics,com

SSR atau Solid State Relay sesuai namanya merupakan relay/saklar elektronik semikonduktor dengan sistem isolasi optis, jika biasanya relay konvensional menggunakan sistem elektromagnetik, dengan memanfaatkan aliran listrik yang diubah menjadi magnet untuk menarik tuas saklar, maka pada SSR, isolasi on dan off sistem digantikan dengan memanfaatkan cahaya sebagai pengatur saklar pada SSR.

Read More

OMRON PART 3 - CARA MEMASANG INPUT/OUTPUT PADA PLC KENDALI MOTOR 3 FASA

   JIka sebelumnya kita sudah mengenal hadware omron, sekarang kita belajar merangkai perangkat keras lainnya yaitu input dan juga output diskret, disini saya mengambil contoh yaitu berupa inputan button 3 buah, kemudian ada lampu bohlam 15 watt, dan buzzer 24VDC, rencananya button berwarna hijau digunakan untuk menghidupkan motor, button orange untuk mematikan motor, button merah untuk menghidupkan alaram darurat. berikut ini adalah cara merangkainya.

Gambar 1. wiring kendali motor 3 fasa dengan plc

    Perhatikan gambar diatas, inputan yang masuk ke input plc adalah berupa tegangan VDC yang terbatas umumnya maksimal 24VDC oleh karena harap perhatikan jika anda memberikan input pada bagian ini. berikan com dengan tegangan 0VDC atau sesuai keinginan kalian, sedangkan untuk input-inputannya kalian hubungkan dari output button ataupun sensor.

Read More

OMRON PART 2 - APA ITU COM PADA PLC OMRON

    pada saat mempelajari plc terutama bagi yang masih awam banget seperti saya dulu, pasti masih bertanya-tanya apa sih fungsi dari com pada bagian input dan output plc, okeh untuk lebih jelasnya lagi saya akan menampilkan kembali ingatan kita pada bagian plc omron dibawah ini. perhatikan gambar penampang plc berikut:


gambar 1. penampang plc pada bagian atas
sumber: koleksi dari tokopedia

  Com atau common dalam bahasa di indonesia diartikan sebagai bersama, didalam teknik arti com ini menunjukkan bahwa bagian ini digunakan secara bersama-sama oleh bagian lainnya, lalu apa yang perlu dilakukan dibagian com ini, apakah disi +,-, ground, atau fasa. tentunya hal ini menyesuaikan dimana com ini berada, okey kita lihat aja com pada bagian input plc, lihat ada garis putih tebal pada bagian dekat dengan com input plc sampai input 11 dan  seterusnya chanel 1  dari 00-05, pada bagian input garis putih tebal ini hanya memisahkan chanel 0 dan chanel 1 saja, hal ini namun kedua chanel input tersebut hanya memiliki satu com saja pada bagian input, sehingga dapat dipastikan jika com diberi tegangan, maka seluruh input yang ada pada chanel tersebut akan memiliki tegangan juga ilustrasinya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Read More

OMRON PART 1 - BELAJAR PLC, MENGENAL PLC OMRON CP1E

    Sudah lama gak nulis blog, ini saya tulis kembali apa yang baru saya pelajari pada tahap awal pembuatan tugas akhir saya berupa kontrol suhu menggunakan algoritma pid menggunakan plc schneider seri tsx 3722 namun akhirnya saya beralih ke omron cp1e karena sulit sekali mempelajari schneider seri tersebut karena kurangnya literatur yang membahas plc tersebut.
   okey... mungkin itu saja curhatan saya, kita langsung saja belajar tahap awal, yaitu pengenalan, ya.., sesuai kata pepatah tak kenal maka tak sayang, maka alangkah baiknya kita kenalan dulu dengan hadware omron cp1e, dan ini dia tampilan dari plc omron cp1e bisa dilihat pada gambar 1.

 Gambar 1. hadware omron CP1E NA-20-DR-A

sumber: http://choirul-anwar.blogspot.co,id

omron cp1e  na20dr-a ini bisa dibilang lumayan mumpuni dibandingkan type cpm1a/ cpm2a/ cp1e lainnya yang mungkin tidak dibekali langsung analog input/ output, dengan adanya analog i/O maka sebuah plc dapat membaca data analog sensor sehingga dapat digunakan untuk keperluan yang lebih luas dibandingkan jika hanya i/O diskrit.

Read More

LEBIH BAHAYA MANA TEGANGAN ATAU ARUS LISTRIK

Gambar 1. bahaya tegangan dan arus listrik
sumber: http://belajarelektronika,net

 mungkin kita masih berpikir tentang lebih bahaya manakah tegangan atau arus listrik, oleh karena dalam tulisan ini saya akan membahas tentang potensi bahaya yang terkandung dalam  kedua bahasan tersebut.

tegangan adalah beda potensial merupakan energi potensial yang terukur pada dua titik yang berbeda pada umumnya adalah titik dengan potensial listrik tinggi dan listrik dengan potensial listrik rendah sehingga didapatlah potensial energi tersebut jika energi tersebut nantinya mengalir., contohnya adalah potensial listrik antara kutub positif dan kutub negatif, tegangan adalah energi yang tersimpan dalam listrik yang akan berbahaya jika energi ini mengalir atau dalam kata lain jika energi ini memiliki arus, kita bisa mengibaratkan seperti air yang didalam bendungan PLTA dimana jika bendungan tidak dialirkan maka seberapa besarpun energi air yang terkandung didalam bendungan tidak akan mempengaruhi kincir air PLTA

Lalu bagaimana dengan bahaya arus, sebenarnya arus adalah besaran yang menunjukkan kecepatan hantaran energi yang tadi potensial (diam) menjadi bergerak atau kinetik. tentu sekarang kita sudah bisa membayangkan jika suatu energi mengalir dengan kecepatan tinggi maka akan memiliki energi yang semakin besar, oke sekarang kita akan menghayal lagi, banding lebih bahaya mana peluru yang keluar dari pistol atau peluru yang kalian lempar pake tangan, tentunya lebih bahaya yang keluar dari pistol dong.

terus bagaimana jika memiliki arus yang sama namun dengan tegangan berbeda, ya kasus nya sama kayak peluru tadi, kalau peluru yang kita lempar aja sudah bisa menyebabkan sakit, apalagi kalau batu bata yang kita lemparkan, lebih parahnya lagi batu bata yang memiliki lemparan seperti kecepatan peluru, tentu lebih ganas lagi.

kesimpulannya tegangan tidak berbahaya karena masih merupakan energi potensial atau energi diam, sedang arus merupakan bilangan yang menunjukkan kecepatan energi yang mengalir karena bertemunya dua titik beda potensial tersebut. makanya dalam pengukuran tegangan dan arus sangat berbeda dengan pengukuran arus. jika tegangan cukup menempelkan dua titik dengan potensial berbeda (paralel) , sedangkan mengukur arus harus diserikan dengan rangkaian.

gambar 2 perbedaan pengukuran arus dan tegangan

Sumber:http://3.bp.blogspot,com

Read More