Turbin Gas-bagian II

Siklus-Siklus Turbin Gas

Tiga siklus turbin gas yang dikenal secara umum yaitu:

A. Siklus Ericson
Merupakan siklus mesin kalor yang dapat balik (reversible) yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (reversible isotermic) dan dua proses isobarik dapat balik (reversible isobaric). Proses perpindahan panas pada proses isobarik berlangsung di dalam komponen siklus internal (regenerator), dimana effisiensi termalnya adalah:

th = 1 – T1/Th

dimana; T1 = temperatur buang dan Th = temperatur panas

B. Siklus Stirling
Merupakan siklus mesin kalor dapat balik, yang terdiri dari dua proses isotermis dapat balik (isotermal reversible) dengan volume tetap (isovolum). Efisiensi termalnya sama dengan efisiensi termal pada siklus Ericson.

C. Siklus Brayton
Siklus ini merupakan siklus daya termodinamika ideal untuk turbin gas, sehingga saat ini siklus ini yang sangat populer digunakan oleh pembuat mesin turbine atau manufacturer dalam analisa untuk up-grading performance. Siklus Brayton ini terdiri dari proses kompresi isentropik yang diakhiri dengan proses pelepasan panas pada tekanan konstan. Pada siklus Bryton tiap-tiap keadaan proses dapat dianalisa secara berikut:
• Proses 1---2,(kompresi isentropik)
Kerja yang dibutuhkan oleh kompresor: Wc = ma(h2–h1)

• Proses 2---3, pemasukan bahan bakar pada tekanan konstan.
Jumlah kalor yang dihasilkan: Qa = (ma+mf)(h3–h2)

• Proses 3---4, ekspansi isentropik didalam turbin.
Daya yang dibutuhkan turbin: WT = (ma+mf)(h3-h4)

• Proses 4---1, pembuangan panas pada tekanan konstan ke udara.
Jumlah kalor yang dilepas: QR = (ma+mf)(h4–h1)


Siklus Brayton

Klasifikasi Turbin Gas

Turbin gas dapat dibedakan berdasarkan siklusnya, kontruksi poros dan lainnya.
A. Menurut siklusnya turbin gas terdiri dari:
•Turbin gas siklus tertutup (Close cycle)
•Turbin gas siklus terbuka (Open cycle)

Perbedaan dari kedua tipe ini adalah berdasarkan siklus fluida kerja. Pada turbin gas siklus terbuka, akhir ekspansi fluida kerjanya langsung dibuang ke udara atmosfir, sedangkan untuk siklus tertutup akhir ekspansi fluida kerjanya didinginkan untuk kembali ke dalam proses awal.

Contoh data-data manufacture gas turbin poros tunggal adalah :

Type PG 5341 (N)
Rating (Base, Gas/Oil) 20.900/20.450 (kW)
Altitude Sea Level
Compressor Stage 17
Turbin Stage 2
Turbin Speed 5100 rpm
Inlet Temperatur 32.2oC
Inlet Pressure 1.0333 kg/cm2
Exhaust temperatur 488oC
Exhaust Pressure 1.0333 kg/cm2
Pressure Ratio 9.4
Desired min. Horse Power 33.000 HP
Fuel Natural Gas
Fuel Systems Gas/Oil (Unit A dan B)
Gas Unit C, D, E, F, G dan H)
Control System Speedtronic
Accessory gear Type A500
Starting system 400 HP Induction Motor (Unit C/H)
500 HP motor diesel (Unit A/B)

B. Menurut konstruksi porosnys, dalam industri turbin gas umumnya diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu :
1. Turbin Gas Poros Tunggal (Single Shaft)
Turbin jenis ini digunakan untuk menggerakkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik untuk keperluan proses di industri.

2. Turbin Gas Poros Ganda (Double Shaft)
Turbin jenis ini merupakan turbin gas yang terdiri dari turbin bertekanan tinggi dan
turbin bertekanan rendah, dimana turbin gas ini digunakan untuk menggerakkan beban yang berubah seperti kompresor pada unit proses.

bersambung...

Simulasi Pembangkit Listrik

Kita pasti sudah mengetahui bahwa energi listrik dihasilkan dari pusat pembangkit listrik yang kemudian ditransmisikan dan didistribusikan ke pelanggan, baik pelanggan industri maupun pelanggan rumah tangga. namun, sudahkah kita mengetahui proses yang terjadi di pusat pembangkit listrik tersebut?

saya akan mengajak anda untuk mengetahui proses yang terjadi, namun terbatas hanya pada proses yang terjadi di pusat pembangkit hydro dan thermis.

silahkan klik link ini untuk mengetahuinya --->>simulasi pembangkit listrik

PLN Berharap Bank Cina Biayai Proyek Listrik 10000 MW

Manajemen PT PLN (Persero) berharap perbankan Cina segera mengucurkan dana untuk pembangunan proyek 10 ribu megawatt. Alasannya, banyak perusahaan Cina terlibat dalam megaproyek listrik tersebut.
Direktur Utama PLN Fahmi Mochtar optimistis akan mendapat pinjaman valas dari perbankan Cina untuk proyek tersebut. "Dampak krisis finansial memang terasa ke seluruh dunia, terutama Amerika dan Eropa. Tapi untuk Cina dan Timur Tengah, perekonomian mereka tidak akan sampai terjun bebas," ujarnya kepada Tempo kemarin.
Selain itu, kata Fahmi, Cina memiliki kepentingan cukup besar dalam proyek tersebut. "Perusahaan asal Cina banyak yang terlibat dalam pembangunan pembangkit listrik proyek itu," katanya.

Saat ini, perusahaan listrik milik pemerintah itu sedang mencari pinjaman sebesar US$ 2,9 juta untuk proyek tersebut. Pembicaraan dengan berbagai bank internasional, salah satunya dari Cina, saat ini masih berlangsung dan belum mencapai keputusan.
Terkait dengan krisis keuangan global, kata Fahmi, pihaknya menunda rencana penerbitan obligasi dalam bentuk rupiah dan dolar Amerika. Obligasi yang akan diterbitkan rencananya bernilai Rp 3 triliun dan US$ 1 miliar, atau total sekitar Rp 13 triliun. "Kami akan menangguhkan sementara rencana (penerbitan) itu," katanya.
Rencananya, penerbitan obligasi tersebut akan dipakai untuk membiayai proyek-proyek perseroan pada 2009 hingga 2010, termasuk proyek 10 ribu megawatt, yang nilainya mencapai Rp 80 triliun.
Terkait dengan penurunan harga minyak dunia hingga di bawah US$ 100 per barel, menurut Fahmi, ada kemungkinan subsidi listrik akan berkurang pada 2009. Dalam rancangan anggaran pendapatan dan belanja negara tahun depan, pemerintah akan memberikan subsidi sekitar Rp 54,5 triliun.
Sebelumnya, Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Purnomo Yusgiantoro menyatakan pemerintah akan mengupayakan pendanaan proyek 10 ribu megawatt dari Timur Tengah. Menurut dia, banyak dana segar di negara itu seiring dengan naiknya harga minyak.
Sedangkan Direktur Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi Jack Purwono mengatakan PLN akan menjajaki pendanaan multilateral untuk mendanai proyek listrik tersebut. "Lembaga keuangan internasional kan banyak sekali. Bisa dari World Bank, JBIC, dan Islamic Development Bank," katanya.
Manajemen perusahaan negara itu hingga kini masih kekurangan dana untuk membiayai proyek listrik 10 ribu megawatt tahap pertama. Sebelumnya, Wakil Direktur Utama PLN Rudiantara menyatakan proyek listrik tersebut akan dijadikan proyek listrik swasta (independent power producer). Langkah itu dilakukan untuk mengantisipasi krisis keuangan global yang melanda industri keuangan dunia.
Menurut dia, keterlibatan kontraktor swasta untuk mengatasi pendanaan proyek tersebut. Dia menambahkan, di tengah krisis likuiditas perbankan global, PLN mengalami risiko tidak mendapat pinjaman US$ 1,9 miliar pada akhir tahun nanti. Swasta akan dilibatkan dalam bentuk kemitraan sewa (leasing).


Sumber: Koran Tempo, 14 oktober 2008

fm transmitter

fm transmitter schematic, PC board pattern, and parts placement for a low powered FM transmitter. The range of the transmitter when running at 9V is about 300 feet. Running it from 12V increases the range to about 400 feet. This transmitter should not be used as a room or telephone bug.


parts



Notes

L1 and L2 are 5 turns of 28 AWG enamel coated magnet wire wound with a inside diameter of about 4mm. The inside of a ballpoint pen works well (the plastic tube that holds the ink). Remove the form after winding then install the coil on the circuit board, being careful not to bend it.

C5 is used for tuning. This transmitter operates on the normal broadcast frequencies (88-108MHz).

Q1 and Q2 can also be 2N3904 or something similar.

You can use 1/4 W resistors mounted vertically instead of 1/8 W resistors.

You may want to bypass the battery with a .01uf capacitor.

An antenna may not be required for operation.

Perlindungan Peralatan Elektronika dari Sambaran Petir

Intisari

Petir merupakan kejadian alam yang selalu melepaskan muatan listriknya ke bumi tanpa dapat dikendalikan dan menyebabkan kerugian harta benda dan manusia. Tak ada yang dapat mengubah situasi ini.

Petir telah banyak membuat kerugian pada manusia dan kerusakan pada peralatan sejak dulu. Semakin banyaknya pemakaian alat elektronik dan peralatan tegangan rendah saat ini telah meningkatkan jumlah statistik kerusakan yang ditimbulkan oleh pengaruh sambaran petir baik langsung maupun tidak langsung.

Indonesia memiliki hari guruh yang tinggi dengan jumlah sambaran petirnya yang banyak, sehingga kerusakan dan kerugian yang ditimbulkannya pun lebih besar. Upaya proteksi manusia dan peralatan telah dilakukan, namun dengan semakin luas, semakin banyak dan semakin canggihnya peralatan listrik dan elektronik yang digunakan menyebabkan semakin rumitnya sistem yang diperlukan.

Kerusakan yang diakibatkan oleh petir

Keadaan alam iklim tropis Indonesia pada umumnya termasuk daerah dengan hari petir yang tinggi setiap tahun. Karena keterbatasan data besarnya hari petir untuk setiap lokasi di Indonesia, pada saat ini diasumsikan bahwa lokasi-lokasi yang tinggi di atas gunung atau menara yang menonjol ditengah- tengah area yang bebas (sawah, ladang, dll.) mempunyai kemungkinan sambaran lebih tinggi daripada tempat-tempat di tengah-tengah kota yang dikelilingi bangunan-bangunan tinggi lainnya.

Tempat-tempat dengan tingkat sambaran tinggi (frekwensi maupun intensitasnya) mendapat prioritas pertama untuk penanggulangannya, sedangkan tempat-tempat yang relatif kurang bahaya petirnya mendapat prioritas ke dua dengan pemasangan protektor yang lebih sederhana. Lokasi yang mempunyai nilai bisnis tinggi (industri kimia, pemancar TV, Telkom, gedung perkantoran dengan sistem perkantoran dan industri strategis seperti : hankam, pelabuhan udara, dll.), memerlukan proteksi yang dilakukan seoptimal mungkin, sedangkan lokasi dengan nilai bisnis rendah mungkin makin sederhana sistem protektor yang akan dipasang.

Pemakaian penangkal petir tradisional (eksternal) sudah sangat dikenal sejak dulu untuk melindungi bangunan atau instalasi terhadap sambaran petir. Bagaimanapun alat pelindung tradisional ini hanya dapat digunakan sebagai perlindungan gedung itu sendiri terhadap bahaya kebakaran atau kehancuran, sedangkan induksi tegangan lebih atau arus lebih yang diakibatkan masih belum terserap sepenuhnya oleh penangkal petir tradisional tadi. Induksi inilah yang bahayanya cukup besar terhadap peralatan elektronik yang cukup sensitif dan mahal.

Dengan berkembangnya teknologi yang sangat pesat hingga kini, maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringan listrik dan peralatan elektronik yang lebih sensitif. Sambaran petir pada tempat yang jauh sudah mampu merusak sistem elektronika dan peralatannya, seperti instalasi komputer, perangkat telekomunikasi seperti PABX, sistem kontrol, alat-alat pemancar dan instrument serta peralatan elektronik sensitif lainnya. Untuk mengatasi masalah ini maka perlindungan yang sesuai harus diberikan dan dipasang pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir langsung maupun induksinya.

Salah satu penyebab semakin tingginya kerusakan peralatan elektronika karena induksi sambaran petir tersebut adalah karena sangat sedikitnya informasi mengenai petir dan masalah yang dapat ditimbulkannya.

• Kerusakan Akibat Sambaran Langsung
Kerusakan ini biasanya langsung mudah diketahui sebabnya, karena jelas petir menyambar sebuah gedung dan sekaligus peralatan listrik/elektronik yang ada di dalamnya ikut rusak (kemungkinan mengakibatkan kebakaran gedung, PABX, kontrol AC, komputer, alat pemancar, dll. hancur total).

• Kerusakan Akibat Sambaran Tidak Langsung
Kerusakan ini sulit diidentifikasi dengan jelas karena petir yang menyambar pada satu titik lokasi sehingga hantaran induksi melalui aliran listrik/kabel PLN, telekomunikasi, pipa pam dan peralatan besi lainnya dapat mencapai 1 km dari tempat petir tadi terjadi. Sehingga tanpa disadari dengan tiba-tiba peralatan komputer, pemancar TV, radio, PABX terbakar tanpa sebab yang jelas.
Contoh : Petir menyambar tiang PLN lokasi A sehingga tegangan/arusnya mencapai dan merusak peralatan rumah sakit dan peralatan telekomunikasi di lokasi B karena jarak tiang PLN (A) ke rumah sakit dan peralatan telekomunikasi tersebut (B) adalah kurang atau sama dengan 1 km.

Sistem Perlindungan Peralatan (Penangkal Petir)

Sistem proteksi yang dibutuhkan berkaitan erat dengan konsep zone atau induksi yang mungkin timbul diakibatkan dari petir itu sendiri dan keinginan untuk memperoleh data petir akan terpenuhi dengan semakin banyaknya dana dan daya yang diarahkan ke permasalahan petir.

Di samping itu pemahaman tentang masalah atau pengaruh yang ditimbulkan perlu ditingkatkan sehingga usaha perlindungan yang dilakukan dapat maksimal. Sistem perlindungan yang diaplikasikan pada instalasi yang sudah dibangun akan menjadi lebih mahal daripada jika dilakukan perlindungan pada saat instalasi baru pada tahap perencanaan.

Proses terjadinya awan bermuatan ini akan semakin sering jika semakin dekat ke katulistiwa yang berudara lembab. Semakin banyak terbentuknya awan bermuatan akan semakin tinggi jumlah sambaran petir yang terjadi. Jumlah sambaran ini sering disebut juga sebagai jumlah HARI-GURUH PER TAHUN (thunderstormdays).

Dari pengalaman bertahun-tahun para peneliti petir telah menunjukkan bahwa sistem proteksi petir yang didasarkan pada sistem proteksi eksternal dan internal yang klasik, misalnya seperti yang diberikan pada standard DIN VDE 0185, sudah tidak memadai lagi untuk sitem yang rumit dan menggunakan banyak fasilitas jaringan telekomunikasi yang padat seperti pabrik, pusat komputer dan pembangkit listrik. Standar yang konvensional hanya menentukan komponen secara sendiri-sendiri (individual), seperti finial, down conductor, sistem pentanahan, sistem penyama tegangan (Equipotential Bonding - EB), pembatasan medan, atau pembatasan gelombang berjalan pada hantaran.

Ada satu referensi umum untuk semua peraturan yang berlaku pada bidang teknik telekomunikasi, misalnya pada standar Jerman DIN VDE 0800 dan DIN VDE 0845. Standar ini pun belum tentu sesuai dengan standar lainnya, karena itu suatu metode telah dikembangkan untuk memungkinkan perencanaan suatu sistem proteksi yang bisa mengintegrasikan seluruh individual sistem tersebut.

Proteksi petir untuk instalasi telekomunikasi pada dasarnya adalah masalah Electromagnetic Compatibility - EMC. Peralatan elektronik harus tahan terhadap gangguan dari induksi dan konduksi petir pada akibat sambaran langsung atau sambaran dekat dan bahkan tidak boleh "upset" atau terputusnya komunikasi.

Untuk mengintegrasikan seluruh sistem proteksi tersebut, dikenal istilah Lighting Protection Zones (LPZ) yang telah digunakan sebagai standar di Hankam milik Jerman. Prinsipnya adalah sistem proteksi dibagi menjadi beberapa bagian dengan intersection yang jelas antara masing-masing zone. Untuk daerah proteksi, kondisi elektromagnetik dapat didefinisikan, misalnya besarnya medan listrik dan medan magnet akibat pengaruh petir atau besarnya tegangan lebih yang berjalan pada hantaran yang memasuki daerah tersebut. Dari besaran dapat ditentukan ukuran hantaran dan karakteristik alat proteksi yang dibutuhkan.

Metode ini telah dibahas untuk dijadikan sebagai standar pada International Electrotechnical Commission (IEC) TC 81. LPZ ini dimulai dari Zone 0, daerah yang memungkinkan terjadinya sambaran petir (LEMP) langsung, yaitu:
1. Arus transient akibat sambaran petir langsung.
2. Arus transient yang mengalir melalui hantaran (kondiksi).
3. Medan elektromagnetik akibat sambaran langsung atau sambaran dekat.

Model ini dapat dikembangkan untuk proteksi akibat tegangan lebih, akibat proses switching (SEMP) di dalam industri, sehingga proteksi yang lengkap bisa diperoleh.

• Konsep Daerah Proteksi (LPZ) dan Tingkat Proteksi (PL)

Untuk sistem yang rumit umumnya digunakan Metode Bola Petir (Rolling Sphere Method) untuk menentukan letak finial. Dengan demikian ada daerah yang kemungkinan mendapatkan sambaran petir langsung (LPZ O), juga ada daerah yang tidak akan mendapat sambaran langsung karena terproteksi oleh finial (LPZ O/E).
Dapat ditentukan klasifikasi dari daerah proteksi dan tingkat proteksi, misalnya untuk pusat komputer. Hantaran yang datang dari LPZ O masuk ke LPZ 1 harus dihubungkan dengan alat proteksi yang sesuai yang dilengkapi dengan Equipotential Bonding (EB).

Pada sambaran petir diberikan besaran arus petir yang mengalir pada sistem listrik akibat sambaran petir langsung pada instalasi.
Sesuai dengan ketentuan International Electrotechnical Commission TC 81 yang disahkan bulan Agustus 1989 maka sistem penangkal petir yang sempurna harus terdiri atas 3 bagian:

1. Proteksi External
Yang disebut Proteksi External adalah instalasi dan alat-alat di luar sebuah struktur untuk menangkap dan menghantar arus petir ke sistem pembumian atau berfungsi sebagai ujung tombak penangkap muatan listrik/arus petir di tempat tertinggi.Proteksi External yang baik terdiri atas:
- Air Terminal atau Interseptor.
- Down Conductor.
- Equipotensialisasi.

2. Proteksi Pembumian/Pentanahan
Bagian terpenting dalam instalasi sistem penangkal petir adalah sistem pembumiannya. Kesulitan pada sistem pembumian biasanya karena berbagai macam jenis tanah. Hal ini dapat diatasi dengan menghubungkan semua metal (Equipotensialisasi) dengan elektrode tunggal yang ke bumi. Hal ini sesuai dengan IEC TC 81 Bab 2.3.

3. Proteksi Internal
Proteksi Internal berarti proteksi peralatan elektronik terhadap efek dari arus petir. Terutama efek medan magnet dan medan listrik pada instalasi metal atau sistem listrik. Sesuai dengan standar DIV VDE 0185, IEC 1024-1.
Proteksi Internal terdiri atas:
- Pencegahan sambaran langsung.
- Pencegahan sambaran tidak langsung.
- Equipotesialisasi.

4. Peralatan Proteksi Petir
Untuk dapat mengantisipasi perkembangan peralatan listrik dan elektronika, maka peralatan proteksi dalam Konsep Daerah Proteksi yang berorientasi pada EMC juga mempunyai tugas yang disesuaikan dengan kebutuhan tersebut.

Kesimpulan

Perlunya dilakukan penyampaian informasi yang cepat dan tepat kepada perencanaan, pemeliharaan dan penyedia komponen peralatan proteksi tentang teknologi dan metode-metode baru yang berkembang pesat seirama dengan perkembangan teknologi elektronika dan mikroprosesor.Tingkat proteksi bangunan gedung atau perumahan yang ada, pada umumnya belum mengacu pada proteksi Eksternal dan Internal, apalagi konsep LPZ yang masih sangat baru untuk instalasi di Indonesia.

sumber: majalah elektroindonesia-online

Circuit Breaker - Sakelar Pemutus Tenaga/PMT-- Bagian II, Tamat

Klasifikasi Circuit Breaker

Jenis-jenis PMT berdasarkan media insulator dan material dielektriknya, adalah terbagi menjadi empat jenis, yaitu: sakelar PMT minyak, sakelar PMT udara hembus, sakelar PMT vakum dan sakelar dengan gas SF6.

1. Sakelar PMT Minyak

Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 10 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 500 kV. Pada saat kontak dipisahkan, busur api akan terjadi didalam minyak, sehingga minyak menguap dan menimbulkan gelembung gas yang menyelubungi busur api, karena panas yang ditimbulkan busur api, minyak mengalami dekomposisi dan menghasilkan gas hydrogen yang bersifat menghambat produksi pasangan ion. Oleh karena itu, pemadaman busur api tergantung pada pemanjangan dan pendinginan busur api dan juga tergantung pada jenis gas hasil dekomposisi minyak.


Gambar 1. Pemadaman busur api pada pemutus daya minyak

Gas yang timbul karena dekomposisi minyak menimbulkan tekanan terhadap minyak, sehingga minyak terdorong ke bawah melalui leher bilik. Di leher bilik, minyakini melakukan kontak yang intim dengan busur api. Hal ini akan menimbulkan pendinginan busur api, mendorong proses rekombinasi dan menjauhkan partikel bermuatan dari lintasan busur api.

Minyak yang berada diantara kontak sangat efektif memutuskan arus. Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat.

Sakelar PMT minyak terbagi menjadi 2 jenis, yaitu:
1. Sakelar PMT dengan banyak menggunakan minyak (Bulk Oil Circuit Breaker), pada tipe ini minyak berfungsi sebagai peredam loncatan bunga api listrik selama terjadi pemutusan kontak dan sebagai isolator antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan, jenis PMT ini juga ada yang dilengkapi dengan alat pembatas busur api listrik.
2. Sakelar PMT dengan sedikit menggunakan minyak (Low oil Content Circuit Breaker), pada tipe ini minyak hanya dipergunakn sebagai peredam loncatan bunga api listrik, sedangkan sebagai bahan isolator dari bagian-bagian yang bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organic.

Tabel 1. Batas-batas pengusahaan minyak pemutus tenaga


2. Sakelar PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker)

Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV. PMT udara hembus dirancang untuk mengatasi kelemahan pada PMT minyak, yaitu dengan membuat media isolator kontak dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak menghalangi pemisahan kontak, sehingga pemisahan kontak dapat dilaksanakan dalam waktu yang sangat cepat. Saat busur api timbul, udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah dan ionisasi media diantara kontak dipadamkan oleh hembusan udara tekanan tinggi itu dan juga menyingkirkan partikel-partikel bermuatan dari sela kontak, udara ini juga berfungsi untuk mencegah restriking voltage (tegangan pukul ulang).


Gambar 2. Pemadaman busur api pada pemutus daya udara hembus

Kontak pemutus ditempatkan didalam isolator, dan juga katup hembusan udara. Pada sakelar PMT kapasitas kecil, isolator ini merupakan satu kesatuan dengan PMT, tetapi untuk kapasitas besar tidak demikian halnya.

3. Sakelar PMT vakum (Vacuum Circuit Breaker)

Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus rangkaian bertegangan sampai 38 kV. Pada PMT vakum, kontak ditempatkan pada suatu bilik vakum. Untuk mencegah udara masuk kedalam bilik, maka bilik ini harus ditutup rapat dan kontak bergeraknya diikat ketat dengan perapat logam.


Gambar 3. Kontak pemutus daya vakum.

Jika kontak dibuka, maka pada katoda kontak terjadi emisi thermis dan medan tegangan yang tinggi yang memproduksi elektron-elektron bebas. Elektron hasil emisi ini bergerak menuju anoda, elektron-elektron bebas ini tidak bertemu dengan molekul udara sehingga tidak terjadi proses ionisasi. Akibatnya, tidak ada penambahan elektron bebas yang mengawali pembentukan busur api. Dengan kata lain, busur api dapat dipadamkan.

4. Sakelar PMT Gas SF6 (SF6 Circuit Breaker)

Sakelar PMT ini dapat digunakan untuk memutus arus sampai 40 kA dan pada rangkaian bertegangan sampai 765 kV. Media gas yang digunakan pada tipe ini adalah gas SF6 (Sulphur hexafluoride). Sifat gas SF6 murni adalah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada suhu diatas 150º C, gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastic dan bermacam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi.

Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur api dan tidak menimbulkan bunyi pada saat pemutus tenaga menutup atau membuka.

Tabel 2. Karakteristik gas SF6


Selama pengisian, gas SF6 akan menjadi dingin jika keluar dari tangki penyimpanan dan akan panas kembali jika dipompakan untuk pengisian kedalam bagian/ruang pemutus tenaga. Oleh karena itu gas SF6 perlu diadakan pengaturan tekanannya beberapa jam setelah pengisian, pada saat gas SF6 pada suhu lingkungan.

Tabel 3. Batas tekanan gas SF6 pada pemutus tenaga, pada suhu 20ºC, tekanan atmosphir 760 mmHg.


Sakelar PMT SF6 ada 2 tipe, yaitu:
1. PMT Tipe Tekanan Tunggal (Single Pressure Type), PMT SF6 tipe ini diisi dengan gas SF6 dengan tekanan kira-kira 5 Kg/cm2 . selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan kedalam suatu tabung yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan kontak terjadi, gas SF6 ditekan melalui nozzle dan tiupan ini yang mematikan busur api.
2. PMT Tipe Tekanan Ganda (Double Pressure Type), dimana pada saat ini sudah tidak diproduksi lagi. Pada tipe ini, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api. Pada sistem gas tekanan tinggi, tekanan gas SF6 kurang lebih 12 Kg/cm2 dan pada sistem gas tekanan rendah, tekanan gas SF6 kurang lebih 2 kg/cm2. Gas pada sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistem tekanan tinggi.

Daftar Pustaka

Bonggas L. Tobing, “ Peralatan Tegangan Tinggi”, Jakarta : Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama, 2003.

Groupe Schneider Electric, “Training Manual 150 kV System”, Jakarta : Groupe Schneider Electric, 1999.

Groupe Schneider Electric, “Design, Operation and Maintenace Electrical Substation”, Jakarta : Groupe Schneider Electric, 1999.

PT PLN, “Buku Petunjuk Operasi & Memelihara Peralatan Untuk Pemutus Tenaga”, Jakarta : PT PLN Pembangkitan dan Penyaluran Jawa Bagian Barat, 1993.

Ditulis Oleh HANIF GUNTORO, Sebagai bahan Laporan Kerja Praktek, Teknik Elektro-Universitas Mercu Buana-Jakarta, PKL dilakukan di PLTGU Cikarang Listrindo.

Circuit Breaker - Sakelar Pemutus Tenaga/PMT-bagian I

Pengertian CB atau PMT

Circuit Breaker atau Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) adalah suatu peralatan pemutus rangkaian listrik pada suatu sistem tenaga listrik, yang mampu untuk membuka dan menutup rangkaian listrik pada semua kondisi, termasuk arus hubung singkat, sesuai dengan ratingnya. Juga pada kondisi tegangan yang normal ataupun tidak normal.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh suatu PMT agar dapat melakukan hal-hal diatas, adalah sebagai berikut:

1. Mampu menyalurkan arus maksimum sistem secara terus-menerus.
2. Mampu memutuskan dan menutup jaringan dalam keadaan berbeban maupun terhubung
singkat tanpa menimbulkan kerusakan pada pemutus tenaga itu sendiri.
3. Dapat memutuskan arus hubung singkat dengan kecepatan tinggi agar arus hubung singkat tidak sampai merusak peralatan sistem, membuat sistem kehilangan kestabilan, dan merusak pemutus tenaga itu sendiri.

Setiap PMT dirancang sesuai dengan tugas yang akan dipikulnya, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam rancangan suatu PMT, yaitu:
1. Tegangan efektif tertinggi dan frekuensi daya jaringan dimana pemutus daya itu akan dipasang. Nilainya tergantung pada jenis pentanahan titik netral sistem.
2. Arus maksimum kontinyu yang akan dialirkan melalui pemutus daya. Nilai arus ini tergantung pada arus maksimum sumber daya atau arus nominal beban dimana pemutus daya tersebut terpasang
3. Arus hubung singkat maksimum yang akan diputuskan pemutus daya tersebut.
4. Lamanya maksimum arus hubung singkat yang boleh berlangsung. hal ini berhubungan dengan waktu pembukaan kontak yang dibutuhkan.
5. Jarak bebas antara bagian yang bertegangan tinggi dengan objek lain disekitarnya.
6. Jarak rambat arus bocor pada isolatornya.
7. Kekuatan dielektrik media isolator sela kontak.
8. Iklim dan ketinggian lokasi penempatan pemutus daya.

Tegangan pengenal PMT dirancang untuk lokasi yang ketinggiannya maksimum 1000 meter diatas permukaan laut. Jika PMT dipasang pada lokasi yang ketinggiannya lebih dari 1000 meter, maka tegangan operasi maksimum dari PMT tersebut harus dikoreksi dengan faktor yang diberikan pada tabel 1.

Tabel 1. Faktor Koreksi antara Tegangan vs Lokasi


Proses Terjadinya Busur Api

Pada waktu pemutusan atau penghubungan suatu rangkaian sistem tenaga listrik maka pada PMT akan terjadi busur api, hal tersebut terjadi karena pada saat kontak PMT dipisahkan , beda potensial diantara kontak akan menimbulkan medan elektrik diantara kontak tersebut, seperti ditunjukkan pada gambar 1.


Gambar 3.1 Pembentukan Busur Api

Arus yang sebelumnya mengalir pada kontak akan memanaskan kontak dan menghasilkan emisi thermis pada permukaan kontak. Sedangkan medan elektrik menimbulkan emisi medan tinggi pada kontak katoda (K). Kedua emisi ini menghasilkan elektron bebas yang sangat banyak dan bergerak menuju kontak anoda (A). Elektron-elektron ini membentur molekul netral media isolasi dikawasan positif, benturan-benturan ini akan menimbulkan proses ionisasi. Dengan demikian, jumlah elektron bebas yang menuju anoda akan semakin bertambah dan muncul ion positif hasil ionisasi yang bergerak menuju katoda, perpindahan elektron bebas ke anoda menimbulkan arus dan memanaskan kontak anoda.

Ion positif yang tiba di kontak katoda akan menimbulkan dua efek yang berbeda. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya tinggi, misalnya tungsten atau karbon, maka ion positif akan akan menimbulkan pemanasan di katoda. Akibatnya, emisi thermis semakin meningkat. Jika kontak terbuat dari bahan yang titik leburnya rendah, misal tembaga, ion positif akan menimbulkan emisi medan tinggi. Hasil emisi thermis ini dan emisi medan tinggi akan melanggengkan proses ionisasi, sehingga perpindahan muatan antar kontak terus berlangsung dan inilah yang disebut busur api.

Untuk memadamkan busur api tersebut perlu dilakukan usaha-usaha yang dapat menimbulkan proses deionisasi, antara lain dengan cara sebagai berikut:
1. Meniupkan udara ke sela kontak, sehingga partikel-partikel hasil ionisai dijauhkan dari sela kontak.
2. Menyemburkan minyak isolasi kebusur api untuk memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi.
3. Memotong busur api dengan tabir isolasi atau tabir logam, sehingga memberi peluang yang lebih besar bagi proses rekombinasi.
4. Membuat medium pemisah kontak dari gas elektronegatif, sehingga elektron-elektron bebas tertangkap oleh molekul netral gas tersebut.

Jika pengurangan partikel bermuatan karena proses deionisasi lebih banyak daripada penambahan muatan karena proses ionisasi, maka busur api akan padam. Ketika busur api padam, di sela kontak akan tetap ada terpaan medan elektrik. Jika suatu saat terjadi terpaan medan elektrik yang lebih besar daripada kekuatan dielektrik media isolasi kontak, maka busur api akan terjadi lagi.

bersambung....selanjutnya akan di bahas mengenai jenis-jenis circuit breaker atau sakelar pemutus tenaga-PMT di sini.