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

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.

sumber

Read More

Mitsubishi FX - Series PLC Trainer

Bagi para penggemar electric engineering software seperti PLC pada kesempatan ini saya akan berbagi software yang gratis,,,software ini adalah sofware simulasi PLC dengan efek animasi sesuai dengan aslinya. kita bisa melakukan pemrograman dan melakukan proses running tanpa harus koneksi dengan hardwarenya secara nyata, jadi cukup simulasi saja.

mungkin ada yang sudah kenal dengan software ini atau bahkan sudah melakukan tes langsung dengan hardwarenya. saya sendiri hanya beberapa kali melakukan trial langsung PLC dengan hardwarenya, yaitu pada waktu kuliah dan praktikum saja. mau trial sendiri di kos juga terkendala dengan biaya pembelian hardware PLC yang tidak murah. jadi lebih seringnya trialnya lewat software2 simulator seperti software yang saya posting ini.

PLC merupakan perangkat yang tidak asing lagi bagi kita, banyak industri yang mempergunakannya untuk proses otomasi. perkembangannya pun sangat pesat dan sudah terintegrasi dengan berbagai hardware otomasi lainnya.

oke ini adalah screenshot dari programnya 

programnya lumayan lengkap,,dan step by step...

ada panduan / instruksi untuk setiap tahapnya,,,jadi sangat membantu....

membantu juga dalam pembelajaran bahasa inggris,,,(soalnya gak ada bahasa indonesianya)...hehehehe

kalau ingin download softwarenya silahkan klik disini

Read More

Circuit Breaker - Sakelar Pemutus Tenaga Listrik/PMT bagian 1

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 . 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.

sumber

Read More

Disconnecting Switch (DS)

         Disconnecting switch adalah saklar pemutus yang didesain tidak bisa terbuka pada saat arus beban yang melewatinya masih ada.Biasanya disconnecting switch dipasang untuk mengisolasi peralatan–peralatan yang mungkin tersupply daya besar.

Disconnecting switch biasanya dilengkapi dengan peringatan visual untuk keamanan para pekerja, dengan kata lain pada saat keadaan saklar terbuka atau tidak ada arus beban yang mengalir maka visual sign akan menyala untuk memberitahukan keadaan aman dan sebaliknya. Disconnecting switch harus benar – benar tertutup untuk mencegah kemungkinan munculnya bunga api antara pisau penghubung dengan klip penjepitnya, yang jika terjadi hal – hal tesebut akan membahayakan operator.

* Disconnecting switch, air break switch, and oil switches biasanya digunakan bersama – sama, biasanya tuasnya dioperasiakan bersama sama.

* Disconnecting switch juga digunakan untuk mengisolasi peralatan seperti terminal (buses) atau peralatan listrik yang lain, juga untuk memisahkan kelompok-kelompok feeder dengan tujuan maintenance atau pengetesan.

* Untuk perbaikan DS dilakukan pengetesan fisik dari kerusakan,membersihkan kontak kontaknya, juga memberikan pelumas pada as dari lengan (pisau) pengubungnya.

* Pada maintenance peralatan–peralatan pada gardu induk biasanya antara beban dan sumber daya dari gardu induk diputus oleh Disconnecting switch. Hal ini untuk menjaga keamanan dari para pekerja yang melaksanakan perbaikan atau perawatan, karena difungsikan untuk memisahkan bagian yang bertegangan dan tidak maka DS ini pada sisi yang tidak bertegangan dipasang grounding yang berguna untuk membuang sisa energi (kapasitansi) yang tersimpan pada konduktor, system grounding dan close dari DS ini saling interlocking. Hal ini untuk menghindari short circuit.

* Selain itu DS tidak didiesain sebagai pemutus tegangan seperti CB-CB yang terdapat pada panel atau gardu induk, oleh karena itu DS harus dilengkapi dengan pemutus beban, kerja dari DS pun harus setelah CB benar –benar open atau tidak ada daya yang mengalir ke DS, atau dapat dikatakan kerja dari DS dan CB adalah interlocking juga. Pemisah atau DS digunakan untuk menjamin keamanan para pekerja pada saat melakukan pekerjaan yang menyangkut tegangan listrik, dan juga memberikan efisiensi karena harganya yang lebih murah dibandingkan harga CB.

         Ujung dari saluran adalah Sakelar yang menghubungkan Saluran dengan bagian Instalasi yang lain. Sakelar dapat dibuka dan ditutup sesuai keperluan operasi.

Pada Jaringan Tegangan Rendah bisa dipakai Sakelar udara biasa. Tetapi untuk memutus rangkaian listrik dengan tegangan diatas 1000 Volt, timbul kesulitan jika memakai sakelar udara.

Oleh karenanya Sakelar Tegangan Tinggi (diatas 100 Volt) memerlukan teknik khusus dalam memutus rangkaian listrik. Kemampuan memutus arus listrikdengan jumlah arus listrik dengan jumlah Ampere tertentu pada tegangan operasi tertentu merupakan salah satu spesifikasi teknik yang harus dipenuhi sebuah Sakelar. Mengacu kepada ini, dalam instalasi tegangan tinggi ada tiga macam Sakelar, yaitu :

• Pemutus Tenaga (PMT)

Pemutus Tenaga adalah Sakelar yang mampu memutus arus gangguan hubung singkat yang terjadi. Pemutus tenaga dihubungkan pada relay pengaman yang akan memberikan perintah membuka rangkaian listrik apabila terjadi gangguan hubung singkat.

• Pemutus Beban (PMB)

Pemutus Beban adalah sakelar yang hanya mampu memutus arus beban. Operasinya dilakukan secara manual, diperlukan untuk manuver operasi.

• Pemisah (PMS)

Pemisah adalah sakelar yang hanya boleh dioperasikan tanpa ada arus. Pemisah harus secara visuil terlihat apakah pisau-pisaunya membuka atau menutup. PMS (Pemisah) dipasang didepan dan dibelakang PMT (Pemutus Tenaga).

             Setelah PMT dibuka, tidak ada arus lagi, baru PMS boleh dibuka. Jangan sekali-kali membuka PMS yang masih berarus yaitu sebelum PMT dibuka, karena hal ini akan menimbulkan ledakan dan menimbulkan kecelakaan terhadap mereka yang ada didekat PMS tersebut.

Apabila instalasi akan disentuh, maka PMS yang bersangkutan dengan instalasi tersebut harus dibuka setelah terlebih dahulu PMT-nya dibuka. PMS perlu dibuka untik bisa dilihat bahwa instalasi yang akan disentuh telah bebas tegangan.

         Instalasi mempunyai PMS untuk mentanahkan instalasi. Sebelum disentuh PMS tanah harus dimasukkan agar potensial yang akan disentuh sama potensial tanah.

By Endi Sopyandi

source

Read More