Pengendalian Mutu Untuk Persiapan Startup

1. Pendahuluan.

1.1. U m u m.
Tujuan pengendalian mutu peralatan listrik pada tahap akhir penyelesaian konstruksi dan siap dioperasikan adalah dimaksudkan untuk menjamin bahwa peralatan beserta perlengkapan ikutan lainnya telah dipasang sesuai dengan spesifikasi, gambar, persyaratan keselamatan dan kebutuhan pengoperasian.
Sebetulnya tugas pengendalian mutu ini merupakan tanggung jawab kontraktor, namun untuk menghindari pekerjaan yang berulang yang biasanya dilakukan pada saat commissioning sehubungan dengan kemungkinan adanya keraguan dari hasil pekerjaan kontraktor. Keraguan yang yang timbul biasanya disebabkan oleh beberapa hal seperti:
a. Prosedur pengendalian mutu yang diusulkan kontraktor tidak lengkap atau tidak sesuai dengan teknik-teknik atau prosedure yang spesifik.
b. Peralatan uji yang dipunyai kontraktor sangat terbatas, sehingga jenis pengendalian mutu tertentu tidak dapat dilaksanakan.
c. Jumlah tenaga akhli kontraktor sangat terbatas.
d. Menganggap bahwa pengujian yang dilakukan pabrik pembuat sudah memenuhi syarat untuk tidak dilakukan pengujian dilapangan lagi.
Meskipun seandainya kontraktor dapat memenuhi ke empat faktor di atas, User sebagai pihak yang akan mengoperasikan peralatan tersebut merasa perlu untuk mengikuti proses pengendalian mutu tersebut. Dapat tidaknya User mengikuti pekerjaan tersebut sangat tergantung pada keputusan pihak-pihak yang terlibat (Owner, Kontraktor dan User Manajemen).

1.2. Organisasi.
Dengan disetujuinya User turut serta dalam proses pengendalian kualitas, maka persiapan untuk menunjang pekerjaan tersebut perlu dilakukan antara lain dengan;
- membentuk team pengendalian mutu.
- menyiapkan peralatan penguji dan inspeksi.
- menentukan tanggung jawab bagi masing-masing anggauta team.
- menyiapkan spesifikasi dan prosedur yang berhubungan dengan tugas pengujian dan penilikan.
Langkah pertama dari team pengendali mutu ini adalah mengumpulkan informasi yang berhubungan dengan tugas pengendalian mutu, antara lain seperti meninjau prosedur yang diajukan kontraktor dan membandingkannya dengan prosedur yang dimiliki User, serta dibandingkan dengan standard yang berlaku seperti PUIL, NEC, IEEE, JIS, VDE dan lain-lain sesuai dari mana peralatan tersebut di beli.
Selain itu juga team harus yakin bahwa semua peralatan uji yang dimiliki kontraktor sudah ditera oleh badan atau lembaga yang berwenang untuk itu misalnya (KIM-Puspiptek untuk peralatan instrumentasi, dan LMK-PLN untuk peralatan uji listrik.

1.3. Metode dan prosedur pengujian.
Berdasarkan pengalaman pengendalian mutu terhadap peralatan listrik dalam rangka persiapan pengoperasian kilang, ada beberapa permasalah yang dijumpai yang pada umumnya selalu berulang kejadiannya, sebagai contoh:
- Kontraktor umumnya membeli peralatan listrik tidak dari satu tempat dan pada pemasangan secara lengkap biasanya akan dijumpai kesalahan rangkaian yang secara fisik kelihatan baik tetapi secara teoritis maupun praktis hal itu tidak memenuhi persyaratan.
- Umumnya peralatan listrik tidak langsung menunjukkan kesalahan tersebut pada saat mula dioperasikan.
- Penanganan yang kurang baik pada saat pengangkutan dan penyimpanan dapat menyebabkan timbulnya penyimpangan karakteristik peralatan listrik.
Dengan melihat ketiga hal di atas maka perlu peralatan yang akan dioperasikan agar diuji kembali sesuai dengan metode dan prosedur pengujian dilapangan.

2. Tugas Utama Team Kendali Mutu.
2.1. Data peralatan Listrik.
Untuk menghindari adanya peralatan listrik yang terlupakan, maka perlu team mendata peralatan-peralatan listrik yang akan diuji. Karena terlampau banyak peralatan tersebut maka team dianjurkan untuk membuat daftar prioritas. Peralatan tertentu seperti:
- Switchgear dan Motor Control Center.
- Generator dan Panel control.
- Motor Listrik dan sistem kendalinya.
- Transformator dan alat-alat bantunya.
- Kabel dan pemasangannya.
- Sistem pentanahan dan elektrodenya.
- Rele-rele pengaman dan sistem koordinasinya.
- Batere, pengisi batere (battery charger) dan UPS.
- Panel pengendali beban.
- Kabel tray, konduit, fitting dan sebagainya.
Kemudian sebagai langkah berikutnya maka dikumpulkan data seperti :
- Data teknis.
- Petunjuk pengoperasian dan pemeliharaan.
- Daftar suku cadang.
- Gambar yang dikeluarkan pabrik.
- Gambar yang dikeluarkan kontraktor.
- Hasil pengujian yang dikeluarkan pabrik.
- Prosedur dan metode pengendalian mutu.
- Peralatan pengendalian kualitas.
- Standar dan spesifikasi pengujian lapangan.
Selanjutnya ketua team mencari data anggauta team yang yang mempunyai keahlian dalam bidang pengendalian mutu yang sesuai dengan peralatan yang akan diamati.


2.2. Jenis Metode dan Prosedur Pengujian.
Sebagai ketua team diharapkan mempunyai keakhlian dalam bidang ini. Umumnya prosedur dan metode pengujian selalu berpijak pada ketentuan pabrik atau standar yang berlaku, namun tidak semua pedoman pengendalian mutu yang dilaksanakan di pabrik dilakukan lagi dilapangan, hanya pengendalian mutu tertentu saja yang dianjurkan untuk dilakukan. Pada umumnya jenis pengujian yang dilakukan pada peralatan listrik adalah sebagai berikut :
a. Pengujian isolasi.
b. Pengujian karakteristik kerja.
c. Pengujian tahanan elektrode sistem pentanahan.
d. Pengujian fungsi kerja.
e. Penilikan dengan menggunakan infra red.


2.2.1. Pengujian Isolasi.
Isolasi dapat berbentuk bahan dielektrik cair, padat atau gas yang berfungsi untuk mencegah aliran listrik antara titik-titik yang berbeda potensial. Pengujian isolasi dilakukan untuk menentukan integritas dari media isolasi. Pengujian biasanya dilakukan dengan menerapkan tegangan tinggi pada contoh yang diuji dan menentukan arus bocor yang mengalir pada saat pengujian tersebut. Kebocoran aliran arus yang berlebihan menunjukkan kondisi penurunan kemampuan atau gangguan dari isolasi. Pengujian isolasi dapat dilakukan dengan menerapkan tegangan arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC).
Pengujian isolasi dapat dikatagorikan sebagai pengujian yang tidak merusak (non destructive testing) dan pengujian merusak (destructive testing). Pengujian merusak dapat menyebabkan perlengkapan yang diuji rusak atau tidak dapat dioperasikan lagi. Pengujian tidak merusak dilakukan pada tegangan yang lebih rendah, dan peralatan yang diuji jarang sekali rusak.
Pengujian tegangan tinggi arus bolak-balik adalah suatu pengujian go atau no go. Tegangan dinaikkan pada tingkat tertentu, jika peralatan gagal atau menunjukan arus bocor yang berlebihan peralatan yang diuji tidak dapat digunakan lagi. Jenis pengujian ini hanya dapat menunjukkan apakah peralatan baik atau rusak. Pengujian ini tidak menunjukkan batas pengujian yang telah dilakukan, kecuali jika dinginkan lain.
Pengujian tegangan tinggi arus searah dapat menunjukkan kelebihan dari pengujian tegangan tinggi arus bolak-balik antara lain pengujian ini dapat memperlihatkan bahwa peralatan tersebut baik pada saat pengujian dan gagal dikemudian hari. Pengujian arus searah dilakukan untuk mendapatkan informasi mengenai arus bocor yang diukur pada saat tertentu dibandingkan dengan arus bocor yang diperoleh dari pengujian terdahulu.
Pengujian isolasi termasuk juga pengujian tahanan isolasi yang terdiri dari pengujian Dielectric Absorption, Polarization Index dan pengujian tegangan tinggi. Pengujian ini biasanya diterapkan pada peralatan listrik tegangan menengah (4.1kV keatas). Untuk peralatan tegangan rendah (1kV ke bawah) biasanya hanya dilakukan dengan megger.


2.2.2. Pengujian Karakteristik Kerja.
Pengujian disini dilakukan untuk mengetahui apakah karakteristik tertentu dari peralatan yang di uji memenuhi design dan spesifikasi yang diharapkan. Jenis pengujian antara satu alat dengan alat listrik lainnya umumnya berbeda. Perhatikan contoh berikut ini:
- Pengujian kurva kejenuhan dari trafo arus.
- Pengujian perbandingan dan polaritas trafo arus dan trafo tegangan.
- Pengujian kurva waktu arus dari rele pengaman.
- Pengujian kurva waktu-arus pemutus tenaga tegangan rendah.
- Pengujian kurva waktu-arus overload heater.

Untuk melakukan pengujian sebagaimana tersebut di atas diperlukan alat-alat uji dan keahlian mengenai alat yang diuji dan peralatan penguji.


2.2.3. Pengujian Tahanan Elektrode Pentanahan.
Integritas dari suatu sistem pentanahan adalah sangat penting pada sistem tenaga listrik, antara lain dimaksudkan untuk :
- Menentukan titik acuan potential tegangan untuk keselamatan peralatan dan personal.
- Untuk memberikan suatu titik pelepasan gelombang berjalan sehubungan adanya surja petir atau surja hubung.
- Mencegah tegangan tinggi yang berlebihan sehubungan adanya teganagn induksi dari sistem tegangan tinggi.


2.2.4. Pengujian Fungsi Kerja.
Yang paling menonjol memerlukan pengujian jenis ini adalah mengenai sistem kontrol dan sistem proteksi. Dengan melakukan pengujian ini akan terbukti bahwa rangkaian kontrol sudah terpasang dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan cara simulasi.
Pengujian fungsi kerja pada rangkaian kontrol dapat dilakukan dengan menutup atau membuka suatu kontak dengan harapan sistem akan berfungsi sebagai mana yang diharapkan.
Sedangkan pengujian fungsi kerja rangkaian proteksi, meter-meter dan peralatan instrumentasi lainnya dilakukan dengan menggunakan injeksi tegangan atau arus menurut prosedur tertentu. Misalnya besar dan arah arus tertentu. Diharapkan bahwa peralatan dapat beroperasi sesuai dengan rancangan yang dibuat.
Dengan melakukan pengujian ini diharapkan sistem tidak akan gagal bekerja karena kesalahan instalasi dari rangkaian kontrol dan rangkaian proteksi pada suatu pengoperasian tertentu. Untuk pengujian rangkaian proteksi diperlukan keakhlian khusus.
Sebagai bahan pembanding mengenai prosedur pengujian yang diusulkan kontraktor, maka dapat digunakan prosedur yang ada pada lampiran I. Perlu diketahui bahwa prosedur ini merupakan gabungan dan revisi dari beberapa prosedur yang diterapkan di User dalam rangka commissioning projek seperti Train sebelumnya, perbaikan sistem kelistrikan User. Namun yang perlu diperhatikan adalah mengenai alat-alat baru yang belum tercakup pada prosedur dan juga perbaikan yang disesuaikan dengan kemajuan teknik dalam bidang pengendalian kualitas.


2.2.5. Inspeksi Peralatan Listrik.
Inspeksi mempunyai dua tujuan yaitu : (1) menentukan kondisi atau keandalan dari peralatan dan (2) menentukan tindak lanjut dari hasil inspeksi tersebut. Mengenai inspeksi ini ada dua kondisi dari peralatan listrik yang mempengaruhi tindakan penilikan, yaitu :
Penilikan peralatan yang tidak dioperasikan biasanya agar dilakukan sebelum dan sesudah peralatan dibersihkan. Kondisi yang perlu diperhatikan disini antara lain adanya debu, papan nama yang memberikan informasi mengenai peralatan, kemungkinan adanya bagian yang retak, bagian yang bocor, bagian yang berkarat, isolasi yang terkelupas dan lain sebagainya.
Kondisi penilikan peralatan yang ssedang dioperasikan. Disini biasanya indera manusia mengambil peranan penting, baik dalam hal membaca hasil pengukuran, mendengar bunyi yang tidak normal, mencium bau yang tidak wajar, atau untuk hal tertentu dapat merasakan panas yang berlebihan. Untuk menditeksi panas mungkin saja bisa menggunakan alat bantu infra red scanner.


2.3. Jadwal Pengendalian Mutu.
Seperti telah disebutkan dimuka bahwa pekerjaan pengendalian ini merupakan tugas kontraktor, maka jadwal pelaksanaan tugas ini ada dua alternative yaitu : (1) bersama-sama dengan kontraktor dan (2) setelah kontraktor menyelesaikan tugasnya. Pada prakteknya kedua cara tersebut dapat digunakan. Namun untuk menghindari pengujian yang sama dilakukan dua kali (pertama dilakukan kontraktor dan yang kedua dilakukan USER) maka sebagian besar dilakukan bersama-sama. Oleh sebab itu jadwal pengendalian mutu sangat tergantung sekali pada jadwal yang dibuat kontraktor.
Sebetulnya yang paling baik adalah melakukan pekerjaan tersebut bersama-sama dan ini sudah dibuktikan pada saat konstruksi train sebelumnya. Namun kendala yang dihadapi pada waktu itu adalah keterbatasan peralatan uji dari kontraktor di mana User yang melakukan pengujian dengan menggunakan peralatan yang dipunyai User, antara lain mengenai pengujian pergeseran sudut dari suatu sistem proteksi, baik yang menyangkut arus dan tegangan. Demikian juga dengan peningkatan kemampuan dielektrik minyak trafo.


2.4. Perlengkapan Pengendalian Mutu.
Peralatan yang dimaksud disini adalah alat-alat uji seperti yang digunakan untuk pengujian peralatan listrik tegangan tinggi maupun tegangan rendah. Karena tugas ini merupakan tugas kontraktor, maka kontraktor bertanggung jawab bahwa peralatan ujinya sudah memenuhi syarat dan ini dibuktikan dengan surat dari pihak atau lembaga yang berwenang. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah hasil pengujian yang tidak sesuai. Peralatan yang harus dipunyai kontraktor antara lain :
- Hi-Pot tester (DC-60kV).
- Megger 5 kV
- SSR-51 atau SSR-78 (alat penguji rele).
- Phase angle meter.
- Alat penginjeksi arus.
- High Potential Stick.
- Alat penguji batere charger dan batere, terutama untuk pengujian discharge test batere.
- Alat untuk treatment minyak trafo.
- Alat penguji minyak trafo.
- Alat penguji trafo arus (CTER-Multiamp).
- Alat pengukur hubungan kekuatan kontak (microohm tester).
- dan lain-lain.

Pengalaman menunjukkan beberapa peralatan seperti tersebut diatas tidak dipunyai kontraktor.

2.5. Catatan.
Program pengendalian mutu tidak akan berhasil dengan baik apabila segi-segi administrasi dilupakan, misalnya mengenai pencatatan dan penyimpanan data hasil pengamatan. Untuk maksud tersebut biasanya dalam pelaksanaan program pengendalian digunakan formulir-formulir yang sesuai dengan pengamatan yang dilakukan. Hal yang perlu diperhatikan dan harus ada pada formulir tersebut antara lain mengenai :
- Waktu (time) : date, time of day, and year.
- Personel : nama orang yang melakukan pengujian, pengamat dari Owner dan pengamat dari User.
- Kondisi lingkungan seperti temperatur, kelembaban, cuaca dan lain-lain.
- Identifikasi peralatan misalnya seperti tag number, serial number dan lain-lain.
- Daftar pengecekan (check list): formulir tersebut menyebutkan peralatan yang digunakan, hasil pengamatan dan lain-lain.
- Komentar : Formulir catatan harus selalu diberikan ruangan untuk menulis tindakan lebih lanjut yang diperlukan, atau hal-hal yang dianggap menyimpang dari hasil pengamatan.

Saat ini cara diatas sudah tidak dilakukan lagi, karena berbagai faktor, utamanya kontrak an skedul kerja. Semua pekerjaan dilakukan kontraktor dan kita terima bersih. Penulis merasakan fungsi yang sangat baik pada saat melakukan kegiatan seperti tersebut di atas.

Name Plate Motor

Name plate motor memberikan banyak pilihan mengenai data rancangan dan unjuk kerja motor. Informasi ini khususnya sangat berharga bagi pemasang dan orang-orang yang bertugas dalam pemeliharaan/perawatan dan pengoperasian motor tersebut. Pada saat instalasi, pemeliharaan atau penggantian, informasi yang ada pada name plate sangat vital sekali untuk mempercepat dan melakukan pekerjaan yang sesuai.
Publikasi NEMA MG-1, section 10.38, menentukan bahwa data berikut ini harus ditempel kan pada setiap nameplate motor.

1. Manufacturer
2. Type
3. Frame
5. Time Rating
4. Horse Power
6. Ambient Temperature
8. Frequency
7. RPM
9. Phases
11. Voltage
10. Rated Load Amps
12. Locked Rotor Code Letter
13. Design Letter
14. Service Factor
15. Insulation Class

Selain dari itu, pembuat motor dapat memasukkan data seperti nama perusahaan dan lokasi plant manufacturer dan indentifikasi.
Sebagian besar data yang diberikan pada name plate mengacu pada karakteristik elektrik dari motor. Oleh sebab itu, nameplate itu sangat diperlukan oleh pemasang (installer), pemelihara seperti teknisi dan engineer. Untuk lebih memahami data ini, dua bentuk name plate di ilustrasikan disini. Pembicaraan berikut ini memberikan penjelasan dari notasi yang tidak tertulis.

1. Serial Number
Serial number ini merupakan nomor individual, yang dibuat unique untuk motor itu sendiri atau rancangan untuk identifikasi yang diperlukan untuk berkomunikasi dengan pabrik pembuat (Manufacture).

2. Type
Adalah kombinasi dari hurup dan atau nomor yang dipilih oleh manufaturer (pabrikan), guna memudahkan mengidentifikasi jenis enclosure dan modifikasi yang berarti.

3. Model Number
Tambahan data identifikasi untuk pabrikan.

4. Horse Power
Nominal horse power adalah horse power yang dirancang utuk memberikan daya melalui porosnya dengan frekwensi dan tegangan nominal pada terminal motor, pada service factor sama dengan 1,0.

5. Frame
Tanda frame size mengidentifikasi dimensi dari motor. Jika NEMA frame, identifikasi ini menunjukan dimensi pasangan (mounting), sehingga gambar dimensi dari manufacture tidak diperlukan lagi.

6. Service Factor
Kebanyakan service factor motor adalah 1 atau 1.15. Jika safety factor sama dengan 1.0, ini berarti bahwa motor tidak boleh dioperasikan untuk memberikan horsepower lebih besar dari yang diperlihatkan nameplate, jika kerusakan pada sistem isolasi lilitan perlu dihindari.
Untuk safety factor 1.15, motor dapat dioperasikan pada horse power sama dengan horse power nominal dikalikan service factor tanpa menyebabkan kerusakan yang serius pada sistem isolasi lilitan stator motor. Namun perlu dipertimbangkan pengoperasian secara terus menerus pada kondisi ini akan menyebabkan umur isolasi yang diharapkan akan semakin pendek.

7. AMPS
Arus yang dapat ditarik dari motor pada tegangan dan frekwensi nominal dengan horse power nominal yang di kirim ke beban.

8. VOLTS
Tegangan yang dirancang agar motor dapat bekerja baik. Tegangan ini merupakan tegangan yang diukur pada terminal motor, bukan tegangan pada titik pengiriman.

9. Kelas isolasi (Insulation Class).
Kelas material isolasi yang digunakan pada lilitan stator ditentukan disain. Material-material ini telah diuji secara ekstensif terhadap suhu tertentu. Kelas B isolasi mempunyai suhu kerja maksimum 130°C. Kelas F isolasi 155°C dan kelas H pada 180°C.

10. RPM (Rotation Per Minute)
RPM adalah kecepatan putaran poros (output shaft) pada saat memberikan horse power nominal pada alat yang digerakkan pada tegangan dan frekwensi nominal yang diterapkan pada terminal motor.

11. Hertz
Herts adalah frekwensi dari sistem suplai untuk mana motor tersebut dirancang. Motor dapat dioperasikan pada frekwensi lain, tetapi penampilan kerja akan berubah. Misalnya motor 60 Hz jika diterapkan pada sistem 50 Hz akan menyebabkan motor tersebut panas dan suaranya berdengung.

12. Duty
Apakah “Intermittent” atau “Continous” ditempel pada ruangan ini. Jika “Continous”, ini berarti bahwa motor dapat dioperasikan 24 jam/hari, 365 hari/tahun untuk beberapa tahun.
Jika “Intermittent” interval waktu akan diperlihatkan ini berarti bahwa motor dapat beroperasi pada beban penuh untuk interval waktu yang diberikan.

13. Temperature Ambient.
Hal ini menentukan maksimum ambient suhu, pada °C dimana motor dapat memberikan horse powernya secara aman. Jika ambient suhu lebih tinggi dari harga yang ditempelkan pada name plate, motor output harus dikurangi untuk mencegah kegagalan pada isolasi sistem.

14. PHASE
Phase menunjukkan jumlah fasa untuk mana motor dirancang. Phase harus sesuai dengan sistem suplai.

15. KVA CODE
Arus asut inrush dapat ditentukan dari name plate ini. Arus ini ditentukan sebagai suatu kode hurup yang menunjukkan daerah KVA/HP. Bata daerah untuk setiap hurup ditentukan pada NEAM MG-1-10.36. Harga umum adalah 6, yang mencakup suatu daerah 5.6 HP keatas tetapi tidak termasuk 6.3 KVA/HP.

16. DESIGN
Bilamana diterapkan, NEMA design letter ditempel pada name plate. Hurup ini menentukan harga-harga torsi minimum pada locked rotor, pull-up dan breakdown speed dan maksimum inrush current, dan harga maksimum beban slip. harga-harga ini diberikan pada NEMA-MG-1, section 1.16 dan 1.17.

17. BEARINGS
Untuk motor-motor yang disuplai dengan antifriction bearing, bearing tersebut harus diidentifikasikan pada nameplate, dengan menempelkan nomor urut dan huruf per AFBMA (Antifriction Bearing Manufacturer Association).

18. PHASE SEQUENCE
Memasukkan tanda phase sequence (urutan fasa) pada nameplate agar pemasang motor mudah menghubungkan motor ke power suplai sesuai dengan rancangan rotasinya.

19. EFFICIENCY
Nameplate dilengkapi dengan tanda nominal efficiency yang sesuai dengan table 12-4 dari MG-1-12.53b. Efisiensi data tersedia untuk motor-motor standar.

20. LOW NOISE
Beberapa motor dirancang untuk emisi noise yang rendah. Oleh sebab itu, level noise yang diberikan pada nameplate menyatakan sound power and sound pressure. Keduanya diukur dalam dBA. Ini berarti output bunyi dari motor.

Tinjauan Singkat Pengaman Motor Listrik

U M U M.
Baik industri berskala besar maupun kecil, di dalam menunjang kegiatan operasi biasanya menggunakan motor-motor listrik. Motor tersebut berfungsi sebagai penggerak mula peralatan seperti :
- kipas (fan).
- kompresor.
- konveyor.
- eskalator.
- pompa.
- pengaduk (mixer).
- dan lain-lain.
Dipilihnya motor-motor listrik sebagai penggerak peralatan tersebut di atas karena mempunyai banyak kemudahan-kemudahan jika dibandingkan dengan mesin penggerak lainnya. Jenis motor listrik yang paling banyak digunakan adalah motor induksi. Untuk mendapatkan unjuk kerja yang baik, maka para pemakai diharapkan selain memahami karakteristik motor, juga memahami rangkaian kendali dan sistem operasi motor tersebut.

KOMPONEN-KOMPONEN MOTOR LISTRIK.
Dua komponen penting pada motor induksi adalah stator dan rotor. Rotor terdiri dari susunan lempengan-lempengan baja tipis, penghantar rotor sangkar (squirel cage), cincin ujung dan kipas pendingin yang dipasang pada poros rotor.
Stator juga dibuat dari lempengan-lempengan baja tipis yang dipasang pada rangka mesin, di mana bagian dalam diameter stator dibuat alur-alur yang berfungsi untuk menempatkan kumparan. Kumparan-kumparan tersebut dipasang sedemikian rupa, sehingga apabila suatu tegangan suplai arus bolak-balik diterapkan pada terminal motor, maka stator akan menimbulkan medan magnit putar.
Medan magnit putar ini akan memotong penghantar rotor, selanjutnya pada penghantar rotor akan terinduksikan tegangan yang akan menimbulkan medan magnit rotor. Medan magnit putar rotor akan berusaha mengimbangi medan magnit putar stator. Namun medan magnit putar rotor tidak akan sama dengan medan magnit stator. Medan magnit putar rotor akan sedikit terbelakang dari medan magnit stator, hal ini yang dikatakan adanya slip.

PUTARAN MOTOR INDUKSI.
Putaran rotor motor tentunya diharapkan mempunyai putaran yang sesuai dengan kondisi kerjanya. Putaran motor induksi sebenarnya sangat tergantung pada frekwensi tegangan suplai dan jumlah kutub motor. Dari rumus berikut ini dapat diketahui hubungannya.
N = F/P
di mana : N = putaran permenit.
F = frekwensi (hertz).
P = jumlah pasang kutub.
Sebagai contoh, sebuah motor yang mempunyai jumlah kutub 2, frekwensi tegangan suplai 50 Hz, maka motor akan mempunyai kecepatan putar sebesar 3000 rpm. Sedangkan sebuah motor yang mempunyai jumlah kutub 4 akan mempunyai putaran 1500 rpm. Sebenarnya kecepatan putar motor tidak tepat 3000 rpm atau 1500 rpm, hal ini disebabkan adanya slip. Jadi, kecepatan putar sebenarnya dari motor akan sedikit lebih kecil dari yang disebutkan di atas.

PENGASUTAN MOTOR.
Operasi pengasutan motor secara manual biasanya dilakukan dengan menekan tombol start. Ada bermacam-macam cara pengasutan motor misalnya.
a. Pengasutan dengan tegangan penuh.
b. Pengasutan dengan tegangan yang dikurangi.
c. Pengasutan segi-tiga bintang.
d. Pengasutan dengan perubahan frekuensi.
e. Pengasutan dengan perubahan frekuensi dan tegangan.
f. Pengasutan dengan perubahan jumlah kutub.
Semua cara yang disebutkan di atas dimaksudkan untuk mendapatkan arus asut dan torsi yang memadai dan tidak berbahaya terhadap sistem atau motor itu sendiri. Mengasut motor dengan tegangan yang dikurangi, berarti mengurangi besar torsi asut. Demikian sebaliknya mengasut motor dengan tegangan penuh akan menimbulkan arus asut (starting current) yang sangat besar. Untuk mendapatkan titik temu dari kedua keadaan tersebut, maka perlu dipertimbangkan situasi operasi yang diharapkan antara lain mempertimbangkan sampai sejauh mana pengaruh arus inrush atau arus asut terhadap peralatan dan sistem, demikian juga dengan pengaruh berkurangnya torsi.

Operasi pengasutan secara otomatis biasanya dilakukan oleh alat-alat bantu seperti :
a. alat pengindera temperatur.
b. alat pengindera tekanan.
c. alat pengindera cairan (liquid).
d. alat pengindera aliran.
e. alat pengindera kandungan gas.
f. timer.
g. saklar batas (limit switch).

Alat-alat tersebut di atas mampu menditeksi keadaan operasi suatu sistem. Apabila batas penyetelannya tercapai, maka motor mulai bekerja atau berhenti tergantung pada rangkaian kontrol yang dibuat. Jadi motor dapat diasut apabila menerima isyarat dari peralatan bantu. Isyarat dari alat bantu ada yang langsung dihubungkan kerangkaian kendali dan ada yang menggunakan rele bantu, bahkan ada yang menggunakan rangkaian elektronik.


GANGGUAN PADA MOTOR.
Motor-motor yang sedang dioperasikan dapat mengalami gangguan, akibat gangguan dapat menyebabkan kerusakan pada motor. Umumnya kerusakan motor dapat disebabkan oleh beberapa keadaan seperti :
a. lingkungan yang tidak sesuai.
b. pemilihan motor yang tidak tepat.
c. instalasi yang salah.
d. gangguan mekanis.
e. perubahan besaran listrik yang diterapkan.
f. pemeliharaan yang tidak memadai.
g. prosedur pengoperasian yang salah.
h. kegagalan pelumas.
i. gabungan dari dua atau lebih permasalahan diatas.

Dengan adanya gangguan tersebut umur motor akan berkurang, yang lebih fatal lagi adalah kerugian yang diakibatkan oleh terhentinya kegiatan produksi. Biasanya untuk proses yang kritis dipasang dua buah motor, di mana salah satunya berfungsi sebagai motor cadangan.
Untuk mencegah terjadinya kerusakan yang fatal pada motor, maka keadaan gangguan yang disebutkan di atas harus dapat dicegah pengaruhnya. Langkah-langkah untuk itu biasanya sudah dilakukan pada saat perencanan atau perekayasaan motor dan instalasinya, misalnya dengan menentukan persyaratan-persyaratan lokasi, jenis motor, cara pengoperasian dan pemeliharaan yang baik, melengkapi peralatan pengaman dan lain-lain.

PERALATAN PENGAMAN.
Untuk mengetahui gejala terjadinya gangguan motor, maka dipasang peralatan penditeksi yang mampu merasakan keadaan tersebut, sebelum gejala tersebut berkembang menjadi gangguan yang membahayakan operasi produksi atau motor itu sendiri. Peralatan penditeksi tersebut memberikan isyarat pada peralatan pengaman, baik secara langsung maupun tidak langsung untuk memberikan tanda peringatan atau untuk melepaskan motor terhadap sumbernya.
Besaran-besaran yang diditeksi oleh alat ini ada yang merupakan besaran fisika seperti panas dan besaran listrik seperti tegangan, arus dan frekwensi atau gabungan dari tegangan dan arus. Penyimpangan besaran listrik terjadi karena :
a. gangguan hubung singkat pada lilitan motor.
b. gangguan pada rangkaian kendali.
c. pembebanan yang berlebihan.
d. jatuh tegangan yang terlampau besar.
e. urutan fasa terbalik.
f. fasa yang tidak seimbang.
g. gangguan pada alat yang digerakkan.
h. kombinasi dari keadaan di atas.

Jika jenis gangguan sudah dikenal, maka perlu diketahui peralatan penditeksi yang dapat digunakan untuk merasakan gangguan tersebut dan dapat mengirimkan isyarat ke peralatan pengaman atau rangkaian kontrol motor. Berikut ini adalah beberapa peralatan yang berfungsi untuk menditeksi dan mengamankan penyimpangan-penyimpangan yang terjadi.
a. Vibration probe yang berfungsi menditeksi getaran.
b. RTD yang berfungsi untuk menditeksi panas.
c. Trafo arus dan trafo-trafo tegangan.
d. Overload heater (menditeksi arus lebih untuk periode tertentu).
e. Over curent relay (rele arus lebih yang menditeksi arus lebih).
f. Undervoltage relay (rele tegangan kurang yang menditeksi tegangan kurang).
g. Negative phase sequence relay (rele urutan fasa negatif yang menditeksi arus urutan negatif).
h. Differential relay (yang menditeksi arus gangguan pada daerah pengamanannya saja).
i. Rele gangguan tanah (yang menditeksi gangguan fasa ke tanah).
j. Overload relay (pengaman beban lebih).
k. Pemutus tenaga (circuit breaker berfungsi untuk melepaskan atau menghubungkan motor ke sumbernya).
Umumnya skema rele pengaman menggunakan trafo arus atau trafo tegangan sebagai sumber penditeksi gangguan. Pada motor kecil biasanya hanya menggunakan pengaman panas beban lebih (over load heater) saja, kecuali jika diinginkan lain.
Peralatan pengaman yang dipasang untuk bekerja terhadap salah satu gangguan dapat berfungsi terhadap gangguan lain, sebagai contoh pengaman lilitan. Isyarat untuk mengisolasikan motor yang terganggu terhadap sistem yang sehat diperoleh dari peralatan pengaman, yang kemudian dikirim kerangkaian kontrol. Rangkaian kontrol selanjutnya akan memberikan perintah untuk melepaskan magnetik kontroler atau pemutus tenaga. Pada sistem yang menggunakan pengaman sikring atau molded case circuit breaker (MCCB) akan bekerja atau mengamankan sistem hanya terhadap arus yang besar sekali yang hanya terjadi karena hubung singkat pada motor atau saluran.

PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN.
Salah satu penyebab kerusakan motor adalah pemeliharaan yang dilaksanakan tidak sesuai dengan anjuran atau persyaratan yang ditentukan oleh pembuatnya. Salah satu tindakan pemeliharaan yang baik adalah preventive maintenance, di mana pelaksanaannya dilakukan pada tenggang waktu tertentu. Tujuan melaksanakan kegiatan ini adalah untuk mengetahui sedini mungkin gejala-gejala kerusakkan dan melaksanakan perbaikan untuk mencegah terjadinya kerusakan yang fatal. Beberapa tindakan yang dilaksanakan dalam melakukan pemeliharaan antara lain.
a. pengujian.
b. pengukuran.
c. penggantian bagian yang rusak.
d. penyesuaian.
e. perbaikan.
f. membersihkan.
g. pelumasan.

Berikut ini adalah enam langkah program pemeli-haraan yang umum dilaksanakan.
a. membersihkan.
b. melumasi.
c. mengencangkan bagian yang kendur.
d. menginspeksi.
e. menguji.
f. mencatat.
Meskipun enam langkah program pemeliharaan sudah dilaksanakan dengan baik, tidak berarti motor listrik bebas terhadap gangguan. Karena pengoperasian yang tidak sesuai dengan prosedur yang dianjurkan dapat menyebabkan kerusakan motor baik secara bertahap maupun secara langsung. Untuk itu perlu diperhatikan prosedur pengoperasian motor yang baik.

PENGUJIAN TAHANAN ISOLASI SEBAGAI PERSIAPAN START-UP

UMUM
Sebelum mengoperasikan generator, beberapa pengecekan dasar dan kalibrasi harus dilakukan untuk menjamin bahwa semua komponen dalam keadaan baik. Jika pengoperasian dilakukan sebelum melakukan pengecekan ini ada kemungkinan operasi generator akan terganggu karena ada bagian yang tidak memenuhi kondisi operasi.
Pencegahan Moisture.
Semua lilitan dan bagian-bagian yang saling berhubungan dibuat dari bahan anti moisture dan anti jamur. Untuk mengetahui kondisi moisture memenuhi persyaratan maka dilakukan tindakan sebagai berikut:

Pengujian Isolasi
Lilitan stator dan rotor harus dijaga tetap hangat sejak pertama generator diterima sampai ditempatkan untuk dioperasikan. Dalam hal ini generator agar disimpan dengan surface heater harus tetap beroperasi secara kontinyu sampai generator tersebut dioperasikan.
Pengujian isolasi berikut ini agar dilakukan sebelum unit dioperasikan.
1. Pengujian tahanan isolasi
2. Pengujian Polarisasi Indeks
3. Pengujian tegangan lebih (hy-pot test).

Perhatian :
Semua peralatan penguji harus dibuat sebaik mungkin, terutama segi-segi keselamatan. Semua mesin yang akan diuji harus dalam keadaan de-energize dan ditanahkan untuk sementara untuk menghilangkan muatan sisi yang tertinggal di dalam lilitan.

PENGUJIAN TAHANAN ISOLASI.
Pengujian ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Pengujian isolasi secara rutin dapat dilakukan dengan menggunakan Megohmmeter, atau megger yang pembacaannya langsung dalam meghoms.
Tahanan isolasi adalah ukuran kebocoran arus yang melalui isolasi. Tahanan berubah-ubah karena pengaruh temperatur dan lamanya tegangan yang diterapkan pada lilitan tersebut, oleh karena itu faktor-faktor tersebut harus dicatat pada waktu pengujian. Tegangan yang diterapkan kalau bisa hanya pada satu fasa saja. Nilai tegangan minimum pengujian yang banyak digunakan dan diterima dikalangan praktisi adalah satu kilovolt sebanding dengan satu (1) megaohm terhadap peralatan listrik yang banyak digunakan pada industri-industri (untuk lilitan stator), dan satu (1) megaohm untuk lilitan rotor setelah dikenai tegangan 500 volt dc selama satu menit. Generator-generator turbin hampir selalu mempunyai nilai lebih tinggi. Tegangan 500 volt dc untuk pengujian ini harus dilakukan terlebih dahulu sebelum pengujian tegangan yang lebih tinggi dilakukan.
Nilai tahanan diatas merupakan nilai minimum yang menunjukkan bahwa keadaan lilitan masih baik, nilai tahanan yang rendah dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor atau basah. Moisture dapat juga terdapat pada permukaan isolasi, atau pada lilitan atau pada keduanya.
Oleh sebab itu, pengujian dengan megger sebelum dan sesudah mesin dibersihkan harus dilakukan. Jika nilai tahanan tetap rendah dan lilitan relatif bersih, ada kemungkinan adanya moisture pada lilitan, dan lilitan harus dikeringkan sekurang-kurangnya sampai diperoleh tahanan minimum yang dianjurkan.

Pengujian Polarisasi Index.
Pengujian untuk menentukan keadaan isolasi yang baik adalah membandingkan hasil tahanan setelah pengujian tegangan selama 10 menit dengan tahanan pada saat satu menit pertama. Jika pengujian dilakukan sebelum dan sesudah mesin dibersihkan, dan atau sesudah mesin dikeringkan, akan menunjukkan hasil pengukuran yang lebih baik. Polarisasi index test merupakan petunjuk kekeringan dan kebersihan dari lilitan, dan hasilnya akan menentukan apakah peralatan aman untuk dioperasikan dan atau peralatan untuk dilakukan pengujian tegangan lebih.
Untuk stator, pengujian PI menggunakan tegangan 2,5 kV dc (tegangan rating generator 13.8 kV, 50 hz, 3 fasa). Jika PI adalah sama atau lebih besar dua (2), maka pengujian dengan tegangan 6 KV dc dapat dilakukan. PI untuk pengujian dengan 6 KV dc harus lebih besar atau sama dengan 2. Untuk rotor, tegangan 500 Vdc dapat digunakan tanpa melepaskan atau menghubung singkatkan diode. Jangan menggunakan tegangan lebih dari 500 V dc tanpa mengetahui hasil pengujian dengan tegangan 500 V dc. Jika digunakan tegangan yang lebih tinggi, diode harus dilepas. Tahanan rotor pada pengujian tahanan dengan menggunakan tegangan 500 V dc harus lebih dari 50 megohm dan PI untuk tegangan 500 V dc harus lebih besar dari dua (2). Tegangan maksimum yang diizinkan adalah 1500 V ac atau 2500 V dc.

Pengujian Tegangan Lebih.
Pengujian tegangan lebih dimaksudkan untuk menemukan kelemahan pada lilitan stator yang harus diperbaiki. Pengujian ini juga digunakan untuk meyakinkan bahwa lilitan mempunyai ketahanan dielektrik yang cocok untuk dioperasikan. Pengujian ini dapat dilakukan dengan menggunakan tegangan ac (50 hz) atau arus searah.
Tingkat tegangan yang diterapkan sangat tergantung pada tipe mesin, pelayanannya, isolasinya, dan pengalaman pemakai didalam pengujian tegangan tinggi. pengujian arus bolak-balik biasanya dilakukan dengan menggunakan tegangan sebesar 1,5 kali tegangan jala-jala. Sedangkan pengujian dengan tegangan arus searah kira-kira 1,7 kali pengujian AC atau sekitar 2,7 kali tegangan nominal jala-jala.

Perhatian :
Jangan lakukan pengujian jika mesin dalam keadaan kotor dan basah (tidak bersih dan tidak kering ).

Pengujian Step Voltage.
Pada pengujian ini, generator dilepaskan dari sistem pengendali dan semua peralatan bantunya, dan hubungkan alat penguji tegangan tinggi dc antara satu fasa lilitan generator dengan metal generator. Tegangan dinaikkan selangkah demi selangkah dan arus bocor dapat kita baca dan data tersebut dicatat.
Arus yang terbaca pertama kali sebelum arus menjadi stabil yang merupakan arus bocor yang dapat dinyatakan arus sebagai fungsi waktu terdiri dari tiga komponen yaitu :
1. Arus pengisian pada lilitan terhadap kapasitas tanah. Arus ini dengan cepat turun dari maksimum menjadi nol.
2. Arus absorsi pada pergeseran molekul pengisian pada dielektrik. Arus peralihan ini akan berkurang dengan waktu yang sangat lambat untuk menjadi nol.
3. Arus bocor yang merupakan arus penghantar sebenarnya dari dielektrik, arus bocor akan berubah-ubah tergantung tegangan yang diterapkan. Arus ini dapat juga terdiri dari arus bocor permukaan.
Pada pengujian ini, temperatur, kelembaban, dan keadaan sekelilingnya harus dicatat. Penghantar penguji harus berukuran 12 AWG atau lebih, dan diatur agar bebas dari pengaruh kehilangan (kerugian) korona. Semua peralatan bantu seperti penditeksi temperatur, lilitan fasa yang tidak diuji, dan lilitan rotor harus ditanahkan sebelum dilakukan pengujian. Hal ini perlu, karena setelah pengujian pengisian dapat dilepaskan dengan aman.
Terapkan tegangan 10 kV pada saat mulai melakukan pengujian dan naikkan setiap tingkat sampai tercapai nilai tegangan 2.7 kali tegangan jala-jala. Tahanan isolasi dapat dihitung pada setiap tingkat dengan menggunakan hukum ohm.
Tahanan isolasi (megOhm) = tegangan pengujian/ arus bocor.
Arus bocor yang terbaca biasanya dalam mikro amper.

Pengeringan Lilitan
Jika nilai pengujian rendah dan lilitan relatif bersih, maka lilitan harus dikeringkan sampai sekurang-kurangnya diperoleh nilai minimum yang dianjurkan. Pengeringan dapat dilakukan dengan pemanasan luar atau pemanasan dalam. Cara yang dipilih sangat tergantung dari kemudahan, ketersediaan dan biaya. Panas yang cukup harus bisa dihasilkan untuk mendapatkan temperatur pada ujung lilitan 75oC. Kemampuan kenaikan temperatur harus dimulai dari rendah untuk menghindari terbentuknya uap atau gas yang berlebihan tekanannya dan hal ini dapat merusak isolasi.

Pemanasan Dari Luar
Biasanya generator dilengkapi dengan pemanas listrik. Alat ini ditempatkan pada bagian bawah mesin dan terbuka lebar hal ini dimaksudkan agar pemanasan pada mesin dapat menyebar keseluruh bagian mesin, tentunya hal ini harus dibantu dengan sirkulasi yang memadai selama pemanasan untuk menjamin pekerjaan yang menyeluruh dan sempurna.

Pemanasan Dari Dalam
Pemanasan dengan menggunakan sirkulasi arus pada lilitan adalah hal yang paling baik untuk lilitan medan. Cara ini juga dapat dilakukan pada lilitan stator, tetapi perhatian yang cermat harus dilakukan didalam pengendalian arus searah yang digunakan untuk menghindari kerusakan pada komponen-komponen mesin.
Untuk stator dapat juga dipanaskan dengan menggunakan sirkulasi arus searah yang diperoleh dari penguat terpisah atau menggunakan mesin las. Kemampuan kenaikan temperatur harus mendapat perhatian khusus untuk menghindari panas dibagian dalam terlalu tinggi. Hasil pengeringan harus diperiksa dengan maksud untuk mengetahui tahanan isolasi. Pada permulaan penerapan panas, tahanan isolasi akan jatuh, tetapi akan naik dan akhirnya tetap sebagai hasil pemanasan.

Pemerikasaan Isolasi Bearing
Variasi pada rangkaian magnit generator dapat menyebabkan perubahan yang periodik pada jumlah fluksi yang tersalurkan ke poros. Perubahan fluksi ini dapat membangkitkan tegangan yang cukup untuk arus bersirkulasi yang melalui poros, bearing dan rangka. Jika arus ini dibiarkan mengalir, akan menimbulkan pengaruh yang berbahaya pada journal dan bearing. Untuk menghilangkan arus ini, bearing harus diisolasi. Pada mesin type bracket bearing diisolasi antara mounting ringnya dan rumah bearing. Hal yang perlu diperhatikan adalah mengisolasi setiap peralatan deteksi seperti probe temperatur, yang berhubungan dengan bearing.
Adalah sangat sulit sekali memeriksa isolasi bearing ini. Pengukuran yang bisa dilakukan adalah memasang megger 500 volt pada bearing dan bracket bearing. Pembacaan 0.1 megohm atau lebih besar memperlihatkan bahwa isolasi bearing sudah memadai.

Pendektesi Kebocoran Bahan Pendingin.
Pendektesi kebocoran bahan pendingin (pengindera kelembaban) ditempatkan pada saluran udara dingin setiap pendingin. Masing-masing pengindera dihubungkan kerele yang akan mentripkan sistem apabila nilai penyetelan rele dilampaui. Pengindera kelembaban tidak memerlukan perawatan selama kurang lebih dua tahun, kecuali jika elemennya terlalu kotor maka perlu dibersihkan, alat ini masih dapat bekerja dengan baik walaupun pada permukaannya terdapat debu.

Proteksi Generator

PENDAHULUAN

Mesin-mesin dengan rancangan terbaru pada umumnya jarang sekali mengalami gangguan, hal ini disebabkan karena adanya penggunaan bahan-bahan bermutu tinggi, teknis pengerjaan dan pengendalian mutu yang lebih baik, jika dibanding dengan mesin-mesin buatan terdahulu. Walaupun demikian kemungkinan terjadinya gangguan tidak dapat dihindarkan. Gangguan dapat menyebabkan kerusakan pada mesin yang sedang dioperasikan dan biasanya akan diikuti dengan pemutusan suplai. Mengingat generator merupakan peralatan yang penting dan nilainya juga cukup mahal (biaya penggantian maupun perbaikan mesin lama) maka diusahakan pengaruh gangguan dibatasi sampai sekecil mungkin. Antara lain dengan menditeksi keadaan gangguan secara tepat dan mengisolasikan mesin terhadap sistem yang sehat secara cepat.

Gangguan pada generator antara lain dapat disebabkan oleh:
a. Hubung singkat (short-circuit) pada lilitan stator.
b. Beban lebih (overload).
c. Panas lebih (overheating) pada lilitan dan bearing.
d. Tegangan lebih (overvoltage) dan kecepatan lebih.
e. Kehilangan medan penguat (loss of field).
f. Daya balik (motoring).
g. Arus tidak seimbang (unbalance current) pada stator.
h. Out of step.

Sebagian besar gangguan di atas perlu dihilangkan dengan cara melepaskan generator terhadap sistem melalui pemutus tenaga utama (main circuit breaker) dan bila memungkinkan melepas pemutus tenaga medan penguat. Untuk jenis gangguan tertentu selain cara di atas, mesin penggerak dihentikan beroperasi. Bila terjadi gangguan yang masih pada batas yang diizinkan biasanya sistem hanya memberikan peringatan saja.
Menentukan tindakan seperti yang disebutkan di atas harus dilakukan secara cermat dan hati-hati, karena kesalahan dalam menentukan dapat mempengaruhi tingkat pelayanan yang baik. Keadaan tersebut dapat dicapai dengan :

a. Memilih jenis rele yang sesuai dengan jenis gangguan yang mungkin timbul.
b. Mengkoordinasi penyetelan rele yang satu dengan yang lainnya.
c. Mempertimbangkan segi produksi, pemeliharaan generator dan pemeliharaan peralatan pengamannya.
d. Mengadakan tenaga-tenaga operator dan teknisi pemeliharaan yang memadai.
Apabila keempat faktor di atas dapat dipenuhi maka diharapkan kelangsungan pengoperasian dapat berjalan dengan lancar.

GANGGUAN PADA LILITAN STATOR.

Gangguan pada lilitan stator dapat diklasifikasikan sebagai gangguan hubung singkat fasa ke fasa, hubung singkat fasa dengan tanah, hubung singkat antara lilitan dengan lilitan pada fasa yang sama dan rangkaian terbuka. Kegagalan isolasi lilitan dapat disebabkan oleh tegangan lebih, menurunnya ketahanan dielektrik, atau kombinasi keduanya. Tegangan lebih dapat disebabkan oleh switching transient, petir, atau gabungan kecepatan lebih dengan beban hilang yang mendadak. Menurunnya ketahanan dielektrik dapat disebabkan oleh penuaan, panas pada isolasi, pengumpulan kotoran, korona, kelembaban, pemeliharaan yang salah, adanya benda asing yang masuk kedalam isolasi misalnya seperti kipas (fan) yang patah dan menghantam lilitan atau air sistem pendingin stator bocor. Jika kerusakan isolasi lilitan dapat dicegah sebelum laminasi rusak, maka perbaikan masih dapat dilakukan dengan mengganti kumparan yang rusak, akan tetapi jika laminasi pada inti besi yang rusak, perbaikan yang dilakukan sudah tidak efisien lagi. Oleh sebab itu sedapat mungkin gangguan harus dihilangkan sebelum timbul kebakaran yang biasanya dapat merusak laminasi inti. Untuk mendapatkan pengaman yang baik maka dianjurkan agar menggunakan rele diferensial generator.

Hubung singkat fasa ke fasa.
Untuk mengamankan masing-masing lilitan fasa generator dapat menggunakan rele arus lebih yang dihubung diferensial. Rele diferensial arus ini dapat menggunakan rele arus lebih yang sederhana atau yang dilengkapi dengan pelambatan waktu, atau dapat juga menggunakan rele diferensial persentase dengan restrain yang linier atau yang dapat berubah. Untuk mendapatkan rele diferensial dengan kepekaan yang maksimum, maka trafo arus yang digunakan pada masing-masing ujung harus benar-benar sama. Meskipun hal ini sudah dilakukan, pengamanan diferensial yang menggunakan rele arus lebih masih mempunyai keterbatasan terhadap kesalahan kerja yang disebabkan arus gangguan luar yang sangat besar.
Saat sekarang pengaman yang lebih umum digunakan adalah rele diferensial persentase dengan restrain yang linier dan hasilnya ternyata cukup memuaskan. Rele ini mempunyai arus kerja minimum yang sangat kecil, misalnya sebesar 0,1A. Arus ini mengalir pada kumparan kerja dan rele akan bekerja apabila arus restrain sama dengan nol. Mengenai daerah kerja rele ini dapat dilihat pada kurva karakteristik yang biasanya diberikan pada saat pembelian rele. Waktu tunda pemutusan yang ada pada rele ini umumnya sangat singkat, berkisar antara 3 sampai 5 cycle untuk kumparan yang dirancang untuk sistem 60 hertz. Pada rangkaian rele diferensial seperti disebut di atas diusahakan tidak ada burden lain, selain burden rele diferensial, kalaupun ada burden tersebut harus sekecil mungkin.
Jika pada rangkaian trafo arus ada peralatan lain selain burden rele diferensial maka dianjurkan agar menggunakan rele diferensial persentase yang variabel karena kalau menggunakan rele diferensial persentase yang linier dapat menyebabkan kesalahan kerja sehubungan dengan adanya burden lain yang mempengaruhi keseimbangan sistem pengaman tersebut.

Hubung Singkat Fasa dengan Fasa.
Generator-generator tegangan tinggi biasanya dihubung bintang dengan titik netralnya dapat ditanahkan secara langsung atau melalui impedansi atau sama sekali tidak ditanahkan. Penggunaan impedansi pada suatu sistem pentanahan dimaksudkan untuk membatasi arus hubung singkat ketanah agar tidak lebih besar dari arus hubung singkat tiga fasa. Umumnya lilitan generator diharapkan tidak tahan terhadap arus lebih yang lebih besar dari arus hubung singkat tiga fasa. Tingkat daya guna rele diferensial terhadap arus gangguan tanah tergantung terhadap besar arus gangguan tanah yang timbul. Bila sistem yang ditanahkan dengan impedansi rendah, biasanya arus gangguan tanah yang terjadi besar dan diharapkan rele dapat bekerja dengan baik kecuali jika terjadi gangguan pada sebagian kecil lilitan yang dekat dengan titik netral. Demikian sebaliknya jika generator ditanahkan dengan impedansi tinggi maka arus gangguan tanah yang terjadi cukup kecil dan biasanya rele diharapkan tidak bekerja. Untuk mengamankan gangguan ini maka digunakan rele lain. Penggunaan rele diferensial pada sistem yang ditanahkan dengan tahanan tinggi menyebabkan kepekaan rele terhadap gangguan tanah sangat rendah.
Untuk mendapatkan pengaman diferensial yang maksimum maka impedansi pentanahan harus rendah. Untuk generator yang dioperasikan paralel dengan generator lain yang letaknya berdekatan ataupun yang berjauhan sedapat mungkin menggunakan rele diferensial yang terpisah. Selain itu juga untuk pengaman gangguan tanah yang dipasang pada generator harus mempunyai trafo arus yang terpisah dengan trafo arus diferensial. Pengaman diferensial umumnya dipasang pada generator dengan kapasitas 5.000 kVA yang bekerja pada tegangan 2300 kV ke atas, tetapi dapat juga diterapkan pada generator dengan kapasitas 1000 kVA ke atas. Daerah pengaman rele diferensial dianjurkan mencakup feeder generator breaker dan titik netral. Pada saat rele diferensial bekerja, diharapkan dapat memberikan isyarat pada rangkaian kontrol untuk melepaskan pemutus tenaga generator, pemutus tenaga netral dan pemutus tenaga medan penguat secara cepat. Untuk mendapatkan maksud tersebut maka sistem pengaman dilengkapi dengan rele lock-out (device 86G).
Ada beberapa perbedaan pendapat mengenai pembukaan pemutus tenaga netral bersamaan dengan pemutus tenaga utama dan pemutus tenaga medan penguat. Jika generator diamankan terhadap surja hubung (switching surge) ada sedikit alasan agar pemutus tenaga utama yang terbuka lebih dahulu. Andaikata pemutus tenaga secara bersamaan terbuka maka tidak ada permasalahan. Akan tetapi jika pemutus tenaga netral lebih cepat sedikit saja dari yang lain ada kemungkinan akan timbul tegangan transient.

Hubung Singkat Antar Lilitan Pada Fasa Yang Sama.
Walaupun rele diferensial dapat menditeksi gangguan hubung singkat antar fasa hampir pada semua lilitan generator tetapi rele ini tidak dapat menditeksi gangguan hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama. Bermacam-macam skema pengaman telah dibuat namun umumnya tidak praktis dan terbatas pada konstruksi generator itu sendiri. Untuk generator yang mempunyai lilitan tunggal (single layer) hubung singkat antar lilitan pada fasa yang sama tidak akan terjadi tanpa mengikut sertakan gangguan hubung tanah. Umumnya pengaman gangguan ini jarang sekali digunakan dalam praktek.

Rangkaian Terbuka Pada Lilitan.
Kejadian rangkaian terbuka pada generator modern adalah hal yang sulit terjadi karena bentuk fisik penghantar dan pelindung khusus yang ada pada konstruksinya cukup kuat dan biasanya tidak diterapkan rele pengaman yang khusus untuk menditeksi rangkaian terbuka.

Panas Pada Stator.
Panas pada stator dapat disebabkan oleh arus lebih arus hubung singkat dan gangguan pada sistem pendingin. Untuk itu maka dianjurkan agar menggunakan alat penunjuk temperatur yang dapat dilengkapi dengan alat pencatat yang dipasang sedemikian rupa sehingga adanya gejala-gejala perubahan temperatur dapat diamati setiap saat.

(a). Arus Lebih.
Panas yang terjadi pada stator dapat disebabkan oleh arus lebih yang mengalir cukup lama yang tidak dapat diditeksi oleh rele arus dengan penunda waktu biasa. Umumnya alat penunjuk temperatur yang ada menggunakan alat perasa tahanan (resistance detector) atau thermocouple. Alat pencatat biasanya dilengkapi dengan pemberi isyarat peringatan dini. Generator-generator besar biasanya tidak diharapkan berhenti beroperasi karena peralatan temperatur ini. Untuk mendapatkan hasil pengamatan yang dapat mewakili semua bagian generator maka jumlah resistance detector yang dipasang harus memadai pula.

(b). Hubung singkat pada laminasi.
Panas pada stator dapat disebabkan oleh kerusakan isolasi pada baut inti. Baut ini berfungsi untuk membentuk kesatuan laminasi yang satu dengan yang lainnya. Panas dapat juga disebabkan oleh tidak ratanya pelapisan isolasi furnish pada beberapa bagian yang berlubang dan biasanya panas ini hanya terjadi pada satu tempat yang sulit diteksi oleh alat perasa temperatur jika letaknya cukup jauh.

(c). Kegagalan Pada sistem pendingin.
Panas lebih pada mesin dapat terjadi karena gangguan pada sistem pendingin misalnya seperti adanya penumpukan kotoran pada kisi-kisi pendingin, saluran pendingin macet, saluran ventilasi tertutup atau kalaupun membuka pembukaannya tidak sempurna dan lain-lain. Untuk gangguan pada sistem pendingin diharapkan dapat diketahui dengan membandingkan udara atau hidrogen yang keluar dari mesin dan udara yang masuk kedalam sistem. Jadi dalam hal ini alat penditeksi dipasang pada saluran udara masuk dan saluran udara keluar.

GANGGUAN PADA ROTOR

Gangguan pada rotor generator dapat diklasifikasikan sebagai gangguan hubung singkat pada lilitan rotor, lilitan rotor terbuka, hubung tanah pada lilitan medan dan panas lebih. Pada umumnya pemutusan medan penguat tidak dianjurkan.

Hubung Singkat Pada Lilitan Rotor.
Hubung singkat pada lilitan rotor tidak dapat diketahui oleh rele arus lebih jika gangguan tersebut terjadi pada beberapa lilitan saja atau pada satu kutub penguat generator putaran rendah. Selain itu juga generator tidak diharapkan melepaskan medan penguatnya jika terjadi gangguan tanpa melepaskan pemutus tenaga utamanya terlebih dahulu. Jika hal ini terjadi maka akan terinduksikan arus yang sangat besar pada rotor (lilitan medan). Berdasarkan alasan ini maka rele arus lebih tidak dianjurkan untuk dipasang pada medan penguat sebagai pengaman.
Jika lilitan pada salah satu kutub terhubung singkat maka akan terjadi ketidak seimbangan medan magnit yang dapat menimbulkan gaya mekanis dan getaran. Besar dari getaran (vibrasi) dapat diketahui pada alat penunjuk getaran yang biasanya dilengkapi dengan isyarat alarm atau isyarat penghentian operasi bilamana batas penyetelannya tercapai. Pada generator dengan jumlah kutub yang sedikit pengaruhnya sangat jelas terlihat.

Lilitan Rotor Terbuka.
Terbukanya rangkaian lilitan rotor dapat terjadi pada setiap jenis generator tetapi dalam prakteknya menunjukkan bahwa generator dengan kutub pendek yang dioperasikan pada putaran rendah yang lebih sering mengalami gangguan ini.

Gangguan Hubung Tanah Pada Rangkaian Medan.
Gangguan hubung tanah pada rangkaian medan tidak begitu berakibat terhadap rangkaian medan itu sendiri, tetapi keadaan ini menunjukkan adanya bagian isolasi yang lemah atau kegagalan mekanis. Cara untuk mengetahui keadaan gangguan hubung tanah dapat menggunakan cara yang sangat sederhana yaitu dengan menggunakan dua buah lampu yang dihubung seri pada terminal lilitan rotor dan titik tengah diantara kedua lampu tersebut ditanahkan. Untuk mendapatkan penginderaan yang lebih peka dapat menggunakan tahanan sebagai pengganti lampu dan menghubungkan titik tengah ketahah melalui sebuah rele.

Panas Lebih.
Panas lebih pada rotor dapat terjadi karena adanya arus lebih pada rotor yang disebabkan oleh gangguan pada sistem ventilasi, single phasing atau operasi arus yang tidak seimbang pada stator. Selain dari itu panas pada rotor dapat disebabkan oleh arus medan lebih sebagai akibat dari gangguan pada rheostat dan gangguan pada pengaturan tegangan. Sehubungan dengan hal tersebut ada pendapat yang mengatakan bahwa rangkaian medan penguat agar dilengkapi dengan pengaman arus lebih. Meskipun kenaikan temperatur yang cukup kecil dapat diditeksi pada keluaran udara dari media pendingin tetapi ini tidak menjamin sumber panas berasal dari gangguan pada rotor mungkin saja dari bagian yang lain.
Terlepasnya salah satu fasa atau arus stator yang tidak seimbang dapat menimbulkan panas setempat yaitu pada permukaan kutub rotor selain itu juga akan timbul vibrasi yang dapat merusak pondasi mesin atau mesin itu sendiri. Pengaman keadaan tidak seimbang biasanya tidak dipasang di rotor tetapi pada feeder generator.

JENIS-JENIS PENGAMAN.

Pengaman Terhadap Daya Balik (ANSI DEV. 32).
Generator yang digerakkan oleh turbin uap apabila uapnya hilang, maka generator bekerja sebagai motor induksi dimana mesin seharusnya mensuplai tenaga. Dalam keadaan seperti ini generator menerima suplai tenaga listrik dari sistem. Untuk mencegah kerusakan akibat gangguan ini maka generator harus dilengkapi dengan rele daya arah yang peka. Fungsi dari rele ini diatur sedemikian rupa misalnya dapat memberikan isyarat peringatan dini atau memberikan isyarat pada rangkaian pemutus tenaga untuk melepaskan generator terhadap sistem. Untuk generator yang digerakkan oleh mesin diesel juga dapat menerapkan rele ini.

Pengaman Terhadap Kehilangan Medan Penguat (DEV. 40).
Bilamana generator yang sedang dibebani medan penguatnya hilang maka kopling magnit antara rotor dan stator menjadi lemah dan putaran rotor akan mendahului medan magnit stator, sistem kehilangan sinkronisasi. Bila keadaan ini dibiarkan berlangsung dapat membahayakan operasi generator dan sistem. Generator akan bekerja sebagai generator induksi, di mana akan timbul arus sirkulasi yang sangat besar pada permukaan rotor, khususnya pada bagian ujung dan ini dapat menimbulkan panas yang berbahaya pada daerah setempat dan pada ujung lengkungan irisan alur metal. Tegangan induksi atau arus induksi akan timbul pada lilitan medan yang tergantung pada apakah lilitan itu terhubung singkat sempurna atau terbuka. Arus sirkulasi ini akan menimbulkan panas dan dapat merusak rotor.
Untuk kehilangan medan penguat yang sempurna pada generator besar yang tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis dapat menyebabkan penurunan tegangan sampai batas yang serius yang dicapai tidak lebih dari 10 sampai 15 detik. Dan apabila generator tersebut mewakili sebagian besar pembangkitan daya tegangan rendah yang serius dapat dicapai dalam waktu kurang dari satu detik.
Pengaman kehilangan medan telah dikembangkan untuk dapat melindungi generator terhadap kehilangan medan sebagian atau seluruhnya. Untuk menghindari kesalahan pemutusan akibat adanya surja sesaat maka perlu menerapkan penunda waktu yang mungkin ada pada rele itu sendiri atau dengan memasang rele penunda waktu bantu. Jika pengaman kehilangan medan dimaksudkan sebagai pengaman utama sistem dan generator, rele tegangan kurang dapat diterapkan pada skema untuk mengendalikan pemutusan, tetapi tidak mudah menentukan nilai penyetelan rele yang mampu menjaga sistem dan generator terhadap kerusakan. Pengaman kehilangan medan penguat dapat diterapkan apabila salah satu atau lebih keadaan berikut ini terpenuhi.
(a). Jika generator tidak dilengkapi dengan pengatur tegangan otomatis.
(b). Salah satu generator yang dioperasikan paralel lebih besar dari lainnya.
(c). Generator mempunyai hubungan listrik yang mudah sekali terlepas.
Salah satu usaha yang dilakukan untuk mencegah pengaruh kehilangan medan pada saat pemutus tenaga generator tertutup yaitu dengan memasang sistem interlock. Dengan menggunakan interlock setiap pemutusan medan penguat akan diikuti dengan pemutusan pemutus tenaga generator pada saat pengoperasian.

Out of step.
Suatu generator yang dioperasikan dapat mengalami out of step yang merupakan permasalahan pokok yang dapat menyebabkan kerusakan poros kopling atau pasangan stator.

Tegangan Lebih.
Pengaman tegangan lebih dianjurkan untuk diterapkan pada generator yang digerakkan oleh tenaga air di mana permasalahan utamanya adalah terjadinya kecepatan lebih (over speed) sebagai akibat terlepasnya beban besar secara mendadak. Tegangan lebih dapat juga disebabkan oleh kerusakan pada pengatur tegangan otomatis (AVR). Rele tegangan lebih dapat dipasang dengan menyisipkan tahanan pada penguat atau pada rangkaian medan generator untuk mengoperasikan alarm atau menghentikan operasi mesin yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan.

Kecepatan lebih.
Penggerak mula generator dapat mengalami kecepatan lebih (overspeed) dalam keadaan kerja yang tidak normal, untuk itu maka generator harus dilengkapi dengan pengaman kecepatan lebih. Alat ini dapat digabungkan dengan sistem governor penggerak mula atau dapat juga menggunakan sentrifugal device. Jika peralatan pengaman kecepatan lebih mekanis tidak dipasang maka rele frekwensi harus digunakan. Pada generator turbin kapasitas besar mempunyai pengaman kecepatan lebih yang dapat mentripkan throtle valve jika kecepatan normal terlampaui sekitar 10%. Sedangkan penggerak mula tenaga air kecepatan lebihnya dapat mencapai sekitar 220% dari kecepatan normalnya.

Pengoperasian mesin dengan satu fasa terbuka.
Pengoperasian generator dengan salah satu fasa terbuka dapat menimbulkan panas setempat pada permukaan rotor dan menimbulkan getaran pada mesin. Keadaan pembebanan dengan satu fasa terbuka dapat diketahui dengan membandingkan besar arus pada masing-masing fasa. Untuk pengamanan dapat digunakan rele keseimbangan arus atau rele urutan fasa negatif. Masing-masing pengaman tersebut diharapkan mempunyai pelambatan waktu yang dimaksudkan untuk mencegah kesalahan kerja karena adanya gangguan hubung singkat antara fasa ke fasa atau adanya beban transient yang tidak seimbang pada sistem yang kejadiannya sangat cepat sekali.

Gangguan pada isolasi bearing.
Untuk mencegah arus sirkulasi yang melalui bearing yang dapat menyebabkan kerusakan pada bearing yang diakibatkan oleh arus tersebut maka dipasang suatu bahan isolasi antara lempengan pelat dan bantalan main outboard mesin. Apabila isolasi ini rusak atau terjadi hubung singkat antara keduanya maka bearing akan mengalami cacat yang disebabkan oleh muatan listrik statis. Keadaan ini dapat diditeksi dengan menggunakan rele arus lebih yang salah satu terminalnya dihubung pada dudukan bearing dan yang sebuah lagi dihubungkan ke poros generator dengan menggunakan kontak sikat berisolasi. Lapisan minyak pada bearing dapat mencegah kumparan kerja rele hubung singkat.

Getaran (vibrasi).
Vibrasi dapat disebabkan oleh singlephasing atau ketidak seimbangan arus kerja dan ketidak seimbangan magnit pada rotor. Getaran yang berlebihan dapat diketahui oleh salah satu dari beberapa jenis peralatan penditeksi vibrasi yang dapat dipasang pada generator atau pada mesin penggerak mula.

Bahaya Kebakaran.
Mencegah generator terhadap bahaya kebakaran, biasanya menggunakan peralatan pemadam api yang diatur sedemikian rupa, yaitu dengan melepaskan air atau carbon dioxide ke lilitan. Penggunaan air sebagai pemadam api pada generator perlu dipertimbangkan. Carbon dioxide tidak menambah kerusakan akibat api, mengenai pelepasannya dapat diatur dengan menggunakan rele diferensial atau rele tanah. Jika hydrogen yang digunakan untuk mendinginkan mesin, pembakaran tidak akan didukung oleh hydrogen sekelilingnya, sehingga fasilitas pemadam kebakaran tidak perlu dipertimbangkan. Hydrogen yang bercampur dengan udara dapat membentuk campuran yang mudah meledak, tetapi kisi-kisi luar mesin pendingin hydrogen dirancang tahan terhadap intensitas ledakan maksimum yang dapat terjadi. Sistem pendingin hydrogen dimaksudkan untuk kemudahan menditeksi keberadaan pencemaran udara, air atau minyak.

Pengaman cadangan.
Penerapan rele cadangan pada prinsipnya sangat dianjurkan. Rele cadangan dapat dipertimbangkan sebagai rele yang dapat menghilangkan gangguan pada kejadian di mana pengaman utama gagal bekerja.
Pengaman cadangan yang dipasang pada generator dapat menditeksi sumber gangguan yang menuju generator jika pengaman utama gagal bekerja. Rele ini dapat juga bekerja melepaskan generator apabila terjadi hubung singkat ketanah pada saluran utama trafo distribusi atau bus jika peralatan yang dimaksudkan untuk mengaman peralatan tersebut gagal bekerja untuk menghilangkan gangguan. Pada umumnya, prinsip pengaman cadangan disetel sedikit kurang peka dan memerlukan waktu yang lebih lama dan melepaskan lebih banyak peralatan. Karena biaya pengadaan atau perbaikan mesin-mesin yang besar cukup mahal, maka penggunaan pengaman cadangan perlu mendapatkan perhatian khusus.

Kegagalan sistem pendingin.
Pelepasan panas pada stator dan rotor generator dilakukan dengan jalan memberikan sirkulasi udara atau hydrogen melalui bagian tersebut, di mana untuk sistem yang tertutup bahan pendingin dilewatkan pada lilitan heat exchanger. Selanjutnya bahan pendingin tersebut diditeksi terhadap kemungkinan adanya kandungan uap air. Sehubungan dengan penggunaan udara yang diambil dari luar maka udara tersebut harus memenuhi persyaratan untuk menghindari perubahan bentuk yang dapat menyebabkan kondensasi pada mesin bilamana humiditinya tinggi. Setiap kegagalan pada sistem pendinginnya akan mengakibatkan kenaikan temperatur pada stator. Cara penginderaan temperatur ini dijelaskan pada uraian pengaman stator.
Panas yang timbul pada bearing mesin besar dilepaskan dengan bantuan minyak pelumas yang didinginkan pada heat exchanger. Dengan dipasangnya peralatan pengindera pada bearing maka temperaturnya dapat diketahui. Bilamana perlu maka dapat dipasang rele temperatur yang dapat mentripkan mesin jika keadaan tersebut memang diharapkan.

Pengujian DC Versus AC

Bilamana tegangan tertentu diterapkan pada isolator, maka mengalir suatu arus yang terdiri dari arus pengisian (Ic) dan arus (Ir). Arus charging (arus pengisian) mendahului komponen arus sefasa dengan sudut 90 derajat. Jumlah vektor dari arus charging dan komponen arus Ir adalah arus total IT yang ditarik oleh specimen isolator. Arus komponen Ir adalah juga mengacu pada arus resistivitas, rugi-rugi arus, atau arus konduksi.

Pengujian Tegangan DC.
Jika tegangan DC dikenakan pada isolasi, maka akan mengalir arus yang terjadi pada saat awal pencatuan yang akan memberikan energi pengisian (charging); tetapi, arus ini berkurang sampai ke tingkat minimum dengan berlalunya waktu. Arus minimum timbul sehubungan kebocoran atau rugi-rugi watt yang melalu isolator. Energi yang diperlukan untuk mengisi isolator diketahui sebagai penomena absorpsi dielektrik.
Pada praktek sebenarnya, rugi-rugi dari dielektrik absoption (contohnya : arus absorpsi) adalah lebih besar dari rugi-rugi bocor kontinyu. Dalam hal pengujian arus searah, pengaruh dari dielektric absorption menjadi minimum dengan berlalunya waktu dan oleh sebab itu, pengukuran arus bocor kontnyu dapat dilakukan. Rugi-rugi bocor absorpsi dielektrik sangat peka terhadap kandungan moisture dari isolasi yang sama kondisinya terhadap adanya kontaminasi pada isolator. Kenaikan sedikit saja kandungan moisture dari isolasi menyebabkan kenaikan yang besar dari arus absorpsi dielektrik. Fakta bahwa rugi-rugi dielektrik berhubungan dengan absorpsi dielektrik yang menyebabkan rugi-rugi dielektrik, pengujian PF atau DF, pengujian yang sangat peka untuk menditeksi moisture pada isolasi. Bilamana tegangan DC diterapkan pada suatu isolasi, arus total yang ditarik oleh isolasi adalah terdiri dari arus pengisian kapasitansi, arus absorpsi dielektrik, dan arus bocor kontinyu. Arus-arus ini dan sifat-sifatnya dibicarakan lebih detail pada bagian. “Direct Current Voltage Testing of Electrical Equipment”.

Pengujian Tegangan AC.
Dalam hal penerapan tegangan AC pada suatu isolasi, arus yang besar akan mengalir yang tinggal konstan sebagai arus bolak-balik mengisi dan membuang pada isolasi. Pengaruh dari arus absorpsi dielektrik tetap tinggi karena medan dielektrik tidak pernah menjadi penuh sehubungan dengan polaritas dari arus yang terbalik pada setiap setengah siklus. Bilaman suatu tegangan AC diterapkan ke suatu isolasi, arus yang ditarik oleh isolasi adalah berhubungan dengan pengisian kapasitansi, absorpsi dielektrik, arus bocor kontinyu, dan korona yang akan dibahas dibawah.

a. Arus Pengisian Kapasitansi. Didalam hal tegangan AC, arus ini adalah konstan dan merupakan fungsi tegangan, konstanta dielektrik dari bahan isolasi, dan geometri dari isolasi.

b. Arus Absorpsi Dielektrik. Bilamana medan listrik ditempatkan memotong suatu isolasi, molekul-molekul dipole berusaha untuk membuat segaris sesuai medan. Karena molekul-molekul pada medan AC secara kontnyu berbalik dan tidak pernah benar-benar segaris, energy yang diperlukan merupakan funsi dari bahan, kontaminasi, (seperti air), dan frkwensi listrik. Dan tidak tergantung pada waktu.

c. Arus Bocor (Konduktivitas). Semua bahan-bahan isolasi akan menghantar arus. Jika tegangan dinaikan di atas tingkat tertentu, elektron akan memukul elektron yang menyebabkan arus lewat melalui isolasi. Kondisi ini merupakan fungsi dari bahan, kontaminasi (khususnya air), dan temperatur. Kelebihan konduktivitas akan membangkitkan panas yang menyebabkan isolasi gagal secara bertahap.

d. Korona (Arus ionisasi). Korona adalah proses di mana molekul-molekul netral udara terlepas membentuk muatan ion-ion positif dan negatif. Hal ini terjadi sehubungan dengan adanya stress yang berlebihan dari void udara didalam isolasi. Udara kosong pada isolasi minyak atau isolasi padat kemungkinan karena kerusakan akibat panas atau stress fisik, proses pembuatan yang kurang baik, kesalahan instalasi, atau pengoperasian yang tidak benar. Korona membentuk udara menjadi ozon, jikas bercampur dengan air akan membentuk “nitrous acid”. Udara terionisasi akan membombardir sekeliling isolasi dan menyebabkan panas. Kombinasi dari keadaan ini menghasilkan penurunan isolasi dan lintasan karbon. Rugi-rugi korona meningkat secara exponensial dengan naiknya tegangan.

Filosofi Beban Listrik

1.0 Persyaratan Beban.
Secara keseluruhan, kebutuhan daya yang diperlukan proyek pembangunan kilang baru atau pengembangannya agar ditentukan sesuai dengan studi beban listrik kilang tersebut, termasuk keberadaan beban dari masing-masing fasilitas dan hasil perhitungan awal agar dikonfirmasikan dengan rancangan final (detail design).
Daftar beban listrik diperoleh dari peralatan mekanis (Mechanical Equipment List) yang digunakan sebagai acuan utama dalam beban listrik yang diharapkan.
Beban pada kondisi operasi normal secara praktis tetap dengan sedikit perubahan pada beban harian dan kondisi musim. Namun demikian, biasanya beban paling tinggi akan terjadi pada musim panas, kondisi ini menggambarkan kenaikan kerja mesin pendingin dan beban-beban HVAC untuk menyesuaikan temperatur udara yang lebih tinggi.
Beban-beban diklasifikasikan sesuai dengan sifatnya seperti kontinyu (C = continue), terputus-putus (I = intermittent), dan standby (S). Beban-beban terputus-putus (intermittent) tergantung faktor siklus kerja yang dapat ditambahkan pada beban kontinyu untuk mendapatkan beban rata-rata (average load).
Beban total dihitung berdasarkan beban rata-rata, beban maksimum, dan beban rancangan. Beban-beban listrik ditentukan berdasarkan rancangan konsep, dengan margin rancangan 25% di atas beban rata-rata dengan memasukan perubahan beban pada kerangka pemakai pada saat pengembangan rancangan guna mencapai perubahan diwaktu mendatang.
Pada tahap rancangan final dapat menggunakan margin sebesar 10% untuk kebutuhan di masa yang akan datang.

2.0. Klasifikasi Pengguna.
Beban listrik diklasifikasikan sesuai dengan pelayanannya seperti: beban normal, beban khusus (essential), dan beban kritis.
Beban Normal – beban-beban yang berhubungan dengan produksi, di mana kehilangan pasokan ini tidak akan menciptakan suatu kondisi yang tidak aman atau menghasilkan kerusakkan pada peralatan. Beban-beban ini tidak mengalami perubahan pada kondisi operasi normal.
Beban-beban khusus (Essential) – beban-beban ini berhubungan dengan keselamatan manusia dan peralatan, walau demikian beban ini kemungkinan akan mengalami pemutusan singkat pada pasokannya tanpa merusak peralatan dan tidak menimbulkan gangguan pada keselamatan manusia yang terjadi pada saat pengoperasian awal generator darurat. Pada kondisi darurat, beban khusus menerima suplai dari generator darurat (emergency generator) yang mampu bertahan memasok daya sampai generator utama dapat dioperasikan atau sekurang-kurangnya generator darurat dapat dioperasikan selama 24 jam.
Beban-beban Kritis – beban kritis (critical loads) merupakan beban yang pasokan dayanya harus dijaga kontinuitasnya untuk mencegah terjadinya kondisi tidak aman. Biasanya, beban ini merupakan sistem kontrol proses produksi dan sistem keselamatan (safety), dan sistem telekomunikasi. Masing-masing beban tersebut biasanya dipasok melalui UPS AC atau DC dengan battere sebagai penyimpan daya cadangan dan mampu bekerja pada periode kerja tertentu. Waktu kerja dari konfigurasi batere ini biasanya ditentukan pada awal rancangan yaitu berkisar antara 30 menit sampai 60 menit. Waktu tersebut diperlukan untuk mengoperasikan peralatan instrument dan control sebelum generator darurat dapat dioperasikan.
Beban-beban bukan listrik – beban-beban yang digerakkan oleh penggerak listrik seperti penggerak pneumatic dan hydraulic perlu diperhitungkan. Beban-beban ini dapat termasuk dalam daftar beban sebagai suatu acuan.

3.0. Konsumsi pengguna daya
Untuk perhitungan kapasitas motor listrik penggerak pompa, efisiensi yang digunakan agar mempertimbangkan efisiensi penggerak dan alat yang digerakkannya. Konsumsi daya listrik ditentukan dari daya poros terpakai (absorbed shaft power) pada titik operasi proses normal dibagi dengan efisiensi motor.
Semua beban-beban, efisiensi dan faktor daya yang digunakan pada studi ini merupakan nilai perkiraan dengan menggunakan data peralatan yang sejenis yang telah ditentukan sebelumnya. Nilai-nilai efisiensi motor dan faktor daya diambil dari data katalog standard produsen motor tertentu yang sesuai dengan kerangka pasokan motor dari proyek serupa terdahulu. Hal yang sama juga dilakukan terhadap tidak tersedianya data informasi rancangan dan data beban yang tidak melibatkan proses produksi.

4.0 Kasus-kasus beban listrik.
Didalam beberapa kasus beban listrik ditentukan dengan cara berikut ini:
Beban rata-rata (average load) – Situasi pada saat operasi normal dan merupakan pembebanan rata-rata didasarkan pada operasi beban kontinyu dan beban terputus-putus.
Beban maksimum (Maximum Load) – Beban ini ditentukan dari beban normal ditambah 125% beban tambahan di mana beban cadangan yang paling besar sedang dioperasikan.
Beban rancangan (Design Load) – Beban ini ditentukan dari beban normal dengan penerapan rancangan (Design) yang diizinkan ditambah beban tambahan di mana beban cadangan terbesar sedang beroperasi.
Beban-beban di atas, bersama-sama dengan detail operasi dari beban individu terbesar yang digunakan untuk menentukan sifat keseluruhan beban dan persyaratan pembangkit daya. Secara umum, pasokan daya harus sesuai dengan beban rancangan, sama seperti setiap perubahan beban peralihan (transient) yang digabung ke pemakai tertentu (specific customer).

5.0. Persyaratan Beban/Kapasitor Perbaikan Faktor daya.
Semua komponen-komponen listrik dari pembangkitan dan distribusi listrik agar ditentukan ukurannya untuk beban rancangan yang ditentukan seperti pada bagian ini.
Kapasitor perbaikan faktor daya agar dipasang pada switchboard tegangan menengah dan pada semua switchboard/motor control center tegangan rendah, hanya jika diperlukan untuk menjaga faktor daya sistem keseluruhan kilang minimum 0.9 terbelakang (lagging) untuk mengurangi mengurangi penurunan tegangan reaktif, dan rugi-rugi daya.
Kapasitor perbaikan faktor daya tidak diperlukan bilmana mana kapasitas generator memenuhi kriteria beban aktual.
Multi-step switch (sekurang-kurangnya 4 langkah/step) otomatis yang dirancang untuk memperbaiki faktor daya dengan mengatur jumlah kapasitor yang terhubung ke sistem yang dipasang pada masing-masing switchboard tegangan rendah.
Kapasitor perbaikan daya agar disuplai dengan reaktor air-core dan RVT (Residual Voltage Transformer) untuk membatasi arus inrush (inrush current) dan untuk menekan harmonis yang dioperasikan melalui vakum atau unit kontaktor yang cocok. MV capacitor banks agar dipilih jenis pasangan luar.
Kapasitor perbaikan faktor daya agar mempunyai rugi-rugi yang rendah, metal enclosed, jenis hermetic sealed. Semua unit-unit kapasitor agar mempunyai proteksi sikring masing-masing fasanya.
Kapasitor tegangan menengah agar dilengkapi dengan konfigurasi hubungan bintang (star) dengan dasar minimum 4 buah unit fasa tunggal yang dipasang paralel perfasa. Sistem insulation agar dirancang agar tahan terhadap tegangan lebih kontinyu senilai 110% dari tegangan normal.

Pilosofi Desain Listrik

1.0. U m u m.
Fasilitas yang akan dirancang mampu beroperasi sekurang-kurangnya 25 tahun, seperti ditetapkan pada dasar-dasar rancangan (Basis of Design). Semua bahan dan peralatan yang dipilih untuk kilang harus baru. Secara komersial barang tersebut sudah dikenal, terbukti penggunaannya dalam kilang minyak dan gas, dirancang dan dibuat sesuai dengan teknologi terbaru.
Peralatan yang sejenis atau sebagian identik agar dipilih dari yang pabrik sama. Namun semua akan tergantung pada keharusan yang tertuang dalam kontrak dan strategi pemilihan barang yang mungkin dapat diterapkan dibeberapa bagian kilang.
Sistem distribusi agar menggunakan switchgear dan pusat kontrol motor dan switchgear dengan teknologi yang baru (smart motor control centers).

2.0 Redundan dan Ketersediaan.
Secara umum, produksi tidak akan terhenti jika sebuah generator tidak beroperasi, atau sebuah pemutus tenaga bagian-bus atau sebuah trafo tidak beroperasi. Rancangan agar didasarkan pada persyaratan yang pada kontingensi pertama kejadian tidak akan menyebabkan proses penghentian darurat (emergency shutdown). Suatu pengecualian harus dilakukan di mana susunan pasokan redundant tidak dapat diterima secara ekonomis dan sistem harus memperlihatkan tingkat kebolehan dan keandalan yang dapat diterima.
Sistem daya untuk kilang minyak dan gas akan dikembangkan pada tahap berikutnya dan dilakukan studi untuk memenuhi persyaratan-persyaratan berikut ini.
· Pasokan beban operasi normal dengan sebuah generator tidak dioperasikan
· Mampu mengasut motor yang paling besar secara langsung dari jaringan dengan salah satu generator tidak beroperasi, tanpa mengganggu terhadap beban-beban motor yang lain.
· Agar dilengkapi dengan sebuah skema pengaman yang mampu memberi perlindungan yang memadai terhadap pengaruh gangguan yang terjadi pada sistem dan/atau bagian-bagian komponennya.
· Memenuhi standard yang berlaku.
· Melengkapi ketersediaan daya didalam sistem distribusi utama agar darurat (emergency) dan yang diharapkan bertahan akan dicatu dari lintasan alternatif jika terjadi gangguan pada setiap bagian dari pasokan daya normal.

3.0. Studi Sistem.
Studi listrik dilakukan oleh kontraktor/engineer sebagai dasar untuk melakukan pemilihan dan penentuan kemampuan peralatan listrik guna mendapatkan unjuk kerja sistem kelistrikan pada keadaan tunak (steady state) dan kondisi perubahan beban peralihan (transient) yang dapat diterima. Studi tersebut antara lain terdiri studi arus hubung singkat, studi aliran beban, studi pengasutan motor, studi koordinasi relay, studi stabilitas peralihan (transient stability study) dan studi pemulihan gangguan.
Di dalam melakukan studi akan banyak kasus yang harus disajikan, di mana kasus tersebut merupakan kemungkinan pengoperasian yang akan dilakukan. Hasil dari studi awal akan diperbaiki pada saat rancangan final (detail design) untuk memastikan bahwa rancangan sistem daya dapat diterima.
Perhitungan arus hubung singkat yang dilakukan menggunakan data dari pemasok untuk mendapatkan data parameter-parameter mesin dengan nilai toleransi rancangan yang dapat dipertimbangkan. Hasil perhitungan mampu mengenali nilai-nilai maksimum kemampuan switchgear terhadap arus hubung singkat pada kondisi tertutup (making) and membuka kontak (breaking) dengan mempertimbangkan kontribusi motor.
Nilai arus hubung singkat maksimum sistem dihitung berdasarkan semua generator terhubung ke sistem dan adanya kontribusi motor-motor listrik dengan mengabaikan keberadaan cadangan.
Kemampuan switchgear yang dipilih baik dalam kA atau MVA terhadap arus hubung singkat sekurang-kurangnya 10% di atas tingkat arus hubung singkat tiga fasa maksimum.

3.1. Studi Hubung singkat (Short-circuit study)
a. Perhitungan hubung singkat agar dilakukan untuk menentukan arus gangguan hubung singkat maksimum terhadap keseluruhan sistem listrik untuk menentukan bus bracing, dan untuk mengenali bahwa pemutus tenaga mempunyai pengenal kerja yang memadai untuk dilalui dan memutuskan arus gangguan tanpa kerusakan. Studi agar memasukan efek gangguan tiga fasa, fasa ke fasa, fasa ke tanah, dan fasa-ke-fasa-ke-tanah pada sistem kelistrikan dengan mengikut sertakan kontribusi motor dan generator.
b. Komponen arus searah (DC) dari arus hubung singkat tak simetris agar diperlihatkan penurunan yang memadai terhadap waktu pembukaan kontak pemutus tenaga untuk berusaha memadamkan busur api.
c. Study hubung singkat agar dilakukan dengan menggunakan criteria sebagai berikut:
1). IEC 60909 harus di adopsi untuk menghitung arus hubung singkat.
2). Toleransi IEC agar digunakan untuk impedansi trafo kecuali telah disetujui oleh perusahaan (COMPANY).
3). IEC 60909 metode C agar digunakan untuk menghitung puncak arus hubung singkat.
d. Hasil Studi arus hubung singkat agar digunakan untuk meninjau :
1). Kemampuan pengenal busbar.
2). Kemampuan pengenal switchgear
3). Kemampuan pengenal kabel

3.2. Studi aliran beban (Load flow study)
Sudi aliran daya agar dilakukan untuk menghitung semua tegangan rel (bus voltage), dan aliran daya ke seluruh fasilitas sistem listrik. Laporan aliran daya agar dibuatkan table mengenai besar daya aktif (real), daya reactive yang disuplai oleh setiap trafo, penyulang, dan rel-bar (busbar) dengan beban fasilitas terhubung. Diagram aliran daya agar dipersiapkan untuk sistem-sistem utama, essential, dan sistem emergency dan agar memperlihatkan gambar MW atau MVA, tegangan rel-bar, dan sudut tegangan.
Studi aliran daya agar termasuk persiapan perhitungan dan diagram yang memperlihatkan distribusi beban dalam keadaan kondisi operasi abnormal yang sudah diprediksi sebelumnya, seperti kehilangan salah satu penyulang atau trafo sehubungan dengan gangguan atau kondisi pemeliharaan

3.3 Studi Pengasutan Motor.
Studi pengasutan motor agar dilakukan untuk menentukan profile tegangan sistem pada saat pengasutan motor yang paling besar dalam kondisi minimum suplai smentara fasilitas lain beroperasi pada beban penuh, dengan penekanan terhadap sifat-sifat dinamis sistem listrik secara keseluruhan.
Studi agar membuat model impact dari pengasutan motor (static) dan percepatan motor (dinamis) terhadap keseluruhan sistem listrik.
Mode pengasutan untuk semua motor-motor listrik di kilang biasanya agar dilakukan pada tegangan penuh.

3.4. Stabilitas Peralihan
Analisa stabilitas peralihan (transient stability analysis) didasarkan pada konfigurasi sistem listrik yang paling akhir agar dilakukan untuk meninjau stabilitas sistem dan memverifikasi bahwa generator akan berusaha seimbang setalah adanya kegagalan atau gangguan. Analisa stabilitas peralihan dengan menggunakan ETAP power station.
Hasil dari studi ini dapat digunakan untuk merencanakan Load Shedding System.

3.5 Analisa Harmonis
Program computer agar digunakan untyuk mensimulasikan, membuat model, dan analisa harmonic sistem daya. Program agar digunakan untuk mendapatkan ketelitian model dari berbagai komponen sistem daya dan perlengkapan termasuk ketidak tergantungan frekwensi, ketidak lineran, dan karakteristik lain pada saat keberadaan sumber-sumber harmonis. Dua (2) metode analitikal agar digunakan dengan gabungan: aliran beban harmonis dan pemindaian frekwensi harmonis dalam hal menghitung perbedaan harmonis index dan permasalahan kualitas daya potential. Yang menyebabkan masalah ini agar diindentifikasi dan skema perbaikan agar dikembangkan dan diterapkan.

3.6. Penerangan dan Fotometri
Studi distribusi penerangan (fotometri) agar dilakukan untuk membuat tingkat penerangan disemua daerah kilang, termasuk semua area terbuka, proses atau penyimpanan, bangunan, jalan, dan rute evakuasi. Iluminasi agar seseragam mungkin, diambil pertimbangan gangguan yang dijumpai dikilang biasanya vessel, pipa, rak pipa, dan peralatan. Konsep umum dari disain agar pengiriman tingkat lux tertentu (foot-candle) dari iluminasi ke suatu bidang horizontal. Studi agar mengambil pertimbanagan penurunan kemampuan tingkat penerangan dan kehilangan keluaran sehubungan adanya kotoran dan faktor contaminant yang lain.

4.0 Rating Hubung Singkat.
Rating hubung singkat switchgear sekurang-kurangnya sama dengan 110% dari hasil perhitungan hubung singkat pada rel (bus) yang diamati.
Pertimbangan agar diberikan untuk memberikan suatu rating hubung singkat tunggal pada semua pada tegangan yang sama, terlepas dari lokasi trafo dan rating trafo.
Berikut ini rating arus hubung singkat switchgear yang diperoleh dari data hasil perhitungan saat melakukan engineering awal, seperti :
· Sistem tegangan menengah 11 kV, 6.900 Volt, masing-masing mempunyai kemampuan terhadap arus hubung singkat adalah 40 kA dan 65 kA RMS untuk 3 detik dan 100 kA puncak simetris.
· Sistem tegangan rendah (LV) 420 Volt mempunyai rating ketahanan terhadap arus hubung singkat adalah 65 kA RMS, untuk 1 detik dan 200 kA peak asimetris.
Kemampuan pengenal (rating) hubung singkat untuk komponen sistem daya agar di konfirmasikan dengan hasil perhitungan studi final.

5.0. Variasi Tegangan dan Frekwensi.

5.1. Variasi frekwensi.
Fluktuasi frekwensi yang ditentukan disini agar diterapkan untuk kondisi normal dan sistem daya khusus pada semua kondisi kasus pembangkit daya,
Frekwensi sistem daya agar dipertahankan pada ± 2% dari nilai nominal kondisi steady state dan frekwensi sistem daya agar dijaga dalam batas ± 5% dari nilai nominal untuk kondisi peralihan (transient) termasuk kondisi pengasutan motor.

5.2. Variasi Tegangan
Fluktuasi tegangan yang ditentukan disini dimaksudkan untuk beban sistem daya normal dan essential dalam kondisi semua kasus pembangkitan daya. Tegangan agar dijaga ±5% nilai nominal untuk kondisi tunak (steady state).
Tegangan-tegangan agar dijaga ± 10% dari tegangan nominal untuk kondisi peralihan (transient), termasuk pengasutan motor. Tegangan lebih tidak boleh melampaui 120% nilai nominal untuk waktu tidak lebih dari 2 detik atau 110% dari nilai nominal tidak lebih dari 4 detik.
Kondisi di atas dilakukan untuk mencapai kondisi sebagai berikut :
· Memilihan kabel yang sesuai untuk membatasi jatuh tegangan diujung rangkaian penerima dan mempertahankan tegangan terminal pada tingkat yang dapat diterima peralatan.
· Untuk mencegah kontaktor drop out atau kebutuhan pengasutan kembali motor pada tegangan yang terganggu.
· Memenuhi persyaratan kode.
Perubahan tegangan yang membahayakan sistem misalnya: melampaui 20% tegangan nominal yang berfinal tidak lebih dari 0.2 detik. Sebagai contoh adalah pemulihan arus hubung singkat oleh pengaman sesaat (instantaneous protection) yang tidak akan menyebabkan penghentian layanan kritis dan layanan khusus (essential). Hal ini dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut :
· Penundaan trip pengaman tegangan kurang pada kontaktor dan/atau pemutus tenaga (circuit breaker).
· Latches contactors untuk penyulang-penyulang trafo.
Komponen urutan fasa negatif dari tegangan tidak boleh melampaui 2% dari tegangan urutan positif. Peralatan yang mempunyai persyaratan khusus terhadap variasi tegangan atau bentuk gelombang agar dilengkapi dengan alat stabilisasi yang memadai atau pasokan daya penapis.

5.3. Tegangan Terminal Motor.
Batas-batas tegangan terminal motor yang dapat diterima didefinisikan pada saat merancang motor dan kemampuan menghasilkan torsi untuk percepatan beban mekanis pada tegangan yang dikurangi.
Motor-motor yang ditentukan sesuai dengan IEC 60034 cocok untuk pengasutan pada tegangan sebesar 80% dari nilai nominal. Nilai ini mewakili kriteria untuk menjamin kemampuan unjuk kerja pengasutan mekanis.
Pada umumnya, kabel-kabel dirancang untuk jatuh tegangan maksimum sebesar 15% pada saat pengasutan motor yang menyatakan tidak langsung perubahan peralihan (transient) maksimum pada busbar 5% sebagai batas normal yang dapat diterima. Namun demikian untuk motor-motor besar, kalkulasi agar mempertimbangkan impedansi rangkaian total dari sumber sampai ke terminal motor untuk menentukan tegangan sebenarnya pada dan terminal motor untuk membatasi variasi tegangan busbar seperti pada uraian di atas.

5.4. Pasokan Daya AC Kritis.
Pasokan daya AC kritis merupakan subjek terhadap tegangan peralihan (transient) dan tunak (steady state), dan perubahan frekwensi seperti pasokan normal, di mana pasokan by pass dikondisikan. Pada saat normal operasi inverter (setiap waktu kecuali pada posisi by pass) tegangan keluaran (output) UPS dan frekwensi agar masing-masing dijaga berkisar diantara ±2.5% dean ±1.5%. Pada saat kondisi peralihan variasi tegangan dapat mencapai ±10%. Peralatan agar ditentukan kemampuan kerja maksimum terhadap perubahan frekwensi 0.2 Hz/sec.

5.5. Pasokan Daya DC Kritis.
Pasokan daya DC kritis agar dirancang bahwa perubahan tegangan tunak (steady state) pada busbar pemasok tidak melampaui ±10%.
Pada saat kondisi transient tegangan ditekan sampai -20%.
Kondisi rancangan untuk peralatan paket dengan tambahan DC agar ditentukan oleh pemasok (supplier).

5.6. Harmonic Distortion.
Distorsi tegangan harmonis tidak boleh melampaui 5% pada rel (bus) tegangan menengah
Jika beban listrik seperti sistem kontrol thyristor menghasilkan tegangan dan gelombang arus yang cacat (distortion) yang memungkinkan mengganggu umur atau unjuk kerja peralatan listrik lainnya, maka pengukuran yang memadai seperti penapis harmonis (harmonic filtering), atau pergeseran fasa agar dipertimbangkan. Penapis agar ditempatkan sedekat mungkin dengan sumber distorsi. Distorsi harmonik ke tiga (3) tidak boleh melampaui 5%.

6.0. Jatuh Tegangan
Perhitungan jatuh tegangan (voltage drop) dan pengaturan tegangan agar dipersiapkan sebagai bagian study aliran daya. Program ETAP yang sesuai agar digunakan. Perhitungan ini harus ditentukan profile tegangan sistem dalam keadaan beban penuh dan ringan tanpa beban
Hasil dari studi di atas agar digunakan untuk memverifikasi kondisi berikut ini:
a. Kapasitas penyulang
b. Profile tegangan sistem
c. Pembebanan/kemampuan kerja Trafo
d. Penyetelan Tap trafo.
Mengacu ke Tabel 1. yang menguraikan bagaimana sistem listrik agar menjadi subjek untuk membatasi jatuh tegangan:

No. Elemen Sistem VDROPMax*1
1. Busduct atau kabel antara sekunder trafo dan MV switchboard atau LV switchboard 0.5%
2. Kabel antara LV switchboard dan MCC atau switchboard bantu.
a. Switchboard MCC/Bantu dekat LV switchboard 0.5%
b. Switchboard MCC/Bantu ditempatkan jauh membentuk LV switchboard 2 s/d 5%
3. Kabel antara MV switchboard dan MV Motor 3%
4. Kabel antara Switchboard LV switchboard dan motor 5%
5. Kabel antara MCC (ditempatkan dekat dengan switchboard) dan motor-motor 5%
6. Kabel antara MCC (ditempatkan jauh dari LV switchboard) dan motor-motor 3%
7. Kabel antara auxiliary switchboard dan panel penerangan
Rangkaian antara panel penerangan dengan titik lampu penerangan 5% (total)
8. Rangkaian suplai DC (electrical control) 5%
9. DC distribution board ke kontrol room 2% (note 1)
10. Rangkaian keluar UPS 2% (note 1)
11. Generator atau trafo ke motor terminal pada beban penuh 5%
12. Pada busbar switchboard yang paling buruk terkena akibat pengasutan (start-up)

motor besar MV dengan beban lain beroperasi pada rel (bus) 15%
13. Pada busbar switchboard yang paling buruk terkena akibat pengasutan (start-up)

motor besar LV dengan beban lain beroperasi pada rel (bus) 10%
14. Kabel antara LV switchboard dan motor. Motor start-up atau re-acceleration 5%
15. Kabel antara LV switchboard dan motor, pada saat pengasutan atau reacceleration 15%

Note-1. Tegangan minimum yang ada pada terminal instrument di lapangan agar disesuaikan dengan kriteria rancangan Instrumen dan kontrol proses.