Beban- Beban Listrik

1. Persyaratan Beban.
Secara keseluruhan, kebutuhan daya yang diperlukan proyek pembangunan kilang baru atau pengembangannya agar ditentukan sesuai dengan studi beban listrik kilang tersebut, termasuk daftar beban dari masing-masing fasilitas dan perhitungan harus dikonfirmasikan pada rancangan final (detail design).
Daftar beban listrik dikembangkan dengan menggunakan daftar peralatan mekanis (Mechanical Equipment List) sebagai acuan utama untuk beban-beban mekanis.
Beban pada kondisi operasi normal secara praktis tetap dengan perbedaan variasi harian dan musim. Namun demikian, beban paling tinggi yang akan terjadi pada musim panas menggambarkan kenaikan kerja pendingin dan beban-beban HVAC terhadap 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 dengan 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 berikutnya dari rancangan final dapat menggunakan margin sebesar 10% untuk perubahan di masa yang akan datang.


2. 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. Konsumsi pengguna daya
Untuk perhitungan kapasitas motor listrik penggerak pompa, efisiensi yang digunakan agar mempertimbangkan efisiensi penggerak dan yang digerakkannya. Konsumsi daya listrik ditentukan dari daya poros terpakai (absorbed shaft power) pada titik operasi proses normal dibagi dengan motor efisiensi.
Semua beban-beban, efisiensi dan faktor daya yang digunakan pada studi ini adalah merupakan perkiraan dengan menggunakan peralatan yang sejenis yang telah ditentukan. Nilai-nilai efisiensi motor dan faktor daya diambil dari data katalog standard produsen motor tertentu yang sesuai dengan kerangka persetujuan 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. 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. Persyaratan Beban/Kapasitor Perbaikan Faktor daya.
Semua komponen-komponen listrik pembangkit dan distribusi agar ditentukan kapasitasnya untuk menentukan rancangan beban seperti berikut 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 0.85 terbelakang (lagging) untuk mengurangi mengurangi penurunan tegangan reaktif, dan rugi-rugi daya.
Umumnya kapasitor perbaikan faktor daya tidak diperlukan pada industri yang mempunya pembangkit sendiri, karena pengaturan daya reactive dilakukan dengan menaikan atau menurunkan tegangan generator tersebut.
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 agar dioperasikan melalui unit vakum kontaktor lain 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.
Kapasitor tegangan menengah agar dilengkapi dengan konfigurasi hubungan bintang (star) jumlah minimum 4 buah unit fasa tunggal yang dipasang paralel perfasa. Sistem insulation agar dirancang tahan terhadap tegangan lebih kontinyu senilai 110% dari tegangan normal.