Transformator Ukur

Artikel kali ini akan membahas sekilas saja tentang transformator untuk pengukuran atau yang biasa disebut Transformator Ukur. Transformator ukur didisain secara khusus untuk pengukuran dalam sistem daya. Transformator ini banyak digunakan dalam sistem daya karena mempunyai keuntungan, antara lain:
• Memberikan isolasi elektrik bagi sistem daya
• Tahan terhadap beban untuk berbagai tingkatan
• Tingkat keandalan yang tinggi
• Secara fisik lebih sederhana bentuknya, dan
• Secara ekonomi lebih murah

Transformator pengukuran terdiri dari:
• Transformator tegangan (Voltage transformator, VT atau Potential Transformator, PT)
• Transformator arus (Current Transformator, CT)

Arus dan tegangan pada peralatan daya yang harus dilindungi dirubah oleh transformator arus dan transformator tegangan ke tingkat yang lebih rendah untuk pengoperasian relai. Tingkat-tingkat yang lebih rendah ini diperlukan karena dua alasan, yaitu:
• Tingkat masukan yang lebih rendah ke relai-relai menjadikan komponen-komponen yang digunakan untuk konstruksi relai-relai tersebut secara fisik menjadi cukup kecil, karena itu dilihat dari segi ekonomi biayanya akan lebih murah.
• Dan bagi manusia (pekerja) yang bekerja dengan relai-relai tersebut dapat bekerja dalam suatu lingkungan yang aman.

Daya yang diserap oleh transformator ini untuk melakukan kerjanya tidak seberapa besar, karena beban yang dihubungkan hanya terdiri dari relai-relai dan alat-alat ukur (meteran) yang mungkin hanya digunakan pada waktu tertentu.

Beban pada transformator ukur (CT dan PT) dikenal sebagai muatan (Burden) dari transformator tersebut. Istilah muatan biasanya melukiskan impedansi yang dihubungkan pada kumparan sekunder transformator itu, tetapi dapat juga menetapkan voltampere yang diberikan kepada beban.

Transformator tegangan mempunyai standar tegangan sekunder 120 volt.
Transformator arus (CT) mempunyai standar arus sekunder 5 ampere.

Transformator arus dibagi menjadi 2 kelas, yaitu:
• Transformator arus kelas H (reaktansi bocor tinggi)
• Transformator arus kelas L (reaktansi bocor rendah)
Keduanya mempunyai standar ketelitian 2,5% dan 10%.

sepertinya cukup sekian dulu ya pengenalan mengenai trafo ukur, untuk detailnya akan dibahas lebih lanjut nanti.

semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Konsep Energi dan Daya Listrik

1. Energi Listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber arus. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk lain, misalnya:
• Energi listrik menjadi energi kalor / panas, contoh: seterika, solder, dan kompor listrik.
• Energi listrik menjadi energi cahaya, contoh: lampu.
• Energi listrik menjadi energi mekanik, contoh: motor listrik.
• Energi listrik menjadi energi kimia, contoh: peristiwa pengisian accu, peristiwa penyepuhan (peristiwa melapisi logam dengan logam lain).

Jika arus listrik mengalir pada suatu penghantar yang berhambatan R, maka sumber arus akan mengeluarkan energi pada penghantar yang bergantung pada:
• Beda potensial pada ujung-ujung penghantar (V).
• Kuat arus yang mengalir pada penghantar (i).
• Waktu atau lamanya arus mengalir (t).

Berdasarkan pernyataan di atas, dan karena harga V = R.i, maka persamaan energi listrik dapat dirumuskan dalam bentuk :
W = V.i.t
= (R.i).i.t
W = i^2.R.t (dalam satuan watt-detik)

dan karena i = V/R, maka persamaan energi listrik dapat pula dirumuskan dengan:
W = i^2.R.t
= (V/R^2.R.t
W = V^2.t/R (dalam satuan watt-detik)

Keuntungan menggunakan energi listrik:
a. Mudah diubah menjadi energi bentuk lain.
b. Mudah ditransmisikan.
c. Tidak banyak menimbulkan polusi/ pencemaran lingkungan.

Energi listrik yang dilepaskan itu tidak hilang begitu saja, melainkan berubah menjadi panas (kalor) pada penghantar. Besar energi listrik yang berubah menjadi panas (kalor) dapat dirumuskan:
Q = 0,24 V i t……kalori
Q = 0,24 i^2 R t…..kalori
Q = 0,24 V^2.t/R….kalori

Jika V, i, R, dan t masing-masing dalam volt, ampere, ohm, dan detik, maka panas (kalor) dinyatakan dalam kalori.

Konstanta 0,24 didapat dari percobaan joule, Di dalam percobaannya Joule menggunakan rangkaian alat yang terdiri atas kalorimeter yang berisi air serta penghantar yang berarus listrik. Jika dalam percobaan arus listrik dialirkan pada penghantar dalam waktu t detik, ternyata kalor yang terjadi karena arus listrik berbanding lurus dengan:
a. Beda potensial antara kedua ujung kawat penghantar (V)
b. Kuat arus yang melalui kawat penghantar (i)
c. Waktu selama arus mengalir (t).

dan hubungan ketiganya ini dikenal sebagai "hukum Joule"

Karena energi listrik 1 joule berubah menjadi panas (kalor) sebesar 0,24 kalori. Jadi kalor yang terjadi pada penghantar karena arus listrik adalah:
Q = 0,24 V.i.t kalori

Daya Listrik
Daya listrik adalah banyaknya energi tiap satuan waktu dimana pekerjaan sedang berlangsung atau kerja yang dilakukan persatuan waktu. Dari definisi ini, maka daya listrik (P) dapat dirumuskan:
Daya = Energi/waktu
P =W/t
P = V.i.t/t
= V.i
P = i^2 R
P = V^2/R (dalam satuan volt-ampere, VA)

Satuan daya listrik :
a. watt (W) = joule/detik
b. kilowatt (kW): 1 kW = 1000 W.

Dari satuan daya maka muncullah satuan energi lain yaitu:
Jika daya dinyatakan dalam kilowatt (kW) dan waktu dalam jam, maka satuan energi adalah kilowatt jam atau kilowatt-hour (kWh).
1 kWh = 36 x 105 joule

Dalam satuan internasional (SI), satuan daya adalah watt (W) atau setara Joule per detik (J/sec). Daya listrik juga diekspresikan dalam watt (W) atau kilowatt (kW). Konversi antara satuan HP dan watt, dinyatakan dengan formula sebagai berikut:

1 HP = 746 W = 0,746 kW
1kW = 1,34 HP

Sedangkan menurut standar Amerika (US standard), daya dinyatakan dalam satuan Hourse Power (HP)atau (ft)(lb)/(sec).

Pemanfaatan Energi Listrik

Di antara peralatan listrik di rumah anda, anda mungkin mempunyai pengering rambut, beberapa lampu, pesawat TV, stereo, oven microwave, kulkas dan kompor listrik. Masing-masing mengubah energi listrik menjadi energi bentuk lain, misalnya energi cahaya, energi kinetik, energi bunyi, atau energi panas. Berapa besarnya energi listrik yang diubah menjadi energi bentuk lain? dan berapa lajunya? Energi yang di catu pada rangkaian dapat digunakan dengan beberapa cara yang berbeda. Motor merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Lampu listrik merubah energi listrik menjadi cahaya. Sayangnya tidak semua energi yang diberikan ke motor atau ke lampu dapat dimanfaatkan. Cahaya, khususnya cahaya lampu pijar menimbulkan panas. Motor terlalu panas untuk disentuh. Dalam setiap kasus, ada sejumlah energi yang diubah menjadi panas.

Semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Perlengkapan Gardu Induk

Gardu induk merupakan suatu sistem Instalasi listrik yang terdiri dari beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung listrik dari jaringan transmisi ke jaringan distribusi perimer. Perlengkapan peralatan listrik tersebut antara lain:

1. Busbar atau Rel
Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan tenaga listrik/daya listrik. Ada beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan saat ini, antara lain:

- Sistem cincin atau ring, semua rel/busbar yang ada tersambung satu sama lain dan membentuk seperti ring/cicin.

gambar 1. Sistem Cincin atau ring

- Busbar Tunggal atau Single busbar, semua perlengkapan peralatan listrik dihubungkan hanya pada satu / single busbar pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk diujung atau akhir dari suatu transmisi.

Gambar 2. Sistem busbar tunggal atau single busbar

- Busbar Ganda atau double busbar, Adalah gardu induk yang mempunyai dua / double busbar . Sistem ini sangat umum, hamper semua gardu induk menggunakan sistem ini karena sangat efektif untuk mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan.

Gambar 3. Sistem Busbar Ganda atau double Busbar.

- Busbar satu setengah atau one half busbar, gardu induk dengan konfigurasi seperti ini mempunyai dua busbar juga sama seperti pada busbar ganda, tapi konfigurasi busbar seperti ini dipakai pada Gardu induk Pembangkitan dan gardu induk yang sangat besar, karena sangat efektif dalam segi operasional dan dapat mengurangi pemadaman beban pada saat melakukan perubahan sistem. Sistem ini menggunakan 3 buah PMT didalam satu diagonal yang terpasang secara seri.

Gambar 4. Sistem Busbar satu setengah atau one half busbar.

2. Ligthning Arrester
biasa disebut dengan Arrester dan berfungsi sebagai pengaman instalasi (peralatan listrik pada instalasi Gardu Induk) dari gangguan tegangan lebih akibat sambaran petir (ligthning Surge) maupun oleh surja hubung ( Switching Surge ).

3. Transformator instrument atau Transformator ukur
Untuk proses pengukuran digardu induk diperlukan tranformator instrumen. Tranformator instrument ini dibagi atas dua kelompok yaitu:

- Transformator Tegangan, adalah trafo satu fasa yang menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang dapat diukur dengan Voltmeter yang berguna untuk indikator, relai dan alat sinkronisasi.

- Transformator arus, digunakan untuk pengukuran arus yang besarnya ratusan amper lebih yang mengalir pada jaringan tegangan tinggi. Jika arus yang mengalir pada tegangan rendah dan besarnya dibawah 5 amper, maka pengukuran dapat dilakukan secara langsung sedangkan untuk arus yang mengalir besar, maka harus dilakukan pengukuran secara tidak langsung dengan menggunakan trafo arus (sebutan untuk trafo pengukuran arus yang besar). Disamping itu trafo arus berfungsi juga untuk pengukuran daya dan energi, pengukuran jarak jauh dan rele proteksi.

- Transformator Bantu (Auxilliary Transformator), trafo yang digunakan untuk membantu beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Dan merupakan pasokan utama untuk alat-alat bantu seperti motor-motor listrik 3 fasa yang digunakan pada motor pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor motor kipas pendingin. Yang paling penting adalah sebagai pemasok utama sumber tenaga cadangan seperti sumber DC, dimana sumber DC ini merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga untuk proteksi sehingga proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC.

Transformator bantu sering disebut sebagai trafo pemakaian sendiri sebab selain fungsi utama diatas, juga digunakan untuk penerangan, sumber untuk sistim sirkulasi pada ruang baterai, sumber pengggerak mesin pendingin (Air Conditioner) karena beberapa proteksi yang menggunakan elektronika/digital diperlukan temperatur ruangan dengan temperatur antara 20ºC -28ºC.

Untuk mengopimalkan pembagian sumber tenaga dari transformator bantu adalah pembagian beban yang masing-masing mempunyai proteksi sesuai dengan kapasitasnya masing-masing. Juga diperlukan pembagi sumber DC untuk kesetiap fungsi dan bay yang menggunakan sumber DC sebagai penggerak utamanya. Untuk itu disetiap gardu induk tersedia panel distribusi AC dan DC.

4. Sakelar Pemisah (PMS) atau Disconnecting Switch (DS)
Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada rangkaian yang tidak berbeban. Mengenai Sakelar pemisah akan dibahas pada postingan selanjutnya.

5. Sakelar Pemutus Tenaga (PMT) atau Circuit Breaker (CB)
Berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan rangkaian pada saat berbeban (pada kondisi arus beban normal atau pada saat terjadi arus gangguan). Pada waktu menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi dengan media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6. Mengenai PMT atau CB ini sudah dibahas pada artikel sebelumnya di sini dan sini.

6. Sakelar Pentanahan
Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang berfungsi untuk menghilangkan/mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. Sakelar Pentanahan ini dibuka dan ditutup hanya apabila sistem dalam keadaan tidak bertegangan (PMS dan PMT sudah membuka)

7. Kompensator
Kompensator didalam sistem Penyaluran tenaga Listrik disebut pula alat pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula dipakai untuk menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya. Alat tersebut ada yang berputar dan ada yang stationer, yang berputar adalah kondensator sinkron dan kondensator asinkron, sedangkan yang stationer adalah kondensator statis atau kapasitor shunt dan reaktor shunt.

7. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi
Data yang diterima SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) interface dari berbagai masukan (sensor, alat ukur, relay, dan lain lain) baik berupa data digital dan data analog dan dirubah dalam bentuk data frekwensi tinggi (50 kHz sampai dengan 500 kHz) yang kemudian ditransmisikan bersama tenaga listrik tegangan tinggi. Data frekwensi tinggi yang dikirimkan tidak bersifat kontinyu tetapi secara paket per satuan waktu. Dengan kata lain berfungsi sebagai sarana komunikasi suara dan komunikasi data serta tele proteksi dengan memanfaatkan penghantarnya dan bukan tegangan yang terdapat pada penghantar tersebut. Oleh sebab itu bila penghantar tak bertegangan maka Power Line Carrier (PLC) akan tetap berfungsi asalkan penghantar tersebut tidak terputus. Dengan demikian diperlukan peralatan yang berfungsi memasukkan dan mengeluarkan sinyal informasi dari energi listrik di ujung-ujung penghantar. Materi ini akan dibahas lebih lanjut pada artikel selanjutnya.

8. Rele Proteksi dan Papan Alarm (Announciator)
Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi daerah yang terganggu sekecil mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan memberikan pelayanan penyaluran tenaga listrik dengan mutu dan keandalan yang tinggi. Sedangkan papan alarm atau announciator adalah sederetan nama-nama jenis gangguan yang dilengkapi dengan lampu dan suara sirine pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas untuk mengetahui rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

Mohon maaf jika ada yang kurang atau tidak lengkap.
semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Konduktor dan Kawat Tanah Pada Saluran Transmisi Udara

Konduktor adalah media untuk tempat mengalirkan arus listrik dari Pembangkit listrik ke Gardu induk atau dari GI ke GI lainnya, yang terentang lewat tower-tower. Konduktor pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Dibelakang clamp tersebut dipasang rencengan isolator yang terhubung ke tower.

Sedangkan Kawat Tanah atau Earth wire (kawat petir / kawat tanah) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat.

a. Bahan konduktorBahan konduktor yang dipergunakan untuk saluran energi listrik perlu memiliki sifat sifat sebagai berikut :
1) konduktivitas tinggi.
2) kekuatan tarik mekanikal tinggi
3) titik berat
4) biaya rendah
5) tidak mudah patah

Konduktor jenis Tembaga (BC : Bare copper) merupakan penghantar yang baik karena memiliki konduktivitas tinggi dan kekuatan mekanikalnya cukup baik. Namun karena harganya mahal maka konduktor jenis tembaga rawan pencurian. Aluminium harganya lebih rendah dan lebih ringan namun konduktivitas dan kekuatan mekanikalnya lebih rendah dibanding tembaga.

Pada umumnya SUTT maupun SUTET menggunakan ACSR (Almunium Conductorn Steel Reinforced). Bagian dalam kawat berupa steel yang mempunyai kuat mekanik tinggi, sedangkan bagian luarnya mempunyai konduktifitas tinggi. Karena sifat electron lebih menyukai bagian luar kawat daripada bagian sebelah dalam kawat maka ACSR cocok dipakai pada SUTT/SUTETI. Untuk daerah yang udaranya mengandung kadar belerang tinggi dipakai jenis ACSR/AS, yaitu kawat steelnya dilapisi dengan almunium.
Pada saluran transmisi yang perlu dinaikkan kapasitas penyalurannya namun SUTT tersebut berada didaerah yang rawan longsor, maka dipasang konduktor jenis TACSR (Thermal Almunium Conductor Steel Reinforced) yang mempunyai kapasitas besar tetapi berat kawat tidak mengalami perubahan yang banyak. Konduktor pada SUTT/SUTET merupakan kawat berkas (stranded) atau serabut yang dipilin, agar mempunyai kapasitas yang lebih besar dibanding kawat pejal.

b. Urutan fasa
Pada sistem arus putar, keluaran dari generator berupa tiga fasa, setiap fasa mempunyai sudut pergerseran fasa 120º. Pada SUTT dikenal fasa R; S dan T yang urutan fasanya selalu R diatas, S ditengah dan T dibawah. Namun pada SUTET urutan fasa tidak selalu berurutan karena selain panjang, karakter SUTET banyak dipengaruhi oleh faktor kapasitansi dari bumi maupun konfigurasi yang tidak selalu vertikal. Guna keseimbangan impendansi penyaluran maka setiap 100 km dilakukan transposisi letak kawat fasa.

c. Penampang dan jumlah konduktor
Penampang dan jumlah konduktor disesuaikan dengan kapasitas daya yang akan disalurkan, sedangkan jarak antar kawat fasa maupun kawat berkas disesuaikan dengan tegangan operasinya. Jika kawat terlalu kecil maka kawat akan panas dan rugi transmisi akan besar. Pada tegangan yang tinggi (SUTET) penampang kawat , jumlah kawat maupun jarak antara kawat berkas mempengaruhi besarnya corona yang ditengarai dengan bunyi desis atau berisik.

d. Jarak antar kawat fasa
Jarak kawat antar fasa SUTT 70kV idealnya adalah 3 meter, SUTT= 6 meter dan SUTET=12 meter. Hal ini karena menghindari terjadinya efek ayunan yang dapat menimbulkan flash over antar fasa.

e. Perlengkapan kawat penghantar
Perlengkapan atau fitting kawat penghantar adalah: Spacer, vibration damper. Untuk keperluan perbaikan dipasang repair sleeve maupun armor rod. Sambungan kawat disebut mid span joint.

Repair Sleeve, Repair sleeve adalah selongsong almunium yang terbelah menjadi dua bagian dan dapat ditangkapkan pada kawat penghantar, berfungsi untuk memperbaiki konduktifitas kawat yang rantas, Cara pemasangannya dipress dengan hydraulic tekanan tinggi

Bola Pengaman, adalah rambu peringatan terhadap lalu lintas udara, berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang bahwa terdapat kawat transmisi. Bola pengaman dipasang pada ground wire pada setiap jarak 50m hingga 75 meter sekitar lapangan/bandar udara.

Lampu Aviasi,adalah rambu peringatan berupa lampu terhadap lalu lintas udara, berfungsi untuk memberi tanda kepada pilot pesawat terbang bahwa terdapat kawat transmisi. Jenis lampu aviasi adalah sebagai berikut.
- Lampu aviasi yang terpasang pada tower dengan supply dari Jaringan tegangan rendah
- Lampu aviasi yang terpasang pada kawat penghantar dengan sistem induksi dari kawat npenghantar

Arching Horn, adalah peralatan yang dipasang pada sisi Cold (tower) dari rencengan isolator. Fungsi arcing horn:
- Media pelepasan busur api dari tegangan lebih antara sisi Cold dan Hot (kawat penghantar)
- Pada jarak yang diinginkan berguna untuk memotong tegangan lebih bila terjadi: sambaran petir; switching; gangguan, sehingga dapat mengamankan peralatan yang lebih mahal di Gardu Induk (Trafo) Media semacam arcing horn yang terpasang pada sisi Hot (kawat penghantar) adalah:
- Guarding ring : berbentuk oval, mempunyai peran ganda yaitu sebagai arcing horn maupun pendistribusi tegangan pada beberapa isolator sisi hot. Umumnya dipasang di setiap tower tension maupun suspension sepanjang transmisi.
Arcing ring : berbentuk lingkaran, mempunyai peran ganda yaitu sebagai arcing horn maupun pendistribusi tegangan pada beberapa isolator sisi hot. Umumnya hanya terpasang di tower dead end dan gantry GI

Kawat Tanah
Kawat Tanah atau Earth wire (kawat petir / kawat tanah) adalah media untuk melindungi kawat fasa dari sambaran petir. Kawat ini dipasang di atas kawat fasa dengan sudut perlindungan yang sekecil mungkin, karena dianggap petir menyambar dari atas kawat. Namun jika petir menyambar dari samping maka dapat mengakibatkan kawat fasa tersambar dan dapat mengakibatkan terjadinya gangguan.
Kawat pada tower tension dipegang oleh tension clamp, sedangkan pada tower suspension dipegang oleh suspension clamp. Pada tension clamp dipasang kawat jumper yang menghubungkannya pada tower agar arus petir dapat dibuang ke tanah lewat tower. Untuk keperluan perbaikan mutu pentanahan maka dari kawat jumper ini ditambahkan kawat lagi menuju ketanah yang kemudian dihubungkan dengan kawat pentanahan.

Bahan Kawat Tanah
Bahan ground wire terbuat dari steel yang sudah digalvanis, maupun sudah dilapisi dengan almunium. Pada SUTET yang dibangun mulai tahun 1990an, didalam ground wire difungsikan fibre optic untuk keperluan telemetri, tele proteksi maupun telekomunikasi yang dikenal dengan OPGW (Optic Ground Wire), sehingga mempunyai beberapa fungsi.

Jumlah dan posisi Kawat Tanah
Jumlah Kawat Tanah paling tidak ada satu buah diatas kawat fasa, namun umumnya di setiap tower dipasang dua buah. Pemasangan yang hanya satu buah untuk dua penghantar akan membuat sudut perlindungan menjadi besar sehingga kawat fasa mudah tersambar petir. Jarak antara ground wire dengan kawat fasa di tower adalah
sebesar jarak antar kawat fasa, namun pada daerah tengah gawangan dapat mencapai 120% dari jarak tersebut.

Baca Selengkapnya

Power-plant Control and Instrumentation - The Control of Boilers and HRSG Systems

Silahkan download e-book gratis "Power-plant Control and Instrumentation - The Control of Boilers and HRSG Systems" dengan meng-copy dan paste link dibawah ini ke search bar browser anda, atau bisa juga download langsung di sini "Forum Dunia Listrik/Download"

http://www.ziddu.com/download/3842099/rumentation-The_Control_of_Boiler_and_HRSG_Systems.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842095/Contents.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842094/Chapter_1_The_basics_of_steam_generation.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842093/Chapter_2_The_steam_andwatercircuits.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842100/Chapter_3_The_fuel_air_and_flue-gas_circuits.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842096/Chapter_4_Setting_the_demand_for_the_steam.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842098/Chapter_5_Combustion_and_draught_control.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842102/Chapter_6_Feed-water_control_and_instrumentation.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842101/Chapter_7_Steam_temperature_control.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842097/Chapter_8_Control_equipment_practice.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842112/Requirements_definition_and_equipment_nomenclature.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842111/Chapter_10_Upgrading_and_refurbishment_systems.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842110/index.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842113/Furtherreading.pdf.html

Semoga bermanfaat, Idea Very Happy

Baca Selengkapnya

Download E-book Electric Drives and Electromechanical Systems

Silahkan download gratis e-book "Electric Drives and Electromechanical Systems" dengan meng-copy dan paste link dibawah ini ke search bar browser anda atau bisa juga download langsung disini "Forum Dunia Listrik/Download"


http://www.ziddu.com/download/3842393/Bibliography.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842367/Chapter_1_Electromechanical_systems.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842373/Chapter_2_Analysing_a_drive_system.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842371/Chapter_3_Power_transmission_and_sizing.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842370/Chapter_4_Velocity_and_position_transducers.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842368/Chapter_5_Brushed_direct-current_motors.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842366/Chapter_6_Brushless_motors_and_controllers.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842374/Chapter_7_Induction_motors.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842369/Chapter_8_Stepper_motors.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842375/Chapter_9_Related_motors_and_actuators.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842372/Chapter_10_Controllers_for_automation.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842394/Index.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842395/Unitsandconversionfactors.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842396/Listofprincipalsymbols.pdf.html

http://www.ziddu.com/download/3842397/Preface.pdf.html

Semoga Bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Faktor-Faktor Dalam Pembangkitan

1. Faktor Beban

Faktor beban adalah perbandingan antara besarnya beban rata-rata untuk selang waktu tertentu terhadap beban puncak tertinggi dalam selang waktu yang sama (misalnya satu hari atau satu bulan). Sedangkan beban rata-rata untuk suatu selang waktu tertentu adalah jumlah produksi kWh dalam selang waktu tersebut dibagi dengan jumlah jam dari selang waktu tersebut.

Dari uraian diatas didapat:

faktor beban = beban rata-rata/beban puncak

bagi penyedia listrik, faktor beban sistem diinginkan setinggi mungkin karena faktor beban yang makin tinggi berarti makin rata beban sistemnya, sehingga tingkay pemanfaatan alat-alat yang ada dalam sistem tersebut dapat diusahakan setinggi mungkin.

Dalam praktiknya, faktor beban tahunan sistem berkisar antara 60%-80%.

2. Faktor Kapasitas

Faktor kapasitas sebuah unit pembangkit menggambarkan seberapa besar sebuah unit pembangkit itu dimanfaatkan. Faktor kapasitas tahunan (8760 jam) didefinisikan sebagai:

faktor kapasitas = Produksi kWh setahun/(daya terpasang MW x 8760 jam)

Dalam praktiknya, faktor kapasitas tahunan untuk unit PLTU hanya dapat mencapai angka antara 60% - 80% karena adanya masa pemeliharaan dan jika adanya gangguan atau kerusakan yang dialami oleh unit pembangkit tersebut. Untuk PLTA, faktor kapasitas tahunannya berkisar antara 30% - 50%, hal ini berkaitan dengan ketersediaan air.

3. Faktor Penggunaan (Utilitas)

faktor ini sesungguhnya serupa dengan faktor kapasitas, tetapi disini menyangkut daya. Faktor Utilitas sebuah alat dapat didefinisikan sebagai berikut:

Faktor Utilitas = Beban alat yang tertinggi/kemampuan alat

beban dinyatakan dalam ampere atau megawatt (MW)tergantung alat yang diukur faktor utilitasnya. Untuk saluran, umumnya dalam ampere, tetapi untuk unit pembangkit dalam MW. Faktor utilitas ini perlu diamati darikeperluan pemanfaatan alat dan juga untuk mencegah pembebanan yang berlebihan pada suatu alat.

4. Forced Outage Rate (FOR)

FOR adalah sebuah faktor yang menggambarkan sering-tidaknya suatu unit pembangkit mengalami gangguan, biasanya diukur untuk masa satu tahun dan didefinisikan sebagai:

FOR = jumlah jam gangguan unit pembangkit/(jumlah jam operasi+Jumlah jam gangguan Unit pembangkit)

FOR tahunan untuk PLTA berkisar 0,01 dan FOR tahunan untuk pembangkit thermis berkisar 0,1 - 0,5.

makin andal suatu unit pembangkit, maka makin kecil nilai FOR-nya dan berarti makin jarang terjadi gangguan pada unit pembangkit tersebut. Begitu pula sebaliknya, jika nilai FOR tinggi, berarti unit pembangkit tersebut sering terjadi gangguan dan tidak andal.

Besarnya nilai FOR atau turunnya keandalan suatu unit pembangkit umumnya disebabkan oleh kurang baiknya pemeliharaan peralatan pada unit pembangkit tersebut.

Demikian sekilas mengenai faktor-faktor dalam pembangkitan energi listrik, Semoga bermanfaat.

Baca Selengkapnya

Tegangan Transmisi dan Rugi-Rugi Daya

Artikel kali ini dibuat sebagai pelengkap dari artikel-artikel sebelumnya yang membahas mengenai sistem tenaga listrik. dan seperti telah kita ketahui bahwa suatu sistem tenaga listrik terdiri dari: pusat pembangkit listrik, saluran transmisi, saluran distribusi dan beban. pada saat sistem tersebut beroperasi, maka pada sub-sistem transmisi akan terjadi rugi-rugi daya. Jika tegangan transmisi adalah arus bolak-balik (alternating current, AC) 3 fase, maka besarnya rugi-rugi daya tersebut adalah:

ΔPt = 3I^2R (watt)…….(1)

dimana:
I = arus jala-jala transmisi (ampere)
R = Tahanan kawat transmisi perfasa (ohm)

arus pada jala-jala suatu transmisi arus bolak-balik tiga fase adalah:

I = P/V3.Vr.Cos φ ……(2)

dimana:
P = Daya beban pada ujung penerima transmisi (watt)
Vr = Tegangan fasa ke fasa pada ujung penerima transmisi (volt)
Cos φ = Faktor daya beban
V3 disini adalah akar 3

jika persamaan (1) disubstitusi ke persamaan (2), maka rugi-rugi daya transmisi dapat ditulis sebagai berikut:

ΔPt = P^2.R/Vr^2.cos^2 φ

Terlihat bahwa rugi-rugi daya transmisi dapat dikurangi dengan beberapa cara, antara lain:
1. meninggikan tegangan transmisi
2. memperkecil tahanan konduktor
3. memperbesar faktor daya beban

Sehingga untuk mengurangi rugi-rugi daya dilakukan dengan pertimbangan:

1. Jika ingin memperkecil tahanan konduktor, maka luas penampang konduktor harus diperbesar. sedangkan luas penampang konduktor ada batasnya.

2. jika ingin memperbaiki faktor daya beban, maka perlu dipasang kapasitor kompensasi (shunt capacitor). perbaikan faktor daya yang diperoleh dengan pemasangan kapasitor pun ada batasnya.

3. rugi-rugi transmisi berbanding lurus dengan besar tahanan konduktor dan berbanding terbalik dengan kuadrat tegangan transmisi, sehingga pengurangan rugi-rugi daya yang diperoleh karena peninggian tegangan transmisi jauh lebih efektif daripada pengurangan rugi-rugi daya dengan mengurangi nilai tahanan konduktornya.

Pertimbangan yang ketiga, yaitu dengan menaikkan tegangan transmisi adalah yang cenderung dilakukan untuk mengurangi rugi-rugi daya pada saluran transmisi. Kecenderungan itupun dapat terlihat dengan semakin meningkatnya tegangan transmisi di eropa dan amerika, seperti ditunjukkan pada tabel dibawah ini.

Masalah Penerapan Tegangan Tinggi Pada Transmisi

Pada penerapannya, peninggian tegangan transmisi harus dibatasi karena dapat menimbulkan beberapa masalah, antara lain:

1. Tegangan tinggi dapat menimbulkan korona pada kawat transmisi. korona ini pun akan menimbulkan rugi-rugi daya dan dapat menyebabkan gangguan terhadap komunikasi radio.

2. Jika tegangan semakin tinggi, maka peralatan transmisi dan gardu induk akan membutuhkan isolasi yang volumenya semakin banyak agar peralatan-peralatan tersebut mampu memikul tegangan tinggi yang mengalir. Hal ini akan mengakibatkan kenaikan biaya investasi.

3. Saat terjadi pemutusan dan penutupan rangkaian transmisi (switching operation), akan timbul tegangan lebih surja hubung sehingga peralatan sistem tenaga listrik harus dirancang untuk mampu memikul tegangan lebih tersebut. Hal ini juga
mengakibatkan kenaikan biaya investasi

4. Jika tegangan transmisi ditinggikan, maka menara transmisi harus semakin tinggi untuk menjamin keselamatan makhluk hidup disekitar trasnmisi. Peninggian menara transmisi akan mengakibatkan trasnmisi mudah disambar petir. Seperti telah kita ketahui, bahwa sambaran petir pada transmisi akan menimbulkan tegangan lebih surja petir pada sistem tenaga listrik, sehingga peralatan-peralatan sistem tenaga listrik harus dirancang untuk mampu memikul tegangan lebih surja petir tersebut.

5. Peralatan sistem perlu dilengkapi dengan peralatan proteksi untuk menghindarkan kerusakan akibat adanya tegangan lebih surja hubung dan surja petir. Penambahan peralatan proteksi ini akan menambah biaya investasi dan perawatan.

kelima hal diatas memberi kesimpulan, bahwa peninggian tegangan transmisi akan menambah biaya investasi dan perawatan, namun dapat megurangi kerugian daya. Namun jika ditotal biaya keseluruhan, maka peninggian tegangan transmisi lebih ekonomis karena member biaya total minimum, dan tegangan ini disebut tegangan optimum.

Semoga bermanfaat,

Sumber: “Bonggas L. Tobing, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, Penerbit PT. Gramedia, Jakarta:2003

Baca Selengkapnya

Sifat-Sifat Listrik Dielektrik

Dalam menentukan dimensi suatu sistem isolasi, dibutuhkan pengetahuan yang pasti mengnai jenis, besaran dan durasi tekanan elektrik yang akan dialami bahan isolasi tersebut, dan disamping itu juga perlu untuk mempertimbangkan kondisi sekitar dimana isolasi akan ditempatkan. selain itu, perlu juga untuk mengetahui sifat-sifat dari bahan isolasi sehingga dapat dipilih bahan-bahan yang tepat untuk suatu sistem isolasi, dengan demikian akan dihasilkan suatu rancangan yang paling ekonomis.

Fungsi yang penting dari suatu bahan isolasi adalah:
1. Untuk mengisolasi antara suatu penghantar dengan penghantar lainnya. Misalnya antara konduktor fasa dengan konduktor fasa lainnya, atau konduktor fasa dengan tanah.
2. Untuk menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi,
3. Mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia.

Tekanan yang diakibatkan oleh medan listrik, gaya mekanik, thermal dan reaksi kimia dapat saja terjadi serentak, sehingga perlu diketahui efek bersama dari semua parameter tersebut, dengan kata lain suatu bahan isolasi dinyatakan ekonomis jika bahan tersebut dapat menahan semua tekanan tersebut dalam jangka waktu yang lama.

Sifat listrik yang dibutuhkan untuk suatu bahan isolasi adalah sebagai berikut:
1. Mempunyai kekuatan dielektrik (KD) yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi menjadi kecil dan penggunaan bahan semakin sedikit, sehingga harganya pun akan semakin murah.
2. Rugi-rugi dielektriknya rendah, agar suhu bahan isolasi tidak melebihi batas yang ditentukan.
3. Memiliki kekuatan kerak (tracking strength) yang tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan listrik permukaan.
4. Memiliki konstanta dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus pemuatan (charging current) tidak melebihi batas ayang diijinkan.

Bahan isolasi juga sekaligus merupakan bahan konstruksi peralatan, oleh karena itu ia juga memikul beban mekanis, sehingga bahan isolasi harus memenuhi persyaratan mekanis yang dibutuhkan. Sifat mekanis yang dibutuhkan tergantung pada pemakaian, seperti diberikan dibawah ini.

- Isolator hantaran udara, sifat mekanis terpentingnya Kekuatan regangan (tensile strength)

- Isolator pendukung pada gardu, sifat mekanis terpentingnya Kekuatan tekuk (bending strength)

- Isolator antenna, sifat mekanis terpentingnya Kekuatan tekan (pressure strength)

- Pemutus daya (circuit breaker), sifat mekanis terpentingnya Kekuatan tekanan dadakan (bursting pressure withstand)

karakteristik mekanis, seperti elastisitas, kekenyalan dan lain-lain, mempunyai hubungan yang nyata dengan tekanan dan ketepatan rancangan.

Peralatan-peralatan listrik akan mengalami kenaikan suhu selama beroperasi, baik pada tegangan kerja normal maupun dalam kondisi gangguan, sehingga bahan isolasi harus memiliki sifat themal sebagai berikut:
- kemampuan untuk menahan panas tinggi (daya tahan panas)
- kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas.
- konduktivitas panas tinggi.
- koefisien muai panas rendah.
- tidak mudah terbakar.
- tahan terhadap busur api, dan lain-lain.

bahan isolasi harus dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan dimana bahan itu digunakan. oleh karena itu bahan isolasi harus memiliki kemampuan sebagai berikut:
- memiliki daya tahan terhadap minyak dan ozon.
- memiliki kekedapan dan kekenyalan higroskopis yang tinggi.
- daya serap air rendah.
- stabil ketika mengalami radiasi.

Bahan isolasi untuk sistem tegangan tinggi sering menetapkan beberapa persyaratan, dan diantaranya ada yang saling bertentangan. Oleh karena itu dalam pemilihan bahan isolasi untuk suatu keperluan khusus sering dilakukan dengan mencari kompromi antara penyimpangan kebutuhan dengansifat yang diinginkan, sehingga pemilihan yang benar-benar memuaskan tidak terpenuhi.

ada enam sifat listrik dielektrik, yaitu:
1. Kekuatan dielektrik
2. Konduktansi
3. Rugi-rugi dielektrik
4. Tahanan isolasi
5. Peluahan parsial (partial discharge)
6. Kekuatan kerak isolasi (tracking strength)

untuk penjelasan ke-enam sifat-sifat listrik dielektrik tersebut tunggu di artikel selanjutnya ya…

semoga bermanfaat

sumber: “Bonggas L. Tobing, Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi, Penerbit PT. Gramedia, Jakarta:2003

Baca Selengkapnya

Ilmu Bahan Listrik - Bahan Penyekat

Sifat-Sifat Bahan Penyekat

Bahan penyekat digunakan untuk memisahkan bagian-bagian yang bertegangan. Untuk itu pemakaian bahan penyekat perlu mempertimbangkan sifat kelistrikanya. Di samping itu juga perlu mempertimbangkan sifat termal, sifat mekanis, dan sifat kimia.
Sifat kelistrikan mencakup resistivitas, permitivitas, dan kerugian dielektrik. Penyekat membutuhkan bahan yang mempunyai resistivitas yang besar agar arus yang bocor sekecil mungkin (dapat diabaikan). Yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa bahan isolasi yang higroskopis hendaknya dipertimbangkan penggunaannya pada tempat-tempat yang lembab karena resistivitasnya akan turun. Resistivitas juga akan turun jika tegangan yang diberikan naik.

Besarnya kapasitansi bahan isolasi yang berfungsi sebagai dielektrik ditentukan oleh permitivitasnya, di samping jarak dan luas permukaannya. Besarnya permitivitas udara adalah 1,00059, sedangakan untuk zat padat dan zat cair selalu lebih besar dari itu. Apabila bahan isolasi diberi tegangan bolak-balik maka akan terdapat energi yang diserap oleh bahan tersebut. Besarnya kerugian energi yang diserap bahan isolasi tersebut berbanding lurus dengan tegangan, frekuensi, kapasitansi, dan sudut kerugian dielektrik. Sudut tersebut terletak antara arus kapasitif dan arus total (Ic + Ir).

Suhu juga berpengaruh terhadap kekuatan mekanis, kekerasan, viskositas, ketahanan terhadap pengaruh kimia dan sebagainya. Bahan isolasi dapat rusak diakibatkan oleh panas pada kurun waktu tertentu. Waktu tersebut disebut umur panas bahan isolasi. Sedangakan kemampuan bahan menahan suhu tertentu tanpa terjadi kerusakan disebut ketahanan panas. Menurut IEC (International Electrotechnical Commission) didasarkan atas batas suhu kerja bahan, bahan isolasi yang digunakan pada suhu di bawah nol (missal pada pesawat terbang, pegunungan) perlu juga diperhitungkan karena pada suhu di bawah nol bahan isolasi akan menjadi keras dan regas. Pada mesin-mesin listrik, kenaikan suhu pada penghantar dipengaruhi oleh resistansi panas bahan isolasi. Bahan isolasi tersebut hendaknya mampu meneruskan panas yang didesipasikan oleh penghantar atau rangkaian magnetik ke udara sekelilingnya.

Kemampuan larut bahan isolasi, resistansi kimia, higroskopis, permeabilitas uap, pengaruh tropis, dan resistansi radio aktif perlu dipertimbangkan pada penggunaan tertentu. Kemampuan larut diperlukan dalam menentukan macam bahan pelarut untuk suatu bahan dan dalam menguji kemampuan bahan isolasi terhadap cairan tertentu selama diimpregnasi atau dalam pemakaian. Kemampuan larut bahan padat dapat dihitung berdasarkan banyaknya bagian permukaan bahan yang dapat larut setiap satuan waktu jika diberi bahan pelarut. Umumnya kemampuan larut bahan akan bertambah jika suhu dinaikkan.

Ketahanan terhadap korosi akibat gas, air, asam, basa, dan garam bahan isolasi juga nervariasi antara satu pemakaian bahan isolasi di daerah yang konsentrasi kimianya aktif, instalasi tegangan tinggi, dan suhu di atas normal. Uap air dapat memperkecil daya isolasi bahan. Karena bahan isolasi juga mempunyai sifat higroskopis maka selama penyimpanan atau pemakaian diusahakan agar tidak terjadi penyerapan uap air oleh bahan isolasi, dengan memberikan bahan penyerap uap air, yaitu senyawa P2O5 atau CaC12. Bahan yang molekulnya berisi kelompok hidroksil (OH) higrokopisitasnya relative besar dibanding bahan parafin dan polietilin yang tidak dapat menyerap uap air. Bahan isolasi hendaknya juga mempunyai permeabilitas uap (kemampuan untuk dilewati uap) yang besar, khususnya bagi bahan yang digunakan untuk isolasi kabel dan rumah kapasitor. Di daerah tropis basah dimungkinkan tumbuhnya jamur dan serangga. Suhu yang tinggi disertai kelembaban dalam waktu lama dapat menyebabkan turunnya kemampuan isolasi. Oleh karena bahan isolasi hendaknya dipisi bahan anti jamur (paranitro phenol, dan pentha chloro phenol).

Pemakaian bahan isolasi sering dipengaruhi bermacam-macam energi radiasi yang dapat berpengaruh dan mengubah sifat bahan isolasi. Radiasi sinar matahari mempengaruhi umur bahan, khususnya jika bersinggungan dengan oksigen. Sinar ultra violet dapat merusak beberapa bahan organic. T yaitu kekuatan mekanik elastisitas. Sinar X sinar-sinar dari reactor nuklir, partikel-partikel radio isotop juga mempengaruhi kemampuan bahan isolasi. Sifat mekanis bahan yang meliputi kekuatan tarik, modulus elastisitas, dan derajat kekerasan bahan isolasi juga menjadi pertimbangan dalam memilih suatu jenis bahan isolasi.

Pembagian Kelas Bahan Penyekat

Bahan penyekat listrik dapat dibagi atas beberapa kelas berdasarkan suhu kerja maksimum, yaitu sebagai berikut:

1. Kelas Y, suhu kerja maksimum 90°C
Yang termasuk dalam kelas ini adalah bahan berserat organis (seperti Katun, sutera alam, wol sintetis, rayon serat poliamid, kertas, prespan, kayu, poliakrilat, polietilen, polivinil, karet, dan sebagainya) yang tidak dicelup dalam bahan pernis atau bahan pencelup lainnya. Termasuk juga bahan termoplastik yang dapat lunak pada suhu rendah.

2. Kelas A, suhu kerja maksimum 150°C
Yaitu bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam pernis aspal atau kompon, minyak trafo, email yang dicampur dengan vernis dan poliamil atau yang terendam dalam cairan dielektrikum (seperti penyekat fiber pada transformator yang terendam minyak). Bahan -bahan ini adalah katun, sutera, dan kertas yang telah dicelup, termasuk kawat email (enamel) yang terlapis damar-oleo dan damar-polyamide.

3. Kelas E, suhu kerja maksimum 120°C
Yaitu bahan penyekat kawat enamel yang memakai bahan pengikat polyvinylformal, polyurethene dan damar epoxy dan bahan pengikat lain sejenis dengan bahan selulosa, pertinaks dan tekstolit, film triacetate, film dan serat polyethylene terephthalate.

4. Kelas B, suhu kerja maksimum 130°C
Yaitu Yaitu bahan non-organik (seperti : mika, gelas, fiber, asbes) yang dicelup atau direkat menjadi satu dengan pernis atau kompon, dan biasanya tahan panas (dengan dasar minyak pengering, bitumin sirlak, bakelit, dan sebagainya).

5. Kelas F, suhu kerja maksimum 155°C
Bahan bukan organik dicelup atau direkat menjadi satu dengan epoksi, poliurethan, atau vernis yang tahan panas tinggi.

6. Kelas H, suhu kerja maksimum 180°C
Semua bahan komposisi dengan bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber yang dicelup dalam silikon tanpa campuran bahan berserat (kertas, katun, dan sebagainya). Dalam kelas ini termasuk juga karet silikon dan email kawat poliamid murni.

7. Kelas C, suhu kerja diatas 180°C
Bahan anorganik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan substansi organic, misalnya mika, mikanit yang tahan panas (menggunakan bahan pengikat anorganik), mikaleks, gelas, dan bahan keramik. Hanya satu bahan organik saja yang termasuk kelas C yaitu politetra fluoroetilen (Teflon).

Macam-macam bahan penyekat
• Bahan penyekat bentuk padat, bahan listrik ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam, diantaranya yaitu: bahan tambang, bahan berserat, gelas, keramik, plastik, karet, ebonit dan bakelit, dan bahan-bahan lain yang dipadatkan.
• Bahan penyekat bentuk cair, jenis penyekat ini yang banyak digunakan pada teknik listrik adalah air, minyak transformator, dan minyak kabel.
• Bahan penyekat bentuk gas, yang sering digunakan untuk keperluan teknik listrik diantaranya : udara, nitrogen, hidrogen, dan karbondioksida.

Semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Ilmu Bahan Listrik - Logam Non Ferro

A. Seng
Pemurnian diperoleh secara elektrolitis dari bahan oksida seng (ZnO). Penemuan mencapai kadar 97,75% Zn. Warnanya abu-abu muda dengan titik cair 419°C dan titik didih 906°C. Daya mekanis tidak kuat.
Seng dipakai sebagai pelindung dari karat, karena lebih tahan terhadap karat daripada besi. Pelapisan dengan seng dilakukan dengan cara galvanis seperti pada tembaga. Seng juga mudah dituang, dan sering dipakai sebagai pencampur bahan lain yang sukar dituang, misalnya tembaga.
Dalam teknik listrik seng banyak dipakai untuk bahan selongsonng elemen kering (kutub negatifnya), batang-batang (elektroda) elemen galvani.
Tahanan jenis 0,12 ohm mm^2/m Dalam perdagangan seng dijual dalam bentuk pelat yang rata atau bergelombang. Juga dalam bentuk kawat dan tuangan dalam bentuk balok.

B. Timah Hitam
Timah hitam terkenal dengan nama timbel. Berat jenis timbel 11,4 dan tahanan jenis 0,94. Logam ini lunak, dapat dicetak dengan cara dicairkan. Titik cair timbel 325°C. Titik didihnya 1560°C, warnanya abu-abu. Timbel tahan terhadap udara, air, air garam, asam belerang.

Dalam teknik listrik, timbel dipakai sebagai pelindung untuk kabel listrik dalam tanah atau pada kabel listrik dasar laut. Karena sifatnya tahan air dan tahan air garam maka kabel yang dibungkus dengan timbel tidak menjadi rusak dipakai di laut. Tetapi kabel menjadi terlalu berat dan mudah terluka/tergores karena sifat lunaknya. Selain itu timbel kurang tahan terhadap getaran. Karena getaran, timbel dapat menjadi rusak dan menyebabkan air masuk ke dalam kabel. Oleh sebab itu pemasangan kabel bersalut timbel hendaknya dijauhkan dari tempat yang banyak getaran , misalnya dekat rel kereta api, jembatan, dan sebagainya. Timbel juga tidak tahan terhadap asam cuka, asam sendawa, dan kapur. Adonan beton yang masih basah juga merusak timbel, maka kabel bersalut timbel yang dipasang pada beton harus diberi perlindungan.

Kecuali sebagai bahan pelindung kabel, kabel juga dipakai untuk pelat-pelat aki, kutub-kutub aki, penghubung sel-sel aki, dan sebagainya. Timbel yang dicampur timah putih dipakai untuk bahan soldir.

Untuk memperoleh kekuatan mekanis yang lebih baik sebagai pembalut kabel, maka timbel dicampur dengan tembaga, antimony, cadmium dan sebagainya.
Timbel mengandung racun, maka setelah bekerja dengan timbel tangan harus dicuci bersih sebelum dipakai untuk memegang makanan.

C. Timah Putih
Timah putih biasa disebut dengan timah. Keadaannya hamper sama dengan timbel. Warnanya putih mengkilat. Titik cairnya lebih rendah dari timbel, yaitu 232°C. Berat jenis 7,3 tahanan jenis 0,15 ohm mm^2/m, keadaan lunak. Timah tidak beracun seperti halnya timbel dan dipakai sebagai pelapis atau bahan campuran.
Sebagai bahan mentah timah diperdagangkan, dituang dalam bentuk balok, sebagai barang setengah jadi, dibuat pelat yang sangat tipis (kurang dari 0,2 mm) dengan nama staniol. Dan yang lebih tipis lagi dengan nama fuli timah. Kadang-kadang timah dicampur dengan timbel. Untuk ini apabila akan digunakan untuk pembungkus makanan, kadar timbel tidak boleh dari 10%.

Dalam teknik listrik, timah banyak dipakai sebagai pelapis tembaga pada hantaran yang bersekat karet dan hantaran tanah. Macam-macam peralatan listrik dilapis dengan timah untuk menahan karet.

Karena sifatnya yang lunak, kalau ditekan oleh ring pada pengerasan mur atau sekrup, timah dapat betul-betul rata sehingga hubungan (kontak) menjadi betul-betul baik, mengurangi tahanan dan meniadakan bunga api (missal pada sepatu kabel, kontak penghubung, rel-rel kotak sekering dan sebagainya.
Pelat-pelat tipis dipakai pada kapasitor. Kegunaan lain dari timah adalah sebagai bahan patri, yaitu dengan mencampurnya dengan timbel.

D. Tembaga
Tembaga adalah bahan tambang yang diketemukan sebagai bijih tembaga yang masih bersenyawa dengan zat asam, asam belerang atau bersenyawa dengan kedua zat tadi. Dalam bijih tembaga juga terkandung batu-batu. Tembaga terdapat di Amerika Utara, Chili, Siberia, Pegunungan Ural, Irian Jaya dan sebagainya.

1. Pembuatan Tembaga
Pembuatan tembaga dilakukan dalam beberapa tahap. Tembaga terikat secara kimia di dalam bijih pada bahan yang disebut batu gang. Untuk mengumpulkan bijih-bijh itu biasanya dulakukan dengan membersihkannya dalam cairan berbuih, di mana di situ ditiupkan udara. Ikatan tembaga dari bijih yang digiling sampai halus dicampur dengan air dan zat-zat kimia sehingga menjadi pulp (bubur) pada suatu bejana silinder. Zat-zat kimia (yang disebut Reagens) berfungsi untuk mempercepat terpisahnya tembaga. Pada bubur tersebut ditiupkan udara atau gas sehingga timbul buih yang banyak. Bagian-bagian logam yang kecil sekali melekat pada gelembung udara atau gas tersebut. Di situ terdapat semacam kincir yang berputar dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga gaya sentrifugal melemparkan buih tersebut dengan mineral keluar tepi bejana sehingga terpisah dari batu gang. Setelah proses tersebut logam dihilangkan airnya. Proses selanjutnya adalah pencarian di dalam suatu dapur mantel dengan jalan membakarnya dengan arang debu. Di sini dapat dipisahkan zat asam dan batu-batu silikon dan besinya dioksidasikan menjadi terak yang mengapung pada copper sulifida.

Pengolahan tembaga selanjutnya adalah dengan membawa isi dapur (yang disebut matte) ke konverter mendatar. Di sini belerang akan terbakar oleh arus udara yang kuat. Kemudian tembaga yang disebut blister sekali lagi dicairkan di dalam sebuah dapur anode. Dalam proses ini (yang disebut polen) terjadi proes pengurangan zat asam.
Dari dapur anode cairan segera dituangkan ke dalam cetakan, menjadi pelat-pelat anode. Pelat anode ini setelah didinginkan diangkat ke rumah tangki (bejana beton yang dilapisi timbel antimor pada bagian dalamnya) untuk diolah dengan cara elektrolisis, di mana batang tembaga tersebut dipergunakan sebagai anoda dan lempengan tembaga tipis murni sebagai katode. Selama terjadinya proses elektrolisis, anoda mengurai perlahan-lahan dan tembaga yang kemurniannya tinggi menempel pada katode. Untuk mendapatkan tembaga yang kemurniannya tinggi maka tembaga tersebut harus menjalani proses cair dalam dapur saringan.

2. Sifat – Sifat Tembaga
Produksi tembaga sebagian besar dipergunakan dalam industri kelistrikan, karena tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi. Kotoran yang terdapat dalam tembaga akan memperkecil/mengurangi daya hantar listriknya.
Selain mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, daya hantar panasnya juga tinggi; dan tahan karat. Oleh karena itu tembaga juga dipakai untuk kelengkapan bahan radiator, ketel, dan alat kelengkapan pemanasan.
Tembaga mempunyai sifat dapat dirol, ditarik, ditekan, ditekan tarik dan dapat ditempa (meleable).

Karena pemakaian meningkat, bahan cadangan untuk mengganti tembaga sudah dipikirkan. Bahan pengganti yang agak mendekati adalah alumunium (Ai). Akan tetapi daya hantar listrik maupun daya hantar panas dari alumunium lebih rendah dibandingkan tembaga.
Titik cair tembaga adalah 1083° Celcius, titik didihnya 2593° Celcius, massa jenis 8,9, kekuatan tarik 160 N/mm^2.
Kegunaan lain dari tembaga ialah sebagai bahan untuk baut penyolder, untuk kawat-kawat jalan traksi listrikl (kereta listrik, trem, dan sebagainya), unsur hantaran listrik di atas tanah, hantaran penangkal petir, untuk lapis tipis dari kolektor, dan lain-lain.

E. Alumunium
Logam ini sangat diperlukan dalam pembuatan kapal terbang, mobil, motor, dan dalam teknik listrik. Alumunium diperoleh dari boksit yang didapat di Suriname, di Amerika utara dan negara-negara lain. Selain boksit, alumunium juga diperoleh dari kriolit yang berasal dari Greenland dan Batu Labrado, yang ditemukan di Norwegia.

1. Pembuatan Alumunium
Biasanya tanah alumunium bersama soda dicairkan di bawah tekanan pada suhu 160° Celcius, di mana terjadi suatu persenyawaan alumunium, dan kemudian sodanya ditarik sehingga berubah menjadi oksida alumunium yang masih mempunyai titik cair tinggi (2200° Celcius). Titik cair turun menjadi sebesar 100° Celcius kalau dicampur kriolit. Proses cair itu terjadi dalam sebuah dapur listrik yang terdiri atas sebuah bak baja plat, di bagian dalam dilapisi dengan arang murni, dan diatasnya terdapat batang-batang arang yang dicelupkan ke dalam campuran tersebut. Arus listrik yang mengalir akan mengangkat kriolit menjadi cair oleh panas yang terjadi karena arus listrik yang mengangkat dalam cairan kriolit tersebut adalah sebagai bahan pelarut untuk oksidasi alumunium. Alumunium (titik cair 650° C) dipisahkan oleh arus listrik itu ke dasar dan diambil. Proses cair itu sebenarnya lama sekali dan perlu arus listrik yang besar (10.000-30.000A). Oleh karena itu pembuatan alumunium hanya dilakukan di negara-negara yang listriknya murah.

F. Logam Mulia

1. Perak
Perak, emas dan platina termasuk logam mulia. Perak terdapat dalam campuran logam-logam lain, misalnya timbel, timah atau seng. Setelah melalui proses pemurnian dapat diperoleh perak murni. Logam ini lunak, ulet dan mengkilat, dapat dicetak dan ditarik. Titik cairnya di bawah titik cair tembaga, yaitu 960°C, berat jenis 10,5 dan tahanan jenis perak 0,016° Ohm mm2 /m. Berarti daya hantar listriknya lebih dari tembaga. Perak merupakan logam yang mempunyai daya hantar terbaik.

Perak termasuk bahan yang sukar beroksidasi, dan warnanya putih. Karena harganya agak mahal maka pemakaiannya dalam teknik listrik untuk hal-hal yang khusus dan penting saja. Misalnya, untuk kumparan pengukur. Pesawat ini membutuhkan ketelitian dan ruangan sempit sehingga membutuhkan penghantar dengan daya hantar yang terbaik dan tidak berkarat.

Jadi perak dibuiat kawat dengan ukuran yang sangat lembut, yang disebut benang perak. Karena titik cairnya di bawah tembaga,maka perak dipergunakan juga sebagai pengamanlebur. Untuk titik-titik kontak banayak digunakan perak. Pemasangannya mudah karena perak mudah cair dan mudah dipatrikan pada logam lain, misalnya besi, tembagadan sebagainya. Perak juga tidak berkarat.

2. Emas
Emas terdapat dalam persenyawaan dengan logam-logam lain. Pemurniannya dikerjakan secara kimia. Emas murni sangat lunak. Kekerasannya dapat dipertinggi dengan mencampurkan perak. Banyaknya perak dalam campuran initi menentukan besarnya karat. Emas murni dinyatakan sebagai 24 karat. Emas 22 karat berarti dalam 24 bagian ada 22 bagian emas, sisanya perak 2 bagian. Warnanya kuning mengkilat. Berat jenis 19,3. Titik cair 1063°C.Dalam perdagangan emas berbentuk balok tuangan dan lembaran seperti kertas, sangat tipis. Karena mahalnya, umumnya emas jarang dipakai dalam teknik listrik.

3. Platina
Platina merupakan bahan yang tidak berkarat, dapat ditempa, regang, tetapi sukar dicairkan dan tahan dari sebagian besar bahan-bahan kimia; merupakan logam terberat dengan berat jenis 21,5. Titik cairnya mencapai 1774°C, sedang tahanan jenisnya 0,42 ohm.mm^2/m. Warnanya putih keabu-abuan. Pemurnian platina dilakukan secara kimia. Platina dapat ditarik menjadi kawat halus dan filamen yang tipis.

Platina dipakai dalam laboratorium, untuk unsur pemanas tungku-tungku listrik bila membutuhkan panas yang tinggi, dapat mencapai diatas 1300° C. Pemakaian platina dalam teknik listrik antara lain untuk peralatan laboratorium yang tahan karat, kisi tabung radio yang khusus dan sebagainya. Hampir kesemuanya itu untuk kepentingan dalam laboratorium yang sangat membutuhkan kecermatan kerja pesawat. Untuk dipakai secara umum platina terlalu mahal dan bahan lain sebagai penggantinya cukup banyak.

Semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya

Ilmu Bahan Listrik - Dasar

Suatu bahan dapat berbentuk padat, cair, atau gas. Wujud bahan tertentu juga bisa berubah karena pengaruh suhu. Selain pengelompokkan berdasarkan wujud tersebut dalam teknik listrik bahan-bahan juga dapat dikelompokkan sebagai berikut.
1. Bahan Penghantar (konduktor)
2. Bahan Penyekat (isolator/insulator)
3. Bahan Setengah Penghantar (semi konduktor)
4. Bahan Magnetis.
5. Bahan Super Konduktor.
6. Bahan Nuklir.
7. Bahan Khusus (bahan untuk pembuatan kontak-kontak, untuk sekering, dan sebagainya)

1. Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Perhatikan fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang anda jumpai. Juga pada saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahan penghantar yang sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium.

2. Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untuk menyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang tinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah : plastik, karet, dan sebagainya.

3. Bahan Setengah Penghantar (Semi Konduktor) adalah bahan yang mempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi lebih besar dibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai semi konduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan aslinya, Ge dan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik bahan-bahan tersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan alumunium maka diperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan elektron/mempunyai sifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang dipeoleh adalah semikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga bersifat negative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si, sedangkan Si lebih tahan panas dibanding Ge.

4. Bahan Magnetik (Magnetic Materials) dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu ferro magnetic, para-magnetic dan dia-magnetic. Bahan ferro-magnetic adalah bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi dan mudah sekali dialiri garis-garis gaya magnet. Contoh bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi adalah besi, besi pasir, stalloy, dan sebagainya. Selain itu sering dijumpai magnet yang merupakan magnet permanen, misalnya alnico, cobalt, baja arang, dan sebagainya. Baja untuk magnet sering dijumpai pada pelat-pelat motor/generator, pelat-pelat transformator, dan sebagainya. Dalam bidang elektronika, digunakan bahan magnet misalnya pada speaker, alat-alat ukur elektronika, dan sebagainya.

5. Bahan Super Konduktor. Pada tahun 1911, Kamerligh Onnes mengukur perubahan tahanan listrik yang disebabkan oleh perubahan suhu Hg dalam helium cair. Dia menemukan bahwa tahanan listrik tiba-tiba hilang pada suhu 4,153°K. Sampai saat ini telah ditemukan sekitar 24 unsur hantaran super dan lebih banyak lagi paduan dan senyawa yang menunjukkan sifat-sifat hantaran super. Temperatur kritisnya berkisar antara 1 samapai 19° Kelvin. Bahan-bahan lead (timah), tin (timah patri), alumunium, dan mercury, pada sushu mendekati 0°K mempunyai resistivitas nol.

6. Bahan Nuklir. Bahan nuklir sering dipakai sebagai bahan baker reaktor nuklir. Reaktor nuklir adalah pesawat yang mengandung bahan-bahan nuklir yang dapat membelah, yang disusun sedemikian sehingga suatu reaksi berantai dapat berjalan dalam keadaan dan kondisi terkendali. Dengan sendirinya syarat agar suatu bahan dapat dipergunakan sebagai bahan bakar nuklir adalah bahan yang dapat mengadakan fisi (pembelahan atom). Dalam reaktor nuklir digunakan bahan bakar uranium 235, plutonium-239, uranium-233.

Dalam pemilihan jenis bahan listrik, selain sifat listrik, perlu dipertimbangkan beberapa sifat lain dari bahan, yaitu :

A. Sifat Mekanis, yaitu perubahan bentuk dari suatu benda padat akibat adanya gaya-gaya dari luar yang bekerja pada benda tersebut. Jadi adanya perubahan itu tergantung kepada besar kecilnya gaya, bentuk benda, dan dari bahan apa benda tersebut dibuat.
Jika tidak ada gaya dari luar yang bekerja, maka ada tiga kemungkinan yang akan terjadi pada suatu benda :
• Bentuk benda akan kembali ke bentuk semula, hal ini karena benda mempunyai sifat kenyal (elastis)
• Bentuk benda sebagian saja akan kembali ke bentuk semula, hal ini hanya sebagian saja yang dapat kembali ke bentuk semula karena besar gaya yang bekerja melampaui batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan menjadi berkurang.
• Bentuk benda berubah sama sekali, hal ini dapat terjadi karena besar gaya yang bekerja jauh melampaui batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan sama sekali hilang.

B. Sifat Fisis, Benda padat mempunyai bentuk yang tetap (bentuk sendiri), dimana pada suhu yang tetap benda padat mempunyai isi yang tetap pula. Isi akan bertambah atau memuai jika mengalami kenaikkan suhu dan sebaliknya benda akan menyusut jika suhunya menurun. Karena berat benda tetap , maka kepadatan benda akan bertambah, sehingga dapat disimpulkan sebagai berikut :
• Jika isi (volume) bertambah (memuai), maka kepadatannya akan berkurang
• Jika isinya berkurang (menyusut), maka kepadatan akan bertambah
• Jadi benda lebih padat dalam keadaan dingin daripada dalam keadaan panas

C. Sifat Kimia, berkarat adalah termasuk sifat kimia dari suatu bahan yang terbuat dari logam. Hal ini terjadi karena reaksi kimia dari bahan itu sendiri dengan sekitarnya atau bahan itu sendiri dengan bahan cairan. Biasanya reaksi kimia dengan bahan cairan itulah yang disebut berkarat atau korosi. Sedangkan reaksi kimia dengan sekitarnya disebut pemburaman.

Pengujian sifat mekanis bahan perlu dilakukan untuk mendapatkan informasi spesifikasi bahan. Melalui pengujian tarik akan diperoleh besaran-besaran kekuatan tarik, kekuatan mulur, perpanjangan, reduksi penampang, modulus elastis, resilien, keuletan logam, dan lain-lain. Selain sifat-sifat tersebut dengan tidak secara terlalu teknis, perlu diperhatikan kekerasan (hardness) dan kemampuan menahan goresan (abrasion). Contoh sifat fisis yang sering diperlukan adalah berat jenis, titik lebur, titik didih, titik beku, kalor lebur, dan sebagainya. Juga sifat perubahan volume, wujud, dan panjang terhadap perubahan suhu. Perkaratan adalah contoh sifat bahan akibat reaksi kimia; reaksi antara logam dengan oksigen yang ada di udara. Sifat kimia juga termasuk sifat bahan yang beracun, kemungkinan mengadakan reaksi dengan garam, asam, dan basa.
intisari

Selain bahan penyekat atau isolator di atas, ada bahan lain yang juga banyak digunakan dalam teknik ketenagalistrikan yaitu bahan penghantar atau sering dinamakan dengan istilah konduktor. Suatu bahan listrik yang akan dijadikan penghantar, juga harus mempunyai si fat-sifat dasar penghantar itu sendiri seperti: koefisien suhu tahanan, daya hantar panas, kekuatan tegangan tarik dan lain-lain.
Disamping itu juga penghantar kebanyakan menggunakan bentuk padat seperti tembaga, aluminium, baja, seng, timah, dan lain-lain. Untuk keperluan komunikasi sekarang banyak digunakan bahan penghantar untuk media transmisi telekomunikasi yaitu menggunakan serat optik.

Erat kaitannya dengan keperluan pembangkitan energi listrik, yaitu suatu bahan magnetik yang akan dijadikan sebagai medium untuk konversi energi, baik dari energi listrik ke energi mekanik, energi mekanik ke energi listrik, energi listrik menjadi energi panas atau cahaya, maupun dari energi listrik menjadi energi listrik kembali. Bahan magnetik ini tentunya harus memenuhi sifat-sifat kemagnetan, dan parameter-parameter untuk dijadikan sebagai bahan magnet yang baik. Dalam pemilihan bahan magnetik ini dapat dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu ferromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik.

Suatu bahan yang sekarang lagi ngetren dan paling banyak sedang dilakukan riset-riset di dunia ilmu pengetahuan dan teknologi yaitu bahan semi konduktor. Berkembangnya dunia elektronika dan komputer saat ini adalah merupakan salah satu peranan dari teknologi semi konduktor. Bahan ini sangat besar peranannya pada saat ini pada berbagai bidang disipilin ilmu terutama di bidang teknik elektro seperti teknologi informasi, komputer, elektronika, telekomunikasi, dan lain -lain. Berkaitan dengan bahan semi konduktor, pada saat ini dapat dikelompokkan menjadi dua macam yaitu semi konduktor dan super konduktor.

Semoga bermanfaat,

Baca Selengkapnya