Kamis, 10 Agustus 2017

Perbedaan Listrik 3 phase dan 1 Phase

Apa perbedaan listrik 3 phase dan 1 phase? Pertanyaan mendasar seperti ini sering kita temukan sebagai mahasiswa teknik elektro ataupun praktisi engineering. Kenapa kebanyakan pembangkit listrik membangkitkan listrik 3 phase. Namun listrik yang kita nikmati di rumah adalah listrik 1 phase.

Secara umum ketika kita membicarakan masalah pembangkitan energi listrik, kita akan membahas 3 proses atau elemen pembangkitan listrik. Pertama pembangkitan energi listrik, kedua transmisi energi listrik dan ketiga distribusi energi litrik.


Proses utama pembangkit, transmisi dan distribusi listrik

Pembangkitan listrik (generator) sebagai unit/peralatan yang akan membangkitkan atau memproduksi energi listrik.

Transmisi berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari unit pembangkitan ke area-area pembebanan.

Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase
Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase


Distribusi listrik yang akan bertujuan untuk mendistribusikan energi listrik sesuai kebutuhan konsumen baik perumahan maupun industri.
 
 
Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase
Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase

Seperti yang telah dikemukakan di awal artikel bahwa hampir 90% pembangkit listrik memproduksi listrik 3 phase (kecuali generator set rumahan). Lalu yang kita gunakan dirumah-rumah merupakan adalah listrik 1 phase yang pada dasarnya merupakan hasil hubungan Y (wye) antara phase dan netral (neutral) pada sistem listrik 3 phase.

Perhatikan gambar dibawah ini:

Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase
Listrik 3 phase


Pada dasarnya listrik yang dibangkitkan di setiap unit pembangkit listrik merupakan listrik 3 phase dengan tegangan 13,8 KV.

Tegangan 3 phase ini dihasilkan karena lilitan (armature) pada generator (pembangkit listrik, mesin/peralatan yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik). Dengan perbedaan sudut sebesar 120 derajat antar phase.

Artinya dalam 1 periode putaran generator akan dibangkitkan listrik pada masing-masing lilitan (armature) dengan beda sudut 120 derajat antar phase.

Lalu listrik 3 phase yang dihasilkan oleh masing-masing pembangkit di step-up ke tegangan 150 KV untuk disinkronkan di grid sistem, baca: sinkronisasi paralelgenerator. untuk ditransmisikan ke area-area pembebanan.

Setelah itu di step down ke tegangan 20 KV untuk didistribusikan ke pelanggan industri dan perumahan.

Untuk listrik di perumahan, energi listrik 3 phase dengan tegangan 20 KV tadi di step down kembali ke tegangan 380 Volt. Tegangan 380 Volt merupakan tegangan 3 phase ini dalam hubung Y (wye).

Jika kita ukur phase to phase (Vp-p) maka nilai tegangannya 380 Volt. Jika kita ukur tegangan antara phase ke netral (Vp-n) maka tegangan 1 phase yang terukur adalah 220 Volt.

Vp-p = 1,73 Vp-n

Keterangan:
Vp-p = Tegangan phase to phase
Vp-n = Tegangan phase to netral

Inilah yang kita sebut listrik 1 phase yang kita nikmati dirumah sebagai tegangan supply untuk berbagai macam peralatan-peralatan listrik seperti televisi, air conditioner (AC), komputer, lampu dan lain-lain.

Lalu kita kembali ke permasalahan utama yang kita bahas pada artikel ini yaitu apa listrik 3 phase vs listrik 1 phase, mana yang lebih powerful.

Dibawah ini, belajarlistrik.com akan membandingkan setidaknya beberapa alasan kenapa listrik 3 phase lebih powerful dan banyak digunakan pda setiap unit pembangkit listrik (power plant).

Pembangkit listrik 3 phase vs 1 phase:

1. Generator listrik 3 phase jauh lebih efisien dibandingkan dengan generator listrik 1 phase. Ini merupakan alasan utama kenapa tiap-tiap power plant memproduksi listrik 3 phase bukan listrik 1 phase.

2. Jumlah kawat penghantar (konduktor) yang digunakan untuk mendistribusikan listrik 3 phase 75% lebih sedikit dibandingkan dengan mendistribusikan listrik 1 phase. Tentunya hal ini menjadi bentuk penghematan penggunaan material.

Perbedaan Listrik 3 phase vs 1 phase
Distribusi Listrik


3. Untuk kebutuhan energi listrik cadangan perumahan, generator set (genset) 1 phase tentunya lebih efisien dibandingkan generator 3 phase karena kebutuhan energi yang kecil dan jarak distribusi yang tidak terlalu jauh.

4. Generator 3 phase secara konstruksi mempunyai dimensi yang jauh lebih besar dibandingkan dengan generator 1 phase. Sehingga tidak cocok untuk digunakan sebagai energi listrik cadangan (atau lebih familiar kita sebut dengan genset) karena tidak portable.

baca: prinsip kerja motor induksi 3 phase

Penutup: Listrik 3 phase vs Listrik 1 phase

Berdasarkan data-data diatas, penggunaan listrik 3 phase lebih efisien untuk kebutuhan energi listrik yang besar dan untuk didistribusikan dengan jarak yang jauh.

Sedangkan untuk keperluan energi listrik dengan daya yang terbatas dan jarak yang dekat yang digunakan untuk keperluan energi cadangan (emergency power), maka generator 1 phase lebih efektif dibanding dengan generator 3 phase.

Bagaimana teman-teman, penjelasan singkat mengenai perbedaan listrik 3 phase vs listrik 1 phase. Semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan teman-teman sekalian.

Kamis, 30 Maret 2017

Aplikasi PLC untuk Speed Control (VSD) Motor Induksi

PLC sebagai controller yang sangat populer di dunia industri saat ini sangat banyak digunakan untuk mengontrol berbagai macam alat salah satunya Aplikasi PLC untuk Speed Control (VSD) AC Motor. Untuk prinsip kerja PLC, teman-teman dapat membaca tulisan Belajar PLC untuk pemula. Variable speed drive (VSD) digunakan untuk mengontrol Motor AC 3 phasa baik kecepatan maupun arah putaran motor (direction).

Programmable logic controller atau PLC
Programmable logic controller atau PLC


Pada prinsipnya VSD (variable speed drive) dapat digunakan tanpa menggunakan controller, cukup dengan menggunakan kontrol konvensional. Namun dengan menggunakan Aplikasi PLC kita dapat mengontrol alat tersebut secara remote dan terhubung ke HMI jika dalam sistem kita menggunakan SCADA (Supervisory Control & Data Acquitition).

Pada sistem yang coba belajarlistrik.com jelaskan dalam artikel ini: Apliasi PLC untuk control variable speed drive (VSD), PLC akan mengatur kecepatan motor dan arah putar motor dengan menghubungkan push button, selector switch, kontaktor ke DI/DO PLC dan potensiometer langsung ke Variable speed drive (VSD).

Komponen – komponen yang digunakan dilapangan (local control station):
  • Potensiometer (terhubung ke Aplikasi VSD untuk mengontrol kecepatan motor)
  • Selector switch
  • Run/jog switch
  • Push button start dan push button stop
Untuk kontrol VSD tanpa aplikasi PLC kita memerlukan wiring seperti gambar dibawah ini:

Rangkaian konvensional kontrol kecepatan motor menggunakan VSD inverter
Rangkaian konvensional kontrol kecepatan motor menggunakan VSD inverter


Push button start stop kita seri dengan overload dan push button start kita paralel dengan auxilarry contact sebagai holding. Untuk kontrol forward/reverse putaran kita gunakan selector switch yang kita hubungkan pada terminal forward dan reverse pada VSD.

Rangkaian dan Aplikasi PLC untuk Speed Control (VSD) AC Motor

Untuk Aplikasi PLC pada design rangkaian dan program yang kita buat seperti gambar dibawah ini:

program dan rangkaian program PLC untuk aplikasi speed control menggunakan VSD inverter
program dan rangkaian program PLC untuk aplikasi speed control menggunakan VSD inverter
Keterangan Gambar:
  • Push button start terhubung ke digital input PLC (programmable logic controller)
  • Push button stop terhubung ke digital input PLC (programmable logic controller)
  • Selector switch forward terhubung ke digital input PLC (programmable logic controller)
  • Selector switch reverse terhubung ke digital input PLC (programmable logic controller)
  • terminal drive VSD terhubung ke digital output PLC (programmable logic controller)
  • terminal forward VSD terhubung ke digital output PLC (programmable logic controller)
  • terminal reverse VSD terhubung ke digital output PLC (programmable logic controller)
Untuk program ladder diagram pada PLC dibuat seperti pada gambar (b) dimana drive pada VSD akan berlogic 1 jika push button start ditekan, dan logic 0 jika push button stop ditekan. Untuk kontrol kecepatan putaran motor digunakan potensiometer yang terhubung langsung ke VSD tanpa melalui PLC (sebenarnya kita hubungkan ke PLC jika kita menggunakan Analog input dan analog output PLC).

Mengapa perlu penerapan aplikasi PLC pada  VSD untuk speed control?

Aplikasi PLC untuk kegiatan kontrol dan otomatisasi industri sangat banyak penerapannya, dari berbagai macam aplikasi PLC ada beberapa yang sering digunakan. Salahsatu penggunaan PLC dalam kontrol motor induksi menggunakan variabel speed drive (VSD).
  • Sistem kontrol menjadi otomatis dan dapat dikontrol via local station maupun remote area
  • Dapat terhubung dengan sistem SCADA (Supervisory control and data acquitition)
  • Hardwires / pengkabelan lebih sederhana dan efisien sehingga memudahkan jika melakukan perbaikan / troubleshooting
  • Reliability lebih handal
Sekian dulu tulisan tentang Aplikasi PLC (programmable logic controller) untuk speed control (VSD) Motor Induksi.

Semoga bermanfaat

Sumber Gambar: