Sistem Kelistrikan Pabrik (Industri)

 

Sistem Kelistrikan Pabrik

Sebuah pabrik atau industri umumnya memiliki kapasitas daya listrik terpasang lebih dari 1.000 kVA (1 MVA), dan merupakan pelanggan PLN dengan level tegangan menengah (TM) 20 kV. Karena itu, sistem kelistrikan pabrik atau industri berbeda dengan sistem kelistrikan tegangan rendah (TR) 220/380V.

 

Dalam artikel ini, kami akan membahas mengenai sistem kelistrikan pabrik (industry) berdasarkan pengalaman penulis dalam pekerjaannya sebagai engineer di sebuah pabrik makanan dan minuman. Beberapa hal teknis mungkin akan berbeda-beda untuk setiap pabrik, namun secara prinsip dan konsep semua pabrik memiliki standard sistem kelistrikan yang mirip.

 

Sistem Suplai Energi Listrik

 

Suplai energi listrik tegangan menengah pada sebuah pabrik berasal dari jaringan tegangan menengah PLN, atau biasa disebut SKTM (saluran kabel tegangan menengah) 20 kV, dan biasanya jaringan tertanam di dalam tanah. Biasanya setiap penyulang melayani 4 hingga 6 pabrik. Kemudian beberapa penyulang akan membentuk satu bentuk jaringan distribusi tenaga listrik (radial, ring, dan lain-lain).

 

Dari jaringan SKTM, kemudian suplai masuk ke Gardu PLN yang ada di dalam pabrik. Jenis kabel bawah tanah yang sering digunakan untuk suplai tegangan 20 kV adalah kabel NA2XSEYBY (Al/XLPE/CWS/PVC/DSTA/PVC) dengan ukuran konduktor 3x300 mm² (ukuran variatif sesuai kapasitas daya pelanggan).

 

Dari Gardu PLN tersebut, selanjutnya akan masuk ke Gardu Internal Pabrik. Pada gardu pabrik ini, listrik sudah dikonversi menjadi level tegangan 220/380V (tegangan rendah/TR). Lalu dari gardu pabrik listrik didistribusikan melalui LVMDP (low voltage main distribution panel) atau di Indonesia dikenal juga dengan nama PUTR (panel utama tegangan rendah), menuju panel-panel distribusi listrik lainnya, yang akan dibahas lebih detail pada bagian dibawah.

 

Gardu PLN Di Dalam Pabrik

 

Gardu PLN di dalam pabrik adalah asset milik PLN yang ditempatkan di dalam pabrik. Suplai listrik TM 20 kV masuk dari jaringan tegangan menengah PLN menggunakan kabel bawah tanah NA2XSEYBY menuju Cubicle Incoming lalu keluar dari Cubicle Outgoing menuju gardu internal pabrik.

 

Komponen-komponen yang ada di dalam gardu PLN ini adalah:

1. Cubicle Witch Load Break Switch (LBS) : Cubicle Incoming & Outgoing

2. Cubicle Witch Circuit Breaker (CB) : Cubicle Outgoing

3. Cubicle With Potential And Current Transformer (PT & CT) : Cubicle Instrument

4. Unit Meter PLN : Unit Pengukur Daya dan Energi Listrik

 

Untuk penjelasan singkat, terdapat 2 unit Cubicle with LBS. dari jaringan TM PLN masuk ke 1 unit Cubicle LBS, dan keluar dari Cubicle LBS kedua menuju jaringan PLN Kembali sebagai sistem penyulang (suplai ke pabrik lain atau pelanggan lain). Lalu dari cubicle with CB, sistem TM 20 kV keluar menyuplai gardu internal pabrik dengan batas daya sesuai rating CB. Terakhir, cubicle PT dan CT merupakan penurun nilai tegangan dan arus agar bisa dibaca oleh unit meter PLN sebagai media pengukur daya dan energi listrik. Untuk penjelasan lebih detail mengenai topik ini, kalian dapat membaca artikel kami sebelumnya dengan judul “KomponenRumah PLN di Dalam Pabrik”.

 

Gardu Internal Pabrik

 

Gardu Internal Pabrik terdiri dari unit cubicle incoming, cubicle outgoing, dan power transformer (trafo daya). Tagangan 20 kV dari gardu PLN akan masuk ke unit cubicle incoming, lalu keluar dari cubicle outgoing menuju trafo daya. Trafo daya merupakan unit pengubah level tegangan dari 20 kV menjadi 220/380V, atau dalam standard 400V, sehingga listrik tegangan rendah dapat digunakan untuk menyuplai mesin-mesin, peralatan listrik dan penerangan pabrik.

 

Cubicle incoming merupakan unit cubicle dengan load break switch (LBS), yang berfungsi untuk memutus dan menyambungkan suplai daya listrik tegangan menengah 20 kV denga naman. Contoh cubicle incoming adalah sebagai berikut.

 

Contoh Cubicle Incoming, Simbol dan Gambar

Cubicle outgoing merupakan unit cubicle dengan circuit breaker (CB), yang berfungsi untuk pembatas dan proteksi suplai daya listrik tegangan menengah 20 kV. Bila daya listrik yang mengalir melebihi rating daya cubicle ini, maka unit CB akan trip dan memutus suplai daya listrik secara otomatis. Contoh cubicle outgoing adalah sebagai berikut.

 

Contoh Cubicle Outgoing, Simbol dan Gambar

Dan berikut adalah contoh foto unit cubicle incoming dan cubicle outgoing disertai data nameplatenya.

 

Contoh Foto Cubicle Incoming Dan Outgoing

Contoh Nameplat Cubicle Incoming SM6-IM-IAC12.5

Contoh Cubicle Outgoing SM6-DM1-A-IAC12.5

Trafo daya merupakan mesin yang mengubah tegangan listrik 20kV dari cubicle outgoing, menjadi tegangan listrik rendah 400V (atau 220/380V). Kapasitas daya listrik trafo daya harus lebih besar dari kapasitas daya terpasang pada sebuah pabrik. Karena umumnya trafo dioperasikan dengan batas beban 80% dari kapasitasnya (hal ini berkenaan dengan lifetime dan agar trafo tidak terlalu panas). Berikut adalah contoh trafo daya 2500 kVA beserta data nameplatenya.

Contoh Trafo Daya 2500 kVA

Contoh Nameplat Trafo Daya 2500 kVA

 

LVMDP (PUTR)

 

LVMDP (low voltage main distribution panel) atau disebut juga PUTR (panel utama tegangan rendah) adalah panel induk distribusi daya listrik. output dari trafo daya akan masuk ke panel ini, untuk kemudian didistribusikan menuju panel panel distribusi daya lain (biasaya per area atau per section atau per jenis beban).

 

Genset Dan Panel ATS-AMF

 

Genset atau generator set adalah mesin pembangkit listrik yang umumnya dalam pabrik digunakan sebagai cadangan suplai listrik apabila terjadi padam listrik dari PLN. Biasanya kapasitas total genset disediakan hanya Sebagian kecil dari kapasitas daya terpasang sebuah pabrik. Hal ini dikarenakan genset hanya diperuntukan untuk beban-beban prioritas saja. Misalkan, sebuah pabrik berlangganan listrik PLN dengan kapasitas 1.730 kVA, dan hanya menggunakan 2 unit genset dengan kapasitas masing masing 350 kVA.

 

Panel ATS-AMF (automatic transfer switch – automatic main failure) merupakan panel control suplai daya listrik, dimana panel ini bekerja otomatis dnegan logic, bila suplai listrik PLN off, maka rangkaian control akan memutus instalasi suplai PLN dan otomatis melakukan start Genset, sehingga suplai daya listrik dari genset akan masuk ke LVMDP. Sebaliknya, bila suplai listrik dari PLN on, maka rangkaian control akan memutus instalasi suplai genset, dan Kembali menghubungkan instalasi suplai PLN sehingga listrik dari PLN akan masuk Kembali ke LVMDP.

 

Capasitor Bank & Line Reactor

 

Capasitor Bank adalah komponen yang berfungsi untuk memperbaiki power factor (PF) dalam sistem distribusi listrik. bila kalian tertarik bagaimana unit ini dapat memperbaiki power factor, kalian dapat membaca artikel kami yang berjudul “MenghitungKebutuhan kVAR Capasitor Bank”.

 

Umumnya digunakan sejumlah unit capasitor, yang dicontrol oleh sebuah panel control capasitor bank. Prinsip kerja control panel ini membagi capasitor menjadi beberapa step, dan mengontrol inject daya reactive (kVAR) terhadap jaringan listrik (umumnya suplai ke LVMDP), hingga mencapai nilai PF yang bagus (0,93 – 0,96).

 

Contoh, digunakan 8 unit capasitor, dan dibagi menjadi 4 step, dengan masing masing step terdiri dari 2 unit capasitor. Misalnya set point panel control adalah PF = 0,95, maka saat PF actual jauh dibawah 0,95, 4 step akan masuk inject daya reactive (8 buah capasitor aktif). Namun bila actual PF mendekati 0,95 maka mungkin hanya 1 step yang actif (2 unit capasitor aktif inject kVAR), sedangkan sisanya non-aktif.

 

Line reactor sebenarnya adalah komponen inductor, dan biasanya dipasang seri dengan line (kalua kapasitor dipasang parallel). Line reactor digunakan sebagai filter untuk memperbaiki gelombang arus listrik ac agar mendekati sinusoidal, sehingga kualitas daya akan lebih baik. Dalam beberapa aplikasi, line reactor disebut juga line chocke.

 

Panel-Panel Distribusi Listrik

 

Panel-panel distribusi listrik adalah pembagi listrik berdasarkan area atau jenis beban. Contoh, biasanya terdapat penel listrik khusus untuk penerangan, panel listrik khusus untuk air condistioner, khusus untuk mesin-mesin produsi di area tertentu, dan lain-lain. Semua panel-panel listrik ini disuplai oleh LVMDP.

 

UPS dan Power Stabilizer

 

UPS (uninterruptuble power supply) adalah alat yang digunakan untuk back up suplai listrik secara instan, yaitu saat PLN off, beban tidak akan kehilangan suplai karena secara instan di back up UPS. Namun karena UPS menggunakan baterai, ia hanya akan bertahan beberapa lama. UPS kerap digunakan pada ruang server dan ruang IT untuk kepentingan mencegah data hilang atau rusak saat mati listrik, dan memberikan waktu untuk shut down computer dengan procedure yang benar bila diperlukan.

 

Power stabilizer dalah mesin yang digunakan untuk menyetabilkan daya listrik. umumnya yang distabilkan oleh stabilizer adalah nilai tegangan listrik dan nilai frekuensi listrik. unit ini sangat penting digunakan untuk beban-beban yang sensitive terhadap masalah overvoltage, undervoltage, overfrequency dan underfrequency. Power stabilizer umum juga disebut sebagai automatic voltage regulator (AVR) atau stavolt.

 

Penggunaan Renewable Energy

 

Penggunaan renewable energy listrik di pabrik atau industry terbilang sangat minim. Hal ini dikarenakan produksi listrik nya masih lebih mahal dibandingkan harga listrik PLN. Penyebab utama masalah ini adalah harga baterai yang masih sangat mahal. Namun, beberapa pabrik yang mendukung atau ingin mendapatkan kategori industry hijau, mendapat persayaratan adanya renewable energi sekitar 3%.

 

Renewable energi listrik dapat diperoleh menggunakan solar cell, wind turbine, PLTMH, biogass, dan lain-lain, sesuai sumber daya yang potensial diwilayah pabrik tersebut. Penulis sendiri pernah mendesain sistem pembagkit listrik surya untuk pabrik, dan bila tertarik, kalian dapat membacanya pada artikel kami yang berjudul “Mendesain Pembangkit Listrik Tenaga Surya (cycle use)” dan “MendesainPembangkit Listrik Tenaga Surya (standby use)”.

 

Penulis : ER

 

Share this post