Archive for the 'Dasar-Dasar Kelistrikan' Category

Problem Kelistrikan

LISTRIK,
aliran elektron melalui sebuah penghantar dari potensial yang lebih tinggi menuju potensial yang lebih rendah, harus diakui merupakan sebuah kebutuhan yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Hampir seluruh aspek saat ini memerlukan listrik sebagai sumber tenaga untuk menunjang aktifitas sehari-hari, baik aktifitas pekerjaan, bisnis, hiburan dan lain sebagainya.

Perkembangan
teknologi yang semakin pesat saat ini membuat sejumlah instrumen semakin tergantung pada sumber tenaga listrik yang baik. Instrumen-instrumen listrik saat ini dibuat dengan ukuran yang lebih kecil, tetapi dengan kemampuan yang lebih baik, ternyata lebih sensitif terhadap perubahan suplai listrik serta membutuhkan environment yang stabil dan terkontrol.

Sebuah
sumber dan jaringan listrik yang baik, terawat serta dilengkapi dengan sistem grounding dan proteksi yang memadai mutlak diperlukan untuk memastikan listrik yang digunakan benar-benar aman, stabil dan bebas interferensi, sehingga peralatan maupun instrumen listrik yang menggunakannya dapat bekerja dengan optimal.

Berbicara
mengenai listrik tentu tidak akan lepas dari problem listrik itu sendiri. Beberapa problem listrik yang terindentifikasi sering menyebabkan instrumen listrik tidak dapat bekerja, atau bahkan dapat membahayakan diantaranya:

1.     Extreme Voltage atau Tegangan Ekstrim,  sebuah kondisi dimana suplai tegangan input
berubah tiba-tiba melebihi ambang batas normal. Biasanya akibat efek  rambatan petir atau gangguan pada sistem
pembangkit. Sangat berbahaya bagi perangkat/instrumen elektronik.

2.     Electric Surge atau Tegangan Kejut. Terjadi hentakan listrik dimana tegangan naik/turun
drastis sesaat secara tiba-tiba. Penyebab yang paling sering terjadi adalah
akibat perpindahan sumber pembangkit (PLN ke Genset), atau adanya pemadaman
sesaat pada sumber listrik/pembangkit. Salah satu penyebab kerusakan perangkat
atau instrumen elektronik/listrik yang paling sering terjadi.

3.     Electrical Noise. Adanya induksi pada jalur
suplai listrik, seperti adanya kebocoran listrik (internal maupun eksternal),
induksi magnetic yang disebabkan sumber tenaga yang besar (kumparan listrik) di
sekitar jaringan.  Sangat mengganggu
kinerja perangkat sehingga tidak dapat bekerja optimal sehingga terjadi deviasi
pada output perangkat.

4.     Unstable Voltage. Tegangan tidak
stabil/naik-turun, dapat menyebabkan kinerja perangkat menjadi tidak optimal
akibat suplai tegangan yang berubah-rubah.

5.     Grounding. Sistem pertanahan, merupakan titik acuan nol
dilokasi pemakai, umumnya dihubungkan ke tanah/bumi. Secara teori, acuan nol
dilokasi pemakai harus sama dengan acuan nol di pusat pembangkit (ground
voltage=0) walaupun pada kenyataannya hal itu sulit sekali didapatkan. Selain
itu, kebocoran listrik disekitar lokasi pemakai serta adanya induksi, juga
menyebabkan beda potensial sehingga menyebabkan ground voltage > 0.

Mengatasi Gangguan Listrik Di Rumah Tangga

Gangguan listrik di Rumah banyak sekali penyebabnya, sedangkan yang dikemukakan disini hanya salah satu kondisi yang sering terjadi dan membuat pemilik rumah bingung dan terganggu dengan tiba-tiba listrik mati mendadak pada waktu hujan.
Kadang-kadang karena tidak sabar dan kurangnya pengetahuan tentang listrik rumah tangga, pemilik rumah langsung mengembalikan posisi MCB (Mini Circuit Breaker) yang ada di meteran listrik ke posisi “ON” dan jatuh kembali ke posisi “OFF” karena gangguan yang sebenarnya belum diketemukan.
Berikut ini TIP-TIP untuk mengatasi salah satu masalah gangguan listrik tersebut :
1. Langkah pertama, Matikan atau tempatkan/geser seluruh “KONTAK” yang ada di rumah pada posisi “OFF”
2. Langkah ke-dua, Cabut atau lepaskan seluruh “STECKER” yang masih terhubung dengan “STOP KONTAK”
3. Langkah ke-tiga, kembalikan MCB pada meter listrik ke posisi “ON” dan ternyata tidak jatuh ke posisi “OFF”
4. Langkah ke-empat, geser satu per satu secara bergantian “KONTAK” ke posisi “ON” dan apabila “MCB” pada meter listrik jatuh kembali ke posisi “OFF” setelah menggeser “KONTAK” yang ke Sekian, maka penyebab gangguan terletak pada instalasi yang terhubung dengan “KONTAK” terkait.
5. Langkah ke-lima, “OFF” kan “KONTAK” terkait, sebagai penanggulangan sementara sambil menunggu datangnya “AHLI LISTRIK” yang akan memperbaiki instalasi listrik yang terkait dengan “KONTAK”
tersebut.
6. Bila dari “KONTAK” tidak ada masalah/gangguan, lakukan langkah-langkah diatas untuk “STECKER” yang terhubung dengan “STOP KONTAK”
Mudah-mudahan TIP ini berguna bagi keluarga yang awam dengan instalasi listrik di rumah tangga.

Teknik Kelistrikan

Fenomena Frekwensi Listrik

Berbicara mengenai frekwensi listrik tidak lepas dari analisa dari pembangkit listrik/generator, karena sumbernya dari situ. Bagi yg non electrical yg masih kurang faham apa itu frekwensi saya coba kasih gambaran disini.

Frekwensi sebenarnya adalah karakteristik dari tegangan yg dihasilkan oleh generator. Jadi kalau dikatakan frekwensi 50 hz, maksudnya tegangan yg dihasilkan suatu generator berubah-ubah nilainya terhadap waktu, nilainya berubah secara berulang-ulang sebanyak 50 cycle setiap detiknya. jadi tegangan dari nilai nol ke nilai maksimum (+) kemudian nol lagi dan kemudian ke nilai maksimum tetapi arahnya berbalik (-) dan kemudian nol lagi dst (kalau digambarkan secara grafik akan membentuk gelombang sinusoidal) dan ini terjadi dalam waktu yg cepat sekali, 50 cycle dalam satu detik. Jadi kalau kita perhatikan beban listrik seperti lampu, sebenarnya sudah berulang kali tegangan nya hilang (alias nol) tapi karena terjadi dalam waktu yg sangat cepat maka lampu tersebut tetap hidup.

Jadi kalau kita amati fenomena ini dan mencoba bereksperimen, coba kita buat seandainya kalau frekwensinya rendah, kita ambil yg konservatif misalnya 1 hz, apa yg terjadi maka setiap satu detik tegangan akan hilang dan barulah kelihatan lampu akan hidup-mati secara berulang-ulang seperti lampu flip-flop (lihat animasi disebelah kanan).

Dari analisa diatas kita bisa tarik kesimpulan bahwa untuk kestabilan beban listrik dibutuhkan frekwensi yg tinggi supaya tegangan menjadi benar-benar halus (tidak terasa hidup-matinya). Nah sekarang timbul pertanyaan kenapa 50 hz atau 60 hz kenapa gak dibuat saja yg tinggi sekalian 100 hz atau 1000 hz biar benar-benar halus. untuk memahami ini terpaksa kita harus menelusuri analisa sampai ke generatornya. Tegangan yg berfrekwensi ini yg biasa disebut juga tegangan bolak-balik (alternating current) atau VAC, frekwensinya sebanding dengan putaran generator. Secara formula N = 120f/P
N = putaran (rpm)
f = frekwensi (hz)
P = jumlah kutub generator, umumnya P = 4

Dengan menggunakan rumus diatas, untuk menghasilkan frekwensi 50 hz maka generator harus diputar dengan putaran N = 1500 rpm, dan untuk menghasilkan frekwensi 60 hz maka generator perlu diputar dengan putaran 1800 rpm, jadi semakin kencang kita putar generatornya semakin besarlah frekwensinya. Nah setelah itu apa masalahnya? kenapa gak kita putar saja generatornya dengan putaran super kencang biar menghasilkan frekwensi yg besar sehingga tegangan benar2 halus. Kalau kita ingin memutar generator maka kita membutuhkan turbine, semakin tinggi putaran yg kita inginkan maka semakin besarlah daya turbin yg dibutuhkan, dan selanjutnya semakin besarlah energi yg dibutuhkan untuk memutar turbin. Kalau sumber energinya uap maka makin banyaklah uap yg dibutuhkan, dan makin besar jumlah bahan bakar yg dibutuhkan, dst dst.

Para produsen generator maupun turbine tentunya mempunyai batasan dan tentunya setelah para produsen bereksperimen puluhan tahun dengan mempertimbangkan segala sudut teknis maka dibuatlah standard yangg 50 hz dan 60 hz itu, yg tentunya dinilai cukup efektif untuk kestabilan beban dan effisien dari sisi teknis maupun ekonomis. Eropa menggunakan 50 hz dan Amerika menggunakan 60 hz. Setelah adanya standarisasi maka semua peralatan listrik di desain mengikuti ketentuan ini. Jadi logikanya kalau 50 hz atau 60 hz saja sudah mampu membuat lampu tidak kelihatan kedap-kedip untuk apalagi dibuat frekwensi lebih tinggi yg akan memerlukan turbine super kencang dan sumber energi lebih banyak sehingga tidak efisien.

Baik tegangan maupun frekwensi dari generator bisa berubah-ubah besarnya berdasarkan range dari beban nol ke beban penuh. sering kita temui spesifikasi menyebutkan tegangan plus minus 10% dan frekwensi plus minus 5%. Ini artinya sistim supplai listrik/generator harus di desain pada saat beban penuh tegangan tidak turun melebihi 10% dan pada saat beban nol tegangan tidak naik melebihi 10%, begitu juga dengan frekwensi.

Berlian Syako
Lead Electrical Engineer
Escravos Export System Project – Chevron Nigeria Ltd
(hasil diskusi di yahoo groups)

mengenai sejarah frekuensi listrik, bisa dibaca disini:
http://electrical-science.blogspot.com/2009/12/history-of-power-frequency.html



Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.