## ANALISIS PENGGUNAAN UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY (UPS) TERHADAP PEMBEBANAN DAYA STASIUN RELAY RAJAWALI TELEVISI PALEMBANG

## SUBIANTO
Dosen Tetap Yayasan pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang

## ABSTRAK
Semakin besar kekuatan pemancar, maka kualitas siaran yang dihasilkan pun lebih baik, dan jangkauan  siaran  pun  menjadi  lebih  luas.  Begitu  juga  sebaliknya.  Namun,  kekuatan  pemancar  juga harus disesuaikan dengan luas wilayah, mengingat saat ini telah banyak berdiri stasiun televisi lokal.
Bila terjadi kegagalan atau mati server sebentar saja dapat menyebabkan kerugian yang tidak sedikit bagi perusahaan. Oleh karena itu diharapkan dapat menganalisa kapasitas daya UPS terhadap pembebanan server-server dalam  upayanya  untuk  mengantisipasi  terjadinya  kegagalan  listrik  di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang.
Dari  penelitian  yang  dilakukan  diperoleh  hasil  bahwa  UPS load di  Stasiun  Relay  Rajawali Televisi  Palembang  sebesar  35,9%  (terpakai  25,128  kVA  dari  70  kVA),  hal  ini  berarti  masih  dapat dilakukan  penambahan  beban/ server yang  lebih  banyak  lagi.  UPS  rating  di  Stasiun  Relay  Rajawali Televisi  Palembang  memiliki  daya  yang  lebih  besar  dari  UPS  rating  ideal  ( oversizing UPS).  Ini dilakukan untuk mendapatkan runtime yang lebih lama dan jika ada penambahan server .
Kata kunci : UPS (Uninterrruptible Power Supply), server, load, runtime

## 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang [5]
Stasiun relay adalah antena pemancar untuk penyiaran radio ataupun televisi yang dibangun di beberapa  wilayah  tertentu  untuk  memancarkan  siaran  gelombang  elektromagnetik  secara  berantai diwilayah  yang  di  tuju  sebagai  target  siarannya.  Stasiun  relay  tidak  dapat  memproduksi  dan menyiarkan sendiri siarannya. Melainkan hanya menerima dari stasiun induknya yang biasanya berada di  kota  besar/padat  penduduk.  Hal  inilah  yang  diinginkan  dalam  Undang-undang  penyiaran  No  32 tahun  2002  agar  stasiun  televisi  swasta  nasional  memanfaatkan  stasiun  televisi  lokal  sebagai jaringannya yang berfungsi sebagai stasiun relay.
Kegiatan  operasi  pemancar  berlangsung  terus  setiap  jamnya  dan  kegagalan  atau  mati  listrik sangat  tidak  diharapkan.  Untuk  mengantisipasi  mati  listrik  digunakan Uninterruptible  Power  Supply (UPS)  yang  dapat  membuat server-server dan  t ransmitter di  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi Palembang untuk  tetap  hidup  selama  beberapa  waktu saat terjadi  listrik  mati  sampai  akhirnya  listrik di- supply oleh generator set (genset) atau sampai akhirnya listrik hidup normal kembali (atau di- supply oleh  PG&T).  Karena  bila  terjadi  kegagalan atau  mati server sebentar  saja  dapat  menyebabkan kerugian yang tidak sedikit bagi perusahaan. Oleh karena itu, melalui penelitian ini diharapkan dapat menganalisa  kapasitas  daya  UPS  terhadap  pembebanan server-server dalam  upayanya  untuk mengantisipasi terjadinya kegagalan listrik di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang.

## 1.2.  Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1) Mengetahui kemampuan daya tahan UPS yang ada di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang saat terjadi mati listrik agar dapat mengukur manfaat dari UPS.
2) Mengetahui  kesesuaian  kapasitas  beban  di  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang  (berupa server yang ada yang sudah terhubung ke UPS) terhadap kemampuan/kapasitas daya UPS.

## 1.3.  Manfaat Penelitian
Melalui penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat atau kegunaan bagi pengembangan khazanah  ilmu  pengetahuan  khususnya  yang  berhubungan  dengan Uninterruptible  Power  Supply (UPS),  dan  dapat  mengetahui  tingkat  kegunaan Uninterruptible  Power  Supply (UPS)  terhadap pembebanan daya yang dibutuhkan perusahaan.

## 1.4.  Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini meliputi penggambaran tingkat kegunaan Uninterruptible Power Supply (UPS) terhadap pembebanan daya yang ada di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Uninterruptible Power Supply (UPS) [1],[2 ] &[3]
Salah satu peralatan pendukung yang dapat digunakan untuk melindungi berbagai perangkat vital  dari  ganggguan  listrik  adalah Uninterruptible  Power  Supply (UPS).  Alat  ini dapat  berfungsi sebagai stabilizer terhadap terjadinya gangguan dan menjadi sumber daya cadangan ( backup ) apabila terjadi  gangguan  pemutusan  aliran  daya  dari  penyedia  suply  daya  utama.  Di  sisi  lain,  kinerja  UPS terhadap berbagai jenis beban dan berbagai tingkat pembebanan belum tentu sama. Kinerja tersebut dapat  dipandang  dari  dua  kondisi,  yaitu  kondisi  normal  dimana  UPS  berperan  sebagai  stabilizer terhadap gangguan dan kondisi darurat pada saat terjadi pemutusan aliran listrik dari penyedia suply daya utama dimana UPS berfungsi sebagai backup suply daya sementara.
UPS  adalah  salah  satu  cara  dari  seorang  arsitektur  jaringan  untuk  menjaga  keamanan  di  sisi availability .  UPS  sendiri  merupakan  singkatan  dari  kata Uninterruptible Power Supply yang  artinya adalah  sebuah  alat  elektronik  yang  fungsi  utamanya  adalah  sebagai  penyedia  listrik  cadangan  pada komputer, Data Center, dan hal-hal pentingan lain.

## 2.2. Fungsi UPS [4]
Fungsi utama dari UPS adalah:
a. Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama.
b. Memberikan  kesempatan  waktu  yang  cukup  untuk  segera  menghidupkan  genset  sebagai pengganti listrik utama.
c. Memberikan  kesempatan  waktu  yang  cukup  untuk  segera  melakukan  back  up  data  dan mengamankan  sistem  operasi  (OS)  dengan  melakukan  shutdown  sesuai  prosedur  ketika  listrik utama padam.
d. Mengamankan  sistem  komputer  dari  gangguan-gangguan  listrik  yang  dapat  mengganggu  sistem komputer baik berupa kerusakan software, data maupun kerusakan hardware.
e. UPS  secara  otomatis  dapat  melakukan  stabilisasi  tegangan  ketika  terjadi  perubahan  tegangan pada  input  sehingga  tegangan  output  yang  digunakan  oleh  sistem  komputer  berupa  tegangan Yang stabil.
f. UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.
g. User friendly dan mudah dalam installasi.
h. Pengguna dapat melakukan kontrol UPS melalui jaringan LAN dengan  menambahkan beberapa aksesoris yang diperlukan.
i. Dapat diintegrasikan dengan jaringan internet.
j. Notifikasi  jika  terjadi  kegagalan  dengan  melakukan  pengaturan  perangkat  lunak  UPS management.
2.3. Tipe Sistem UPS
 Standby UPS
 Line Interactive UPS
 Double Conversion Online
 Delta Conversion Online
1. Continous UPS systems . Sistem UPS ini selalu bekerja mem-„ backup ‟ supply tenaga listrik sehingga pada sistem ini supply tenaga listrik selalu diubah ke supply DC kemudian diubah kembali menjadi supply tenaga AC melalui sebuah inverter.

## Gambar :  Continous UPS system
2. Forward  transfer UPS systems .  Sistem  ini akan  bekerja  menyuplai  tenaga  listrik  ke  beban ketika sensornya mendeteksi adanya gangguan supply tenaga listrik.

## Gambar :  Forward UPS system
3. Reverse  transfer UPS  systems.  Pada sistem  ini  output  sistem  UPS  langsung  terhubung dengan beban kritis namun pada kondisi gangguan tertentu maka beban kritis dapat dialihkan pada sumber tenaga lain selain UPS.
Gambar  :  Reverse UPS system

## 3. METODELOGI PENELITIAN
3.1. Rating Pemutus Tenaga [1],[2],[4],[5] & [6]
1. Untuk sistem 1 phasa

## 2. Untuk sistem 3 phasa

## √

## 3.2    Daya dan Faktor Daya
Di dalam sistem arus bolak-balik dibedakan daya/beban-beban listrik secara umum:
a. Daya aktif/nyata
P adalah kuantitas daya dan juga disebut sebagai daya nyata atau daya aktif. Daya aktif (P) yang digunakan adalah:
1. Satu phasa
2. Tiga phasa
√
Dimana : P       =   Daya aktif (watt) V       =   Tegangan line to line (volt) I       =   Arus (ampere) Cos  =   Faktor Daya
b. Daya reaktif
Daya  reaktif  yang  digunakan  oleh  suatu rangkaian adalah: Daya reaktif (Q) = arus x komponen V yang tegak lurus terhadap I. √
c. Daya kompleks/semu Dalam bentuk kompleks, daya dinyatakan sebagai:
d. Daya semu (S) = Tegangan x arus
√
e. Faktor Daya ( Cos )
Faktor Daya ( cos ) dapat dinyatakan dengan

## 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1. Data UPS [1],[2],[5] & [6]
Sistem UPS yang digunakan pada Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang adalah sistem UPS  merk  Riello Aros part number N4087made in Italy . Dengan konfigurasi fleksibel, aksesori dan opsional  yang  tersedia,  sangat  cocok  untuk  menyalakan  beban  kapasitif,  seperti  server  blade. Keandalan  dan  ketersediaan  satu  daya  untuk  aplikasi  kritis  dijamin  oleh  paralel  terdistribusi  atau terpusat hingga 8 unit untuk (N + 1) cadangan atau paralel daya, dan oleh semua berbagai konfigurasi yang tersedia dalam rentang MASTER MPS.
Gambar  :  UPS System - Riello Aros part number N4087
4.2   Battery Systems
Gambar : Battery unit
Terdapat  40 battery unit  yang  digunakan  sebagai  tempat  penyimpanan  daya/energi cadangan untuk  mensuplay  mesin pemancar dan peralatan pendukungnya di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang.
Untuk  mengakomadasi  daya  listrik  pada  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang, terdapat transformator yang dihubungkan ke genset. Spesifikasi transformator yang digunakan adalah 550kVA 3P 13,8kV/208V. Dari sini didapatkan tegangan keluaran dari transformator yang merupakan tegangan  masukan  ( volt  input AC)  ke  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang  dan  UPS  adalah 208V.  Sehingga  tegangan  keluaran  dari  UPS  yang  masuk  ke server/load di  Stasiun  Relay  Rajawali Televisi Palembang adalah 208 V (V L-L 3 Phasa).

## 4.3 Perhitungan
Data dan besaran yang akan dianalisa dan dihitung, antara lain:
1. Beban ( load ) UPS : berupa server yang terhubung ke UPS
Beban  UPS  yang  ada  di  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang  adalah  berupa  mesin pemancar televisi, mixer audio , mixer video dan komputer. Perlu diketahui tegangan dan arus yang mengalir masuk/ input ke beban, sehingga dapat dihitung total daya beban dalam VA (daya semu) dan Watt (daya aktif). Dalam mendistribusikan daya dari UPS di Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang,  tegangan  keluaran  (output)  120kVA  dari  UPS  dibagi  ke  beberapa  peralatan,  antara lain:
1. Mesin Pemancar Televisi = 90,9 A
2. Mixer Audio = 2,95 A
3. Mixer Video = 2,72 A
4. Komputer = 1,13 A
2. Arus Beban
- Total arus beban ( load ) =  I Load =  90,9 + 2,95 + 2,72 + 1,13 =  97,7 Ampere
- Total server yang terhubung pada UPS (status ON)
=  Total Server =  4 unit
- Rata – rata arus per server :

## 3. Daya Beban
Untuk  mendapatkan  total  daya  beban (total load ) menggunakan persamaan daya semu 3 phasa:
Atau:
S =  3 .V L-L . I (VA) VL-L =  3 .VL-N S =  3 .  3 .V L-N . I S = 3. V L-N . I  (VA) Diketahui: V L-N = 120 V I = I Load = 24,425  A Cos = 0,92
Sehingga didapatkan total daya beban (total load ) semua server yang terpasang pada UPS di Stasiun Relay RTV :
S = 3. V L-N . I = 3 . 120 V . 24,425 A
= 8.793 VA
P = S . Cos
= 8.793 VA . 0,92 = 8089,56 Watt

## 4. UPS Rating Ideal
UPS  rating  harus  lebih  besar  dari load VA,  minimal  20-25%  lebih  besar  dari  load  VA). Sehingga untuk mendapatkan UPS dengan rating ideal, tambahkan 25% ke total load VA lalu gunakan UPS dengan rating yang sama atau lebih besar dari jumlah tersebut.
Dengan  total load =  25128  VA,  maka  kapasitas  daya  UPS/UPS  rating  yang  idealnya diperlukan (mengingat biaya, efisiensi, efektifitas dan runtime yang diperlukan):
UPS rating ideal = Total load + 25% . Total load = 8793 + 25% . 8793 = 10,991 VA Jadi, gunakan UPS dengan rating >= 10,991 VA, misalnya: 0.010991 kVA.
5. Kapasitas dan Kemampuan UPS Sebelum Berbeban
a. Daya atau UPS rating
Kapasitas daya (UPS rating) = 120 kVA
b. Arus Maksimal
Untuk  mendapatkan  kapasitas/total  arus (I max = I n ) yang bisa ditampung UPS:
Diketahui:
= UPS rating = 70000 VA = 120 V Sehingga didapatkan total arus/arus maksimal (I max = In) yang bisa ditampung UPS:
6. Kapasitas dan Kemampuan UPS Setelah Berbeban
a. UPS Runtime
Saat   terjadi   kegagalan   listrik,   perlu diketahui lama waktu UPS dapat bertahan dan tetap hidup (UPS runtime ) agar sesuai dengan kebutuhan sistem Stasiun Relay Rajawali Televisi Palembang selama  peralihan  listrik  dari  mulai  mati  listrik  sampai  listrik  hidup  kembali  atau  menggunakan generator set . UPS runtime harus lebih besar dari kebutuhan waktu.
Battery C apacity ( based on batt enclosure ) = 192 V x 167 A x 1 h = 32064 VAh Setelah mendapatkan battery capacity , sehingga bisa didapatkan runtime :
(   )
(  )
b. Persentase Beban ( Load ) UPS
𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝐼 𝑛 𝑠 𝑉 𝐿−𝑁
𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝐼 𝑛 𝑠 𝑉 𝐿−𝑁 𝐼 𝑚𝑎𝑥 𝐼 𝑛 𝑠 𝑉 𝐿−𝑁
Kapasitas daya (UPS rating) = 70 kVA Untuk mendapatkan % Load UPS.

## (  )
(  )
7. Beban (Spare) yang Masih Bisa Ditampung UPS
a. Arus yang masih bisa ditampung UPS : jumlah arus beban yang masih bisa dipasang/ditampung oleh UPS saat ini Arus yang masih bisa ditampung UPS.
b. Jumlah server yang masih bisa ditampung UPS : jumlah beban atau server baru yang masih bisa dipasang/ditampung oleh UPS saat ini Jumlah server masih bisa ditampung UPS:
Jumlah server yang masih bisa ditampung UPS =
c. Jika diperlukan penambahan daya UPS terhadap total beban server yang ada saat ini: dari hasil perhitungan  UPS  rating ideal  (>=31410  VA)  didapatkan  bahwa  UPS  rating  saat  ini  (70kVA) adalah oversizing UPS sehingga tidak diperlukan lagi penambahan daya UPS.
d. Jika  terdapat  penambahan server baru  di  kemudian  hari:  dapat  mengacu  pada  poin  b  (jumlah server yang masih bisa ditampung UPS).

## 8. Kondisi Ideal UPS 70kVA
Didapat % Load UPS = 35,897% sehingga masih terdapat spare sebesar = 100% - 35,897% = 64,103%. Spare 64,103% ini bisa dipakai secara maksimal sehingga menggunakan semua kapasitas daya UPS sebesar 70kVA. Akan tetapi untuk mendapatkan hasil ideal, UPS rating harus lebih besar dari load VA,  minimal  20-25%  lebih  besar  dari  load VA).  Untuk  mendapatkan  UPS  dengan  rating ideal,  tambahkan  25%  ke  total load VA  lalu  gunakan  UPS  dengan  rating  sama  atau  lebih  besar. Sehingga dengan UPS rating saat ini = 70kVA didapatkan perhitungan sebagai berikut:
Kapasitas daya UPS ideal yang bisa dipakai
=
= = 56000 VA
a. Arus maksimal UPS ideal
−
b. Arus ideal yang masih bisa ditampung
UPS =   I max =   UPS Ideal - I Load =   155,6 – 69.8 =   85,8 Ampere
c. Jumlah server ideal yang masih bisa ditampung UPS :
Jumlah server yang masih bisa ditampung UPS

## 4.4 Rekapitulasi Perhitungan
Tabel  :  Rekapitulasi Perhitungan Analisisis Sistem UPS di RTV Palembang
No. Kategori Hasil 1. Total Arus Beban (load) 69,8 Ampere 2. Total Server yang terhubung ke UPS 4 unit 3. Rata-rata arus per server 24,425 Ampere 4. Total Daya Beban (load) 8089,56 Watt 5. UPS Rating Ideal 10,991 VA 6. Kapasitas Daya UPS Rating 120 kVA 7. Arus Maksimal 194,44 Ampere 8. UPS Runtime 1 jam 17 menit 9. Persentase Beban (load) 35,897% 10. Arus yang masih bisa ditampung UPS 124,64 Ampere 11. Jumlah server yang masih bisa ditampung UPS 112,5 12. Kapasitas daya UPS ideal 56000VA 13. Arus Maksimal UPS ideal 55,6 Ampere

## 5. PENUTUP
Dari hasil Analisa dan Perhitungan diperoleh suatu kesimpulan yaitu :
1. UPS capacity ( rating) untuk menentukan beban ( load ) max yang bisa dipasang.
2. Battery capacity menentukan lama UPS bisa hidup tanpa listrik atau on-battery (UPS runtime ). 3. UPS load di  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang  sebesar  35,9%  (terpakai  25,128  kVA dari 70 kVA), masih dapat dilakukan penambahan beban/ server yang lebih banyak lagi.
4. UPS runtime sebesar 1 jam 17 menit, waktu ini lebih dari cukup untuk peralihan sumber listrik ke generator set .
5. UPS rating harus lebih besar dari load VA, minimal 20-25% lebih besar. Untuk medapatkan UPS dengan rating ideal, tambah 25% ke total load VA, gunakan UPS dengan rating sama atau lebih besar.
6. UPS  rating  di  Stasiun  Relay  Rajawali  Televisi  Palembang  memiliki  daya  yang  lebih  besar  dari UPS  rating  ideal  ( oversizing UPS).  Ini  dilakukan  untuk  mendapatkan runtime yang  lebih  lama dan jika ada penambahan server .

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Abdul, 1998, Transformator; Pradnya Paramita, Jakarta Pusat.
[2].  Abdillah  Margiono,  2017, Sistem  Uninterruptible  Power  Sistem  (Ups)  Sebagai  Sumber Daya Listrik Cadangan , Yayasan Kemajuan Teknik: Jakarta Pusat
[3].  Bonar.2012. Proteksi sistem Tenaga Listrik. Yogyakarta
[4].   Yuniansyah. 2016. Evaluasi Kerja Rele OCR di Penyulang Arwana Gardu Induk Sei. Kedukan. Skripsi. Fakultas Teknik, Universitas Palembang. Palembang
[5]. http://www.scribd.com/doc/64237756/Perhitungan-Kapasitas-Battery-Ups  [diakses  pada tanggal 30 mei 2018 pukul 19.00 WIB]
[6]. http://m2p.co.id/power_system.php [diakses pada tanggal 3 Juni 2018, jam 16.00 WIB]