## STUDI KEMAMPUAN PANEL LVMDP TERHADAP PEMBEBANAN
M. Saleh Al Amin Dosen Universitas PGRI Palembang e-mail : saleh.pgri@gmail.com

## ABSTRAK
Panel LVMDP merupakan peralatan listrik yang terdiri dari beberapa komponen listrik, yang berfungsi sebagai pembagi utama saluran distribusi tegangan rendah ke setiap saluran beban, sebagai pembatas  daya  utama,  dan  pengaman  pada  rangkaian  utama  sistem  distribusi  tegangan  rendah. Komponen-komponen  yang  terdapat  pada  panel  LVMDP ini  antara  lain,  MCCB  utama,  MCCB salauran setiap beban atau cabang, Selector  Switch, Contactor, KWh meter, ACB, UVT, OVT, OCR, EFR,  RPR,  GFCI,  RCD,  TOR, Busbar  tembaga,  CT,  Alat  ukur  arus,  tegangan, frekwensi, Faktor kerja, Synkronous meter, Capacitor Bank, Pushbutton, Pilot Lamp, dan peralatan penunjang lainnya, seperti  terminal,  dan  lainnya. Komponen  utama  yang  sangat  berperan  dalam  penyaluran  daya  suatu panel LVMDP dalam keadaan normal adalah MCCB, yang dapat memikul seluruh beban panel dalam keadaan steady  state.  MCCB  ini  akan  ditunjang  oleh  komponen-komponen  lainnya  apabila  terjadi gangguan,  seperti  bila  terjadi  hubung  singkat,  yang  terjadi  setelah  MCCB. Bila  terjadi  gangguan sebelum MCCB, maka komponen yang akan bekerja adalah UVT atau OVT, dan seterusnya, sehingga bila  terjadi  gangguan  maka  MCCB  akan  di  backup  oleh  komponen  penunjang.    Tetapi  bila  terjadi kegagalan pada komponen penunjang, maka MCCB harus dapat berfungsi sebagai proteksi terhadap panel  LVMDP  secara  keseluruhan,  baik  dari  gangguan  beban  lebih,  maupun  gangguan  hubung singkat, tetapi MCCB tidak dapat menanggulangi gangguan di luar kemampuannya. Dengan demikian kemampuan MCCB untuk melindungi panel LVMDP dari gangguan beban lebih dan hubung singkat, tertera pada nameplate MCCB tersebut.
Kata Kunci : LVMDP, kemampuan MCCB.

## ABSTRACT
The  LVMDP  panel  is  an  electrical  apparatus  composed  of  several  electrical  components, which  serve  as  the  main  divider  of  low  voltage  distribution  channels  to  each  load  channel,  as  the main  power  constraint,  and the  safety  in  the  main  circuit  of  low  voltage  distribution  system.  The components contained in this LVMDP panel are, among others, the main MCCB, MCCB of each load or branch, Selector Switch, Contactor, KWh meter, ACB, UVT, OVT, OCR, EFR, RPR, GFCI, RCD, TOR,  Busbar  copper  ,  CT,  Current  measuring  instrument,  voltage,  frequency,  Working  factor, Synkronous meter, Capacitor Bank, Pushbutton, Pilot Lamp, and other supporting equipments, such as terminal, and others. The main component that plays an important role in channeling the power of an LVMDP panel under normal circumstances is the MCCB, which can carry the entire load of the panel  in  a  steady  state  state.  This  MCCB  will  be  supported  by  other  components  in  case  of interference, such as when a short circuit occurs, which occurs after MCCB. In case of interference before  MCCB,  then  component  that  will  work  is  UVT  or  OVT,  and  so  on,  so  that  if  there  is interference then MCCB will be backed by supporting components. However, in case of failure of the supporting components, MCCB must be able to function as a protection against the LVMDP panel as a whole, either from overloading, or short circuit, but MCCB can not cope with interference beyond its capability. Thus the ability of MCCB to protect LVMDP panels from overloading and short circuit, is shown on the nameplate MCCB.

## Keywords : LVMDP, MCCB capability.

## PENDAHULUAN
MCCB  merupakan  komponen  utama  yang  sangat  berperan  dalam  penyaluran  daya  suatu panel  LVMDP,  yang  harus  dapat  memikul  seluruh  beban  panel  dalam keadaan  steady  state maupun gangguan. MCCB yang dipasang pada panel LVMDP juga harus mampu untuk menahan arus hubung singkat terbesar untuk seluruh rangkaian beban panel untuk jangka waktu tertentu.
Tetapi  pada  umumnya  MCCB  yang  dipasang  pada  panel  LVMDP tidak  memperhitungkan kemampuan  MCCB  untuk  menahan  arus  hubung  singkat  pada  rangkaian  bebannya,  sehingga  sering terjadi kerusakan MCCB pada panel LVMDP pada saat terjadi hubung singkat di rangkaian bebannya.

## TINJAUAN PUSTAKA

## Panel LVMDP
LVMDP adalah kependekan dari Low Voltage Main Distribution Panel, berarti panel LVMDP  ini  bekerja  pada  tegangan  rendah  dan  berfungsi  sebagai  pembagi  utama  daya untuk seluruh instalasi feeder yang dilayaninya.
Gambar 1. Wiring Diagram Panel LVMDP sederhana.
Gambar 2. Komponen di luar panel LVMDP

## Gambar 3. Komponen di dalam panel LVMDP
Dari Gambar 1, suatu wiring sistem kelistrikan panel LVMDP, komponen utama yang harus dapat memikul bebannya adalah MCCB utama, kemudian busbar, dan MCCB cabang.  MCCB cabang harus  dapat  memikul  setiap  beban  yang  terdapat  pada  cabang  pelayanannya (feeder).    Sedangkan MCCB utama harus mampu memikul seluruh beban pada sistem kelistrikan yang dilayaninya.
Sedangkan  busbar  merupakan  komponen  pasif  bagian  dari  suatu  panel  LVMDP,  juga  harus mampu  memikul  seluruh  beban  yang  dilayani  oleh  panel  LVMDP  tersebut.  Yang  merupakan komponen  pasif  lainnya  pada  suatu  panel  adalah  kabel  penghubung  antar  komponen,  dan  schoon cable, tetapi kabel penghubung dan schoon cable tersebut telah dilakukan perhitungan tersendiri yang juga harus dapat memikul arus yang melaluinya.

## MCCB
Merupakan singkatan dari Moulded Case Circuit Breaker, adalah komponen aktif yang dapat membatasi  arus  yang  melaluinya,  dan  juga  sebagai  pemutus rangkaian.  Ada  beberapa kapasitas MCCB yang digunakan pada suatu panel, yaitu kapasitas tetap dan kapasitas bervariasi.
Untuk  MCCB  dengan  kapasitas  tetap,  maka  MCCB  tersebut  akan  bekerja  hanya  pada kapasitas  yang  tertera  pada  nameplate  MCCB  tersebut,  sedangkan  untuk  MCCB  dengan  kapasitas yang bervariasi, maka kapasitas kerja MCCB dapat di setting sesuai dengan nilai antara yang tertera pada nameplate MCCB tersebut.
Gambar 4.  Contoh sebuah MCCB
Disamping  adanya  kapasitas  arus  normal  pada  MCCB,  terdapat  juga  kapasitas  arus  hubung singkat  yang  harus  terpenuhi  pada  sebuah  MCCB,  dimana  kapasitas  arus  hubung  singkat  tersebut merupakan  besaran  arus  maksimum kejut sesaat  yang  masih  mampu  dipikul  oleh  MCCB  sebelum
terjadi  pemutusan  rangkaian.  Besarnya  kapasitas  arus  hubung  singkat  ini  juga  akan  tertera  pada nameplate MCCB.
Dalam  pengoperasian  MCCB,  pada  saat  terjadi  pemutusan  rangkaian,  sama  seperti  MCB, dapat dihubungkan  kembali  atau  dapat  ditutup  rangkaianannya  dengan  cara  manual,  yaitu  dengan tuas, dan dengan menggunakan otomatisasi dengan meggunakan sistem motorize. Sistem motorize ini juga dapat diopoerasikan secara manual dengan menggunakan pushbutton.

## ATS (Automatic Transfer Switch).
Penggunaan  ATS  pada  panel  LVMDP  dapat  dilakukan  apabila  digunakan  sumber  incoming lebih  dari  satu,  seperti  digunakan  generator  set  (Genset)  dan  sistem  Uninteruptable  Power  Suplay (UPS), yang dipasang pada sisi incoming LVMDP.

## KAPASITAS MCCB
Kapasitas  MCCB  adalah  total  arus  yang  dapat  melewati  sebuah  MCCB  tanpa  adanya hambatan dan masalah. Besarnya arus yang merupakan kapasitas dari sebuah MCCB tersebut adalah :
I kMCCB = I bT + I RJ ……………………………………….(1) Dimana :
I kMCCB = Kapasitas minimal arus MCCB, Ampere.
I bT = Arus beban tortal, Ampere. I RJ = Arus yang disebabkan oleh rugi-rugi daya di jaringan, Ampere. Dalam hal ini diasumsikan rugi-rugi daya sebesar 10 %.
Sedangkan  kemampuan arus hubung  singkat  suatu  MCCB,  harus  berada  di  atas  arus gangguan hubung singkat yang mungkin terjadi dalam jaringan pelayanannya, yaitu :
I f MCCB > I ftJ ………… . ……………… .. ………………….(2) Dimana :
I fMCCB = Kapasitas arus hubung singkat MCCB, Ampere.
I ftJ = Arus hubung singkat pada jaringan pelayanan, Ampere.

## 1. Arus Beban.
a.  Arus beban setiap feeder (cabang).
Arus beban untuk setiap feeder (cabang), dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
) cos( .  V P I bf bf 
……………………………………………( 3)
Dimana :
I bf = Arus yang mengalir di saluran beban setiap feeder (cabang), Ampere.
P bf = Daya beban per fasa tiap feeder (cabang), Watt.
V = Tegangan kerja beban per fasa, Volt.
cos(  ) =  Faktor kerja beban.
b.  Arus beban total.
Arus beban total, dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
  n n bf bT I I
1 ) ( ……………………………………………..( 4)

## Dimana :
I bT = Arus total yang harus dilayani MCCB, Ampere.
I bf(n) = Arus beban per fasa tiap feeder (cabang), Ampere.

## 2. Arus Hubung Singkat.
Untuk  menentukan  kapasitas arus  hubung  singkat suatu  MCCB,  digunakan  standar  arus hubung  singkat  fasa-fasa yang  akan  melalui  MCCB  tersebut pada  saat  gangguan. Diambil  arus hubung  singkat  fasa-fasa,  karena  arus  hubung  singkat  ini  yang merupakan  arus  hubung  singkat terbesar  yang  mungkin  terjadi  pada panel terdekat  dari  pelayanan panel  LVMDP. Maka  dari  itu untuk  gangguan  dengan  nilai  arus  terbesar  adalah  gangguan fasa-fasa,  sehingga  besarnya  arus gangguan adalah sebagai berikut :
I f (2fasa) = 2 1 Z Z V f  …………………………… . ………….( 5)
Dimana :
I f (2fasa) = Arus gangguan 2 fasa, Ampere.
V f = Tegangan saat gangguan, Volt.
Z 1 = Impedasi urutan positip, Ohm.
Z 2 = Impedasi urutan negatip, Ohm.
Impedansi  urutan  positip sama  dengan  negatip, dapat  ditentukan  dari  saluran  dan  beban yang dilayani, dengan mengabaikan reaktansi saluran dan beban.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilaksanakan  di  Stadion  Bumi  Sriwijaya  Palembang,  pada  saat  dilakukan perencanaan  peningkatan  pencahayaan  lapangan, tribun,  dan  landscape  stadion  Bumi  Sriwijaya Palembang tahun 2017.

## 1. Kebutuhan data pendukung.
a. Data daya beban tiap feeder.
b. Data impedansi urutan positip feeder dan beban.
c. Faktor kerja sistem.
d. Tegangan sistem.
e. Data sheet MCCB.

## 2. Menentukan Impedansi setiap feeder.
Impedansi  setiap  feeder  merupakan total  impedansi  seri  saluran  dan  seri  dengan  impedansi paralel  total  beban.  Untuk  Stadion  Bumi  Sriwijaya  memiliki  lima  (5)  feeder  beban  yang  masing- masing bermuara pada sebuah panel SDP, yaitu panel SDP-1 sampai dengan SDP-4 melayani masing- masing 60 buah lampu floodlight 2.000 watt, 380 volt, dan panel SDP-5 yang melayani beban sistem kelistrikan stadion. Maka impedansi setiap feeder dapat ditentukan sebagai berikut :
Gambar 5.  Diagram satu garis setiap feeder.
Dari gambar 5 :
Z f = Z fc + Z sb + Z b ………………………………………( 6) Dimana :
Z f = Impedansi setiap feeder, Ohm.
Z fc = Impedansi feeder cabang, Ohm.
Z sb = Impedasi saluran beban, Ohm.
Z b = Impedasi beban, Ohm.
HASIL DAN PEMBAHASAN. 1. Data-data.
Data-data beban dan saluran beban yang dilayani oleh panel SDP-1 adalah sebagai berikut :
- Lampu Floodlight
: 2000 watt, 60 unit. - Tegangan : 380 Volt. - Kabel feeder, panjang : NYFGBY 4x95 mm, 330 m.
- Kabel beban, panjang : NYY 3x4 cm, 50 m.
Data-data beban dan saluran beban yang dilayani oleh panel SDP-2 adalah sebagai berikut :
- Lampu Floodlight
: 2000 watt, 60 unit. - Tegangan : 380 Volt. - Kabel feeder, panjang : NYFGBY 4x95 mm, 180 m.
- Kabel beban, panjang : NYY 3x4 cm, 50 m.
Data-data beban dan saluran beban yang dilayani oleh panel SDP-3 adalah sebagai berikut :
- Lampu Floodlight
: 2000 watt, 60 unit. - Tegangan : 380 Volt. - Kabel feeder, panjang : NYFGBY 4x95 mm, 150 m.
- Kabel beban, panjang : NYY 3x4 cm, 50 m.
Data-data beban dan saluran beban yang dilayani oleh panel SDP-4 adalah sebagai berikut :
- Lampu Floodlight
: 2000 watt, 60 unit. - Tegangan : 380 Volt. - Kabel feeder, panjang : NYFGBY 4x95 mm, 10 m.
- Kabel beban, panjang : NYY 3x4 mm, 50 m.
Data-data beban dan saluran beban yang dilayani oleh panel SDP-5 adalah sebagai berikut :
- Beban
: 10 kW. - Tegangan : 380 / 220 Volt. - Kabel feeder, panjang : NYFGBY 4x70 mm, 300 m.

## 2. Hasil Perhitungan Arus tiap Feeder.
Berdasarkan  pada  formulasi  pada persamaam  (3)  dan  (4),  maka  diperoleh  hasil  perhitungan sebagai berikut :
Tabel 1.  Hasil perhitungan arus beban setiap Feeder.
No Beban Panel Daya Total (watt) Tegangan Kerja (volt) Arus (ampere) Arus total (ampere) 1 SDP-1 120.000 380 182 744 2 SDP-2 120.000 380 182 3 SDP-3 120.000 380 182 4 SDP-4 120.000 380 182 5 SDP-5 10.000 220 16
Tabel 2.  Hasil perhitungan arus hubung singkat setiap Feeder.
No Beban Panel Tegangan kerja (volt) Impedansi urutan- 1+2 saluran (ohm) Arus hubung singkat (ampere) 1 SDP-1 380 0,191070 1.151,5 2 SDP-2 380 0,104220 2.110,9 3 SDP-3 380 0,086850 2.533,1 4 SDP-4 380 0,005790 37.996,5 5 SDP-5 220 0,348300 631,6

## 3. Kapasitas MCCB.
Berdasarkan  pada  hasil  perhitungan  yang  diberikan  pada  tabel  1  dan  tabel  2,  maka  dapat ditentukan  besarnya  kapasitas  MCCB  yang  digunakan  sebagai  MCCB  utama  pada  panel  LVMDP, yaitu :

## a. Kapasitas Arus MCCB.
Dari tabel 1, arus beban total adalah 744 ampere.  Rugi-rugi daya yang diasumsikan adalah 10 % atau  sebesar  74,4  ampere. Maka  besarnya  arus  total  yang  akan  mengalir  pada  MCCB  adalah sebesar 818,4 ampere.
Maka kapasitas MCCB adalah ≥ 818,4 ampere.

## b. Kapasitas Arus hubung singkat MCCB.
Dari tabel 2, arus hubung singkat terbesar yaitu pada panel SDP-4 yaitu sebesar 37996,5 ampere, atau 37,9965 kA.
Maka kapasitas arus hubung singkat MCCB adalah ≥ 37,9965 kA. 4. Analisis.
Berdasarkan dari hasil perhitungan, kapasitas arus nominal MCCB pada suatu panel LVMDP sangat  tergantung  pada  beban  yang  dilayaninya  dan  saluran  feeder  yang  menghantarkan  arus  ke beban.  Dari  hasil  perhitungan,  kapasitas  arus  nominal  MCCB  adalah ≥ 818,4  ampere,  yang berarti berarti nilai 818,4 ampere adalah kapasitas arus terendah dari MCCB yang dapat melayani bebannya. Tetapi sebaiknya dan dianjurkan untuk menggunakan MCCB dengan kapasitas arus ≥ 818,4 ampere, sehingga akan terdapat spare arus untuk mengatasi fluktuasi beban dan switching.
Untuk  kapasitas  arus  hubung  singkatnya  adalah  sebesar  37,9965 kA,  yang  juga  merupakan kapasitas  terendah  untuk  mengatasi  terjadinya  hubung  singkat  di  sisi  bebannya  agar  MCCB  tidak mengalami  kerusakan.  Tetapi sebaiknya  dan  dianjurkan  agar  digunakan  MCCB  dengan  kapasitas ≥ 37,9965 kA, agar bila terjadi hubung singkat di sisi bebannya, MCCB akan aman dari kerusakan.

## KESIMPULAN.
1. Kapasitas arus nominal MCCB berdasarkan perhitungan adalah ≥ 818,4 ampere, dan penggunaan sebenarnya  adalah  kapasitas  arus  1.000  ampere,  dengan demikian  MCCB  akan  aman  dalam melayani bebannya.
2. Kapasitas  arus  hubung  singkat  berdasarkan  perhitungan  adalah ≥  37,9965 kA,  dan  penggunaan sebenarnya adalah kapasitas arus hubung singkat 50 kA, dengan demikian MCCB akan aman bila terjadi gangguan hubung singkat.
3. Kapasitas  MCCB  utama  tersebut  merupakan  kapasitas  kemampuan  panel  LVMDP  untuk melayani bebannya dalam kondisi normal dan gangguan hubung singkat.

## DAFTAR PUSTAKA.
1. Army  TM  5-811-1,  Air  Force  AFJMAN  32- 1080,”Electrical  Power  Supply  and  Distribution”, Dept of the Army, and the Air Force, USA, 1984.
2. Extrana Cable, “Product Catalogue “ 2017.
3. James Northcote- Green, ABB Power Technology, “Control and Automation of Electrical Power Distribution System”, Vasteras, Sweden, 2007.
4. PT. Inovasi Panel Usahatama, “Product Catalogue”, 2017.
5. Schneider Electric, “Catalogue Numbers Simpact “ MCCB, 2016.
6. Schneider Electric, “Daftar Harga“ 2017.
7. Zuhal. “Dasar Tenaga Listrik.” Penerbit ITB, Bandung, 1991.