## SISTEM PROTEKSI PADA MOTOR INDUKSI 3 PHASE  200 KW SEBAGAI PENGGERAK POMPA HYDRAN (ELECTRIC FIRE PUMP)

## SURYA DARMA
Dosen Tetap Yayasan Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang e-mail :Suryadarma.stmt @ gmail.com

## ABSTRAK
Untuk memback up apabila terjadi kebakaran dan juga untuk melakukan kegiatan rutin latihan fire drill setiap bulan, PT.PERTAMINA MERANG JAMBI   menggunakan Electric Fire Pump sebagai alat untuk mensuplai air ke fire hydrant.Electric Fire Pump menggunakan sebuah motor induksi tiga phasa yang mempunyai daya 200 KW.
Bila  terjadi  arus  lebih  pada  motor  Electric  Fire  Pump  dapat  menyebabkan  gangguan pada  motor  tersebut,  oleh  karena  itu  harus  dilakukan  perhitungan  untuk  mendapatkan  arus setting  pompa  agar  dapat  dilakukan  penyetingan  over  current  relay.  Dari  hasil  perhitungan diperoleh arus nominal sebesar = 341.43 Ampere dan arus setting sebesar = 286.80 Ampere.
Secara  Ideal  arus  motor  Electric  Fire  Pump  pada  saat  berjalan  harus  berada  maksimal 80%  dari  arus  nominalnya,  hal  ini  untuk  menjaga  agar  motor  tidak  berkerja  maksimal,  dan mudah  terbakar.  Dari  hasil  pengukuran  dilapangan  arus  motor  pada  saat  berjalan  adalah  255 Ampere.  Ini  berarti  arus  motor  masih  dalam  kondisi  ideal  karena  masih  berada  dibawah  80% arus nominal. 80% dari 348 Ampere = 278.4 Ampere.

## Kata Kunci : Over Current Relay, Motor Listrik, SettingRelay

## 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Untuk memback up apabila terjadi kebakaran dan juga untuk melakukan kegiatan rutin latihan fire drill setiap bulan, PT.PERTAMINA MERANG JAMBI  menggunakan Electric Fire Pump sebagai alat untuk mensuplai air ke fire hydrant. Electric Fire Pump menggunakan sebuah motor induksi tiga phasa yang mempunyai daya 200 KW.
Motor induksi tiga phasa yang digunakan pada Electric Fire Pump di PT.PERTAMINA MERANG JAMBI adalah motor induksi rotor sangkar, dimana jenis ini sangat baik digunakan pada motor besar dengan kecepatan konstan, karena konstruksinya yang kuat.
Untuk menjamin kelangsungan kerja motor induksi, perlu juga di perhatikan keamanan motor itu sendiri baik terhadap gangguan internal atau gangguan dari motor itu sendiri maupun gangguan  eksternal  atau  gangguan  dari  luar,  yaitu  berupa  gangguan  beban  lebih,  gangguan hubung singkat dan gangguan tegangan kurang.
Motor  induksi  yang  merupakan  salah  satu  beban  yang  harus  dilayani  oleh  daya  yang terbatas tersebut harus pula dilengkapi dengan sistem pengaman, karena pada operasinya motor induksi tidak terlepas dari gangguan yang mungkin terjadi.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, perlu dicari sistem pengaman/proteksi motor yang baik. Dalam pemilihan sistem pengaman yang baik

## 1. 2. Pembatasan Masalah
Untuk  menjaga  agar  pembahasan  materi  dalam  Penelitian  ini  lebih  terarah  dan maksimal, maka penulis membuat suatu batasan masalah sebagai berikut :
1. Cara kerja Relay Over Current terhadap motor Electric Fire Pump bila terjadi arus lebih, dan  perhitungan  besar  arus  setting  dari  motor  tersebut  agar  kita  dapat  melakukan penyetingan dari relay over current.
2. Analisa  perhitungan  berdasarkan  peralatan  yang  tersedia  di  PT.PERTAMINA  MERANG JAMBI.

## 1. 3. Tujuan Penelitian
Adapun  tujuan  dari  pembahasan  Penelitianini  adalah  agar  dapat  mengenal  dan mengetahui cara kerja Relay Over Current yang digunakan sebagai proteksi motor pompa.
1. 4. Manfaat Penelitian
1. Dapat merawat motor pompa dengan baik.
2. Dapat mengetahui alat-alat pengaman yang dipasang pada motor pompa.
3.      Dapat  mengetahui  prinsip-prinsip  kerja  dari  Relay  Over  Current  bila  terjadi  beban  lebih pada   motor Listrik.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tujuan Proteksi
Tujuan Proteksi yang digunakan pada sistem tenaga listrik adalah :
a. Menghindari atau mengurangi kerusakan akibat gangguan pada alat yang terganggu
b. Memutuskan  atau  memisahkan  daerah  yang  terganggu  secepat  mungkin  sehingga sistem lainnya dapat beroperasi secara normal .,” (4 . Electrical Motor Protection, PT. Patriatek  Bhineka  Pratama  Industrial  Training  and  Plant  Maintenance Sevice).”
2.2. Fungsi  Proteksi
Adapun fungsi dari relay proteksi pada sistem tenaga listrik adalah sebagai berikut :
a. Merasakan,  mengukur  dan  menentukan  bagian  sistem  yang  terganggu  serta memisahkan  secepatnya  sehingga  sistem  lain  yang  tidak  terganggu  dapat  beroperasi secara normal.
b. Mengurangi kerusakan yang lebih parah dari peralatan yang terganggu.
c. Mengurangi  pengaruh  gangguan  terhadap  bagian  sistem  lain  yang  tidak  terganggu  di dalam sistem tersebut serta mencegah meluasnya gangguan.
d. Memperkecil bahaya bagi manusia

## 2.3. Konstruksi Relay
Gambar : a. Relay b. Relay NO c. Relay NC
Gambar : Konstruksi Sebuah Kontaktor

## Gambar : Kontruksi MCB
Gambar : Bagian-bagian MCB (Mini Circuit Breaker)
Gambar : Prinsip Kerja MCB Secara Thermis
Pengaman  thermis  ini  berfungsi  sebagai  pengaman  terhadap  gangguan  beban  lebih, dengan  menggunakan  bimetal  sebagai  pengamannya,  bimetal  ini  terdiri  dari  dua  buah  metal yang  mempunyai  koefisien  muai  panjang  yang  berbeda  yang  ditempel  menjadi  satu.  Apabila panas  melewati bimetal  tersebut  maka  akan  terjadi lengkungan  kearah  metal  dengan  koefisien yang  lebih  besar.  Jadi  jika  terjadi  gangguan  beban “(6.  Zuhal,  Dasar  Tenaga  Listrik,  ITB Bandung, 1991)”
Gambar Konstruksi Motor Induksi Tiga Fasa                Gambar Lempengan Tipis
Gambar Kumparan Stator
Gambar Rotor
Gambar Lempengan tipis penyusun rotor
Gambar Penampang Dalam Rotor
Gambar Konstruksi Penutup
“(5.Enclosur Sumanto, Drs, MA, Motor Listrik Arus Bolak-Balik, Penerbit Andi Offset Jogja)”

## 2.4. Motor Induksi Tiga Phasa Pada Electric Fire Pump

## 1. Rangkaian Pengasutan Motor
Suatu  motor  tiga  phasa  dengan  hubungan  delta  dan  star  memiliki  kelebihan  dan kekurangan  masing-masing  saat  starting.  Untuk  operasional  di  industri  tentunya  motor  yang digunakan diinginkan mengkonsumsi arus starting yang kecil sehingga mendapatkan RPM yang nominal, dengan begitu akan mendapatkan efisiensi daya kerja motor. Rotor induksi tiga phasa harus  dijalankan  dengan  alat  pengasut.  Hal  ini  disebabkan  motor  induksi  tiga  phasa  memiliki gulungan  stator  yang  tahanannya  rendah.  Karena  tahanannya  rendah  motor  akan  mengambil arus  besar  pada  saat  starting.  Untuk  industri  yang  mengoperasikan  beberapa  motor  secara bersamaan, arus starting yang besar dari motor tersebut dapat menyebabkan terjadinya overload disamping  akan  merusak  gulungan  stator  itu  sendiri.  Untuk  itu  pada  saat  menjalankan  motor induksi tiga phasa harus menggunakan alat pengasut. Pada saat kita melakukan start motor tiga phasa star delta maka sebuah motor akan dihubungkan star saat starting kemudian dengan timer pada  mikrokontroler  akan  dialihkan  menjadi  hubungan  delta  sehingga  akan  didapatkan  arus starting yang relatif kecil.
Electric Fire Pump di PT.PERTAMINA MERANG  JAMBI  menggunakan pengasutan motor listrik secara  star delta untuk menghidupkan Elektro Motor 3 phasa dimana sistem starter ini mengurangi lonjakan arus dan torsi pada saat start. Tersusun atas tiga buah kontaktor yaitu Main Contactor, Star Contactor dan Delta Contactor, Timer untuk pengalihan dari Star ke Delta serta sebuah overload relay

## Gambar Star Delta Electric Fire Pump

## 2. Electric Fire Pump Cabinet
Dari gambar dapat dilihat outclosure cabinet control motor fire pump atau tata letak dari peralatan control fire pump. Pada tampilan depan terdapat start dan stop push button, power on light  serta  phase  reversal  light.Bagian  atas  terdapat  display  current  dan  voltage  untuk  control over  load.  Bagian  penggerak  circuit  breaker  dan  isolation  switch  terdapat  disisi  cabinet  yang berupa  handle  serta  emergency  start  handle    yang  digunakan  bila  terjadi  keadaan  darurat. dimensi  dari  cabinet  yang  dipakai  untuk  peralatan  control  dari lectric  Fire  Pump dengan menggunakan skala.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam pembuatan Penelitian ini adalah:
 Metode studi pustaka
Merupakan suatu cara untuk mengumpulkan sumber-sumber bacaan yang berhubungan dengan permasalahan yang di bahas
 Metode observasi
Merupakan tahapan pengujian, pengamatan  dan pengukuran dari alat

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Relay Arus Lebih (OCR)
Relay arus lebih adalah suatu relay yang bekerjanya berdasarkan adanya kenaikan arus yang  melebihi  suatu  nilai  pengaman  tertentu  dan  dalam  jangka  waktu  tertentu,  sehingga  relay ini dapat dipakai sebagai pola pengamanan arus lebih.
Keuntungan dan Fungsi Relay arus lebih
 Sederhana dan murah
 Mudah penyetelannya
 Merupakan relay pengaman utama dan cadangan
 Mengamankan gangguan hubung singkat antar fasa maupun hubung singkat satu fasa ke tanah  dan  dalam  beberapa  hal  dapat  digunakan  sebagai  pengaman  beban  lebih (overload)
 Pengamanan utama pada jaringan distribusi dan sub transmisi radial.

## 2. Prinsip Kerja Relay Arus Lebih (OCR)
Pada  dasarnya  relay  arus  lebih  adalah  suatu  alat  yang  mendeteksi  besaran  arus  yang melalui suatu jaringan dengan bantuan trafo arus. Harga atau besaran yang boleh melewatinya disebut dengan setting.
Di  PT.PERTAMINA  MERANG  JAMBI,  relay  arus  lebih  yang  dipakai  oleh Electric Fire Pump adalah tipe MOM-1200-FP seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

## Gambar : Relay Arus Lebih Tipe MOM-1200-FP
Relay  arus  lebih  yang  dipakai  oleh  electric  fire  pump  adalah  jenis  relay  waktu  seketika (Instantaneous relay) yang bekerja tanpa waktu tunda. Ketika arus yang mengalir melebihi nilai settingnya, relay akan bekerja dalam waktu beberapa mili detik (10  – 20 ms). Dapat kita lihat pada gambar 4.2 dibawah ini .”(1. A.Ismunandar,  S.  Kuwahara  DR,  “  Teknik  Tenaga  Listrik”, Edisi Kedua, Penerbit Pradnya Paramita, 1993)”.

## Gambar  Karakteristik Relay Waktu Seketika
Bila naiknya arus melebihi harga operasi dari relay (setting arus), maka relay akan bekerja yang ditandai dengan alarm yang berbunyi dan TC melepas engkol sehingga PMT membuka

## 3. Perhitungan Arus Setting Pada Motor
Secara matematis nilai arus nominal pada motor dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini :
3 cos  Vx P
In  Jika diketahui :  P = 200 KW = 200000 W V = 380 V Cos φ  = 0.89
Maka, 3 89 . 0 380 200000 x In  780 . 585 200000  In A In 43 . 341

## 
Jadi didapatkan arus nominal pada motor ini adalah 341.43 Ampere. Setelah  kita  mendapatkan  arus  nominalnya,  maka  kita  dapat  menentukan  arus  setting untuk relay over current tersebut, yaitu Dimana :
I s
= Arus Setting
K = Konstanta dari over current relay, besarnya tergantung dari pabrik Pembuatnya. I n = Arus Nominal
Jika : K = 0.84 (didapat dari name plate yang ada di OCR) I n = 341.43 Amp Maka : I s = 0.84 x 341.43 = 286.80 Ampere Tetapi  pada  kenyataannya  bahwa  arus  nominal  yang  diambil  untuk  melakukan perhitungan menentukan arus setting over current relay adalah 348 Ampere sesuai dengan name plate yang ada pada motor Electric Fire Pump. Maka (2. Data Base LPG Plant) I s = 0.84 x 348 = 292.32 Ampere
n s I k I  

## 4. Setting Relay Arus Lebih
Pada waktu pengoperasian motor pompa gangguan yang sering terjadi adalah gangguan arus lebih. Gangguan arus lebih ini akan mengakibatkan membesarnya arus yang mengalir pada belitan motor dan melebihi arus setting yang diijinkan. Oleh karena itu proteksi motor terhadap arus lebih merupakan proteksi yang sangat penting.
Arus  lebih  ini  berhubungan  dengan  arus  yang  diambil/  dipergunakan  oleh  motor  jika arus  yang  diambil  oleh  motor  melebihi  arus  setting  motor  maka  motor  akan  panas.  Bila  arus semakin  bertambah  besar  suhu  kawat  akan  naik  dan  melebihi  pada  suhu  class  kawat  spool sehingga akan terbakar .(3.Electrical Motor Protection)
Maka  dengan  didapatnya  arus  setting  pada  motor,  kita  dapat  melakukan  penyetingan terhadap relay arus lebih ini yaitu sebesar 292.32 Ampere.

## 5. Perbandingan Perbandingan data dilapangan dengan hasil perhitungan
Tabel 4.1 Perbandingan data dilapangan dengan hasil perhitunga n Over Current Relay Hasil Data Dilapangan Hasil Data Perhitungan Arus Nominal (In) 348 Amp 341.43 Amp Arus Setting (Is) 292.32 Amp 286.80 Amp
Dari  data  dilapangan  sesuai  dengan  name  plate  atau  berdasarkan  buku  pegangan  dari karakteristik Electric  Fire  Pump PT.PERTAMINA  MERANG  JAMBI,  bahwa  motor  pompa dengan daya 200 KW, tegangan 380 Volt, dan arus nominal 348 Ampere maka arus settingnya = 292.32 Ampere.
Sedangkan  dari  hasil  perhitungan,  motor  pompa  dengan  daya  200  KW,  tegangan  380 Volt  maka  arus  nominal  motor  =  341.43  Ampere  dan  arus  setting  relaynya  =286.80 Ampere ..”( 4. Mochtar  Wijaya,  S.T.  “  Dasar-Dasar  Mesin  Listrik  ”,  Penerbit  Djambatan, 2001.)’

## 6. Kondisi Ideal Electric Fire Pump
Secara  Ideal arus motor Electric Fire Pump pada saat berjalan harus berada maksimal 80%  dari  arus  nominalnya,  hal  ini  untuk  menjaga  agar  motor  tidak  berkerja  maksimal,  dan mudah  terbakar.  Dari  hasil  pengukuran  dilapangan  arus  motor  pada  saat  berjalan  adalah  255 Ampere. Ini berarti arus motor masih dalam kondisi ideal arena masih berada dibawah 80% dari arus  nominal  pada  name  plate  motor Electric  Fire  Pump .  80%  dari  348  Ampere  =  278.4 Ampere .(2.Data Base LPG Plant.)

## 5. PENUTUP
Dari  pembahasan  sistem  proteksi  motor  tiga  phasa  dengan  menggunakan  relay  arus, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Penggunaan  proteksi  pada  motor  induksi  tiga  phasa  sangatlah  penting,  karena  dapat menghindari  terjadinya  kerusakan  sehingga  dapat  mengurangi  perbaikan  dari  motor induksi tiga phasa.
2. Penyetelan  over  current  relay  harus  berdasarkan  arus  nominal  pompa  200  KW  yaitu sebesar  348  A  (name  plate),  karena  apabila  setting/penyetelannya  tidak  sesuai  dengan name  plate  maka  kerja  motor  tidak  akan  maksimal  dan  waktu  pemutusan  tidak seimbang.
3. Pada  perhitungan,  untuk  menentukan  arus  setting  over  current  relay  dapat  dibuktikan dengan  rumus,  maka  didapatkan  setting  arus  =  292.32  A,  dari  arus  nominal  motor pompa 348 A, sesuai dengan name plate yang ada di motor Electric Fire Pump .
4. Secara  ideal  arus  motor  pada  saat  berjalan  harus  berada  maksimal  80%  dari  arus nominalnya. Dari hasil pengukuran dilapangan arus motor pada saat berjalan adalah 255 A. Ini berarti arus motor masih dalam kondisi ideal karena masih berada dibawah 80% arus nominal. 80% dari 348 A = 278.4 A.
Saran
1. Untuk  penyetingan  Over  current  relay  harus  dilakukan  perhitungan  terhadap  arus nominal  motor  pompa  karena  arus  nominal  pada  pompa  tidak  selalu  ada  tertera  pada name plate.
2. Setiap  motor  pompa  yang  telah  digulung  ulang  perlu  dicantumkan  arus  nominal sehingga memudahkan pada pengoperasiannya.
3. Untuk  kehandalan  alat  proteksi  motor  induksi  tiga  phasa  ini  sebaiknya  penggunaan komponen-komponen  listriknya  harus  dipilih  secara  teliti,  berkualitas  baik  dan mengikuti  standar  IEC  ( International  Electrotechnical  Commission ).SNI (Standart Nasional Indonesia)
Untuk membebani alat proteksi motor induksi tiga phasa ini, sebaiknya kontaktor dan relay arus yang  digunakan  pada  alat  tersebut  disesuaikan  dengan  karakteristik  dari  motor  induksi  tiga phasa yang digunakan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. A .Ismunandar, S. Kuwahara DR, “ Teknik Tenaga Listrik 1993..
2. ”Data Base LPG Plant ”, PT. PERTAMINA MERANG JAMBI 2015
3. Electrical  Motor  Protection , PT. Patriatek Bhineka Pratama Industrial Training and Plant Maintenance Sevice.
4. Mochtar Wijaya, S.T. “ Dasar-Dasar Mesin Listrik ”, Penerbit Djambatan, 2001.
5. Sumanto,  Drs,  MA , Motor  Listrik  Arus  Bolak-Balik,  Penerbit  Andi  Offset Yogyakarta
6. Zuhal  . Dasar  Tenaga Listrik 1991