## ANALISA MOTOR INDUKSI TIGA PHASA PADA PENGGERAK BELT CONVEYOUR 22 BANKO BARAT PT. BUKIT ASAM, TBK
Daeny Septi Yansuri 1* , Subianto 2 , Choirul Rizal 3 , Edy Suherman 4 , Efri Ramadhon 5
1* daenyyansuri@gmail.com
Dosen Tetap Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang 1,2,3,4
Mahasiswa Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang 5

## ABSTRAK
PT.  Bukit  Asam.  Tbk  bergerak  di  bidang  eksploirasi  batubara,  dalam  penyaluran  batubara tersebut, perusahaan ini menggunakan Belt Conveyour di setiap unit penyaluran nya. Belt Conveyour tersebut  digerakkan  dengan  menggunakan  motor-motor  induksi  tiga  phasa.  dimana  motor  yang digunakan memakai penggerak mulanya adalah motor induksi. Adapun motor induksi tiga phasa yang dipakai  untuk  menggerakkan  Belt  Conveyour  22  di  area  Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  adalah motor induksi tiga phasa 110 kW. Pada operasi motor induksi, ada kalanya motor tersebut mengalami gangguan  yang  disebabkan  oleh  panas  lebih,  arus  lebih,  dan  beban  lebih.  Sehingga  jika  dibiarkan dapat mengakibat  kan  kerusakan  yang  fatal  pada motor  tersebut.  Untuk  mempelajari  sistem  proteksi dan menentukan setelan rele yang baik untuk motor induksi tiga fasa 110 kW di PT. Bukit Asam, Tbk yang  digunakan  sebagai  penggerak Belt  Conveyour  22 di  area  penambangan  Banko  Barat.  Metode penelitian  yang  dilakukan  melalui  metode  literature,dengan  cara  mengumpulkan  sumber-sumber berupa referensi pada buku-buku yang berkaitan dengan masalah yang diangkat dalam penelitian ini, metode  wawancara,  mengumpulkan  data  yang  dilakukan  dengan  tanya  jawab  langsung,  dengan  cara mengajukan  pertanyaan  secara  lisan  mengenai  objek  yang  akan  dibahas,  terakhir  dengan  metode observasi,  pengumpulan  data  yang  dilakukan  dengan  melakukan  kunjungan  pada  perusahaan,  yaitu Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  sehingga  dapat  mengetahui  situasi  dan  kondisi  yang  sebenarnya. Setelah dilakukan analisa dan perhitungan terhadap hasil penelitian tersebut, maka diperoleh hasil nya, yaitu  Besarnya  arus  gangguan  pada  motor  penggerak Belt  Conveyour  22 di  Banko  Barat  PT.  Bukit Asam,  Tbk  adalah  sebesar 457,895  Ampere.  Setting  rele yang dilakukan  pada motor  penggerak Belt Conveyor  22 di  Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  adalah  untuk  sekring  sebesar  413,138  Ampere, Saklar  Penghubung  sebesar  215,959  Ampere,  Kontak  Magnet  sebesar  244,127  Ampere.  Sedangkan Rele Arus Lebih nya adalah sebesar 234,738 Ampere.
Kata Kunci : Belt Conveyour, Rele Arus Lebih, Sekring, Saklar Penghubung, Kontak Magnet.

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Motor  induksi  3  fasa  merupakan  komponen  yang  penting  dari  berbagai  industri  dan  telah banyak  digunakan  di  mesin-mesin  industri  sebagai  penggerak  mekanik.  Hal  ini  dikarenakan  motor induksi  3  fasa  memiliki  kelebihan  dari  segi  teknis  dan  segi  ekonomis.  Konstruksi  sangat  kuat  dan sederhana  terutama  bila  motor  dengan  rotor  sangkar.  Harganya  relatif  murah  dan  kehandalannya tinggi. Efisiensi relatif tinggi pada keadaan normal, tidak ada sikat sehingga rugi gesekan kecil. Serta biaya pemeliharaan yang rendah karena pemeliharaan motor hampir tidak diperlukan.
PT.  Bukit  Asam.  Tbk  bergerak  di  bidang  eksploirasi  batubara,  dalam  penyaluran  batubara tersebut, perusahaan ini menggunakan Belt Conveyour di setiap unit penyaluran nya. Belt Conveyour tersebut  digerakkan  dengan  menggunakan  motor-motor  induksi  tiga  phasa.  dimana  motor  yang
digunakan memakai penggerak mulanya adalah motor induksi. Adapun motor induksi tiga phasa yang dipakai  untuk  menggerakkan Belt  Conveyour 22  di  area  Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  adalah motor induksi tiga phasa 110 kW. Pada operasi motor induksi, ada kalanya motor tersebut mengalami gangguan  yang  disebabkan  oleh  panas  lebih,  arus  lebih,  dan  beban  lebih.  Sehingga  jika  dibiarkan dapat mengakibat kan kerusakan yang fatal pada motor tersebut.
Maka  dari  itu  dilakukan  penelitian  terhadap  motor  yang  digunakan  khusus  nya  pada  area Banko  Barat  yang  menggerakkan Belt  Conveyour 22,  apakah  kinerja  motor  tersebut  masih  dapat dioperasikan dengan baik?.

## 1.2. Tujuan Penelitian
Untuk  mempelajari  sistem  proteksi  dan  menentukan  setelan  rele  yang  baik  untuk  motor induksi tiga fasa 110 kW di PT. Bukit Asam, Tbk yang digunakan sebagai penggerak Belt Conveyour 22 di area penambangan Banko Barat.

## 1.3. Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian  yang  dilakukan  pada  area  penambangan  Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  pada motor penggerak Belt Conveyour 22 ini di titik berat kan pada sistem proteksi motor induksi tiga fasa 110 kW serta menentukan rele proteksi beban lebih dan panas lebih.

## 2. METODE PENELITIAN
Data  penelitian  diperoleh  dengan  melakukan  observasi  ke  lapangan,  dan  dengan  melakukan wawancara  bersama  operator  dan  juga  mekanik  tempat  motor  tersebut  berada  yaitu  di  area penambangan Banko Barat.

## Definisi Belt Conveyor
Belt  conveyor  atau  konveyor  sabuk  adalah  pesawat  pengangkut  yang  digunakan  untuk memindahkan  muatan  dalam  bentuk  satuan  atau  tumpahan,  dengan  arah  horizontal  atau  membentuk sudut dakian/inklinasi dari suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain dalam suatu line proses  produksi,  yang  menggunakan  sabuk  sebagai  penghantar  muatannya.  Muatan  yang  dapat diangkut bermacam-macam meliputi unit beban dan material curah. Jenis material muatan ini sangat berpengaruh terhadap spesifikasi konveyor yang mengangkutnya (Zamrudin Nasher, 2014:1).

## Gangguan pada motor induksi
a. Gangguan beban lebih
b. Gangguan Hubungan Singkat
Arus hubungan singkat pada motor adalah :
𝐼 ℎ𝑠 = 𝐸 𝑟 𝑋
dimana I hs = arus hubung singkat E r = tegangan induksi X  = reaktansi
c. Gangguan Mekanik

## 3. ANALISA DAN PEMBAHASAN
Motor  yang  digunakan  untuk  menggerakkan Belt  Conveyour 22  di  Banko  Barat  PT.  Bukit Asam, Tbk mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
Data Teknis Motor : Merk Motor :   SIEMENS Massa :   740 KG Arus Motor :   205 A
Tegangan Sumber (V) :   380 V Daya Masuk (P) :   110 KW Kecepatan Medan Putar Rotor (N r ) :   1490 rpm Cos π :   0,89

## Menentukan Arus Asut Pada Motor
Dalam menentukan  arus  start  pada motor,  harus  diketahui terlebih  dahulu sistem  pengasutan apa  yang  dipakai  motor.  Dari  data  dapat  dilihat  bahwa  daya  motor  sebesar  110  kW.  Motor  induksi menggunakan sistem pengoperasian langsung untuk menggerakkan motor.
Pada sistem pengoperasian langsung diasut dengan mempergunakan tegangan kerja motor yaitu sebesar 380 V, pengoperasian langsung membutuhkan arus asut (Is) 5 sampai dengan 7 kali lipat dari arus nominal motor (In). dari persamaan berikut dapat ditentukan arus asutnya.
𝐼 𝑛 = 𝑃 √3 .  𝑉  cos  𝜑 = (110)(1000)
√3  .  (380) .  (0,89)
= 110000
585,7624 =   187,789   =  187,79  𝐴
Sedangkan untuk harga I s adalah sebagai berikut : 𝐼 𝑠 =   7 𝑥 ( 𝐼 𝑛 )   =   7  𝑥  (187,79) =   1314,53  𝐴 Jadi arus asut yang dibutuhkan sebesar 1314,53 Ampere.

## Menentukan Transformator Arus  (CT)

## Besarnya Arus :
Di  dalam  menentukan  trafo  arus  (CT)  yang  digunakan  maka,  terlebih  dahulu  ditinjau  arus beban penuh motor tersebut. Arus beban penuh motor adalah 187,79 Ampere, untuk itu diambil nilai (angka) yang terdekat menurut standar pabrik pembuatannya yaitu sebesar 1000 A untuk primer trafo arus  dan  sisi  sekunder  trafo  arus  menurut  standar  5  A  tujuan  diambilkan  harga  1000/5  A  adalah menghindari  penunjukan  skala  tinggi  pada  saat  motor  mengalami  asut,  yaitu  5  sampai  7  kali  arus beban penuh motor, yaitu sebesar 1314,53 Ampere.

## Menentukan Rele Beban Lebih
Hasil perhitungan diatas dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 1. Pengaturan rele beban lebih
Pengaturan rele yang di setel (%) 90 % 110 % 125 % 169,011  Ampere 206,569 Ampere 234,738 Ampere
Dengan  demikian  arus  beban  lebih  tidak  boleh  mempunyai  kemampuan  hantar  arus  kurang dari 125 % arus beban lebih (PUIL 2000).

## Menentukan Besarnya Arus Hubung Singkat
Dari data dapat dihitung besarnya arus hubung singkat pada motor, I 0 = 187,79 Ampere, maka diperoleh harga impedansi urutan nol (Z 0 ) dengan persamaan berikut :
𝑍 0 = 𝑉 0 𝐼 0 = 380 187,79 = 2,0235  = 2,024  𝑂ℎ𝑚
Dengan demikian besar R 0 dapat dihitung dengan mengetahui harga daya beban nol (P 0 ) yaitu sebesar 110 kW = 110.000 Watt, maka persamaan yang dipakai adalah sebagai berikut :
𝑅 0 = 𝑃 0 (𝐼 0 ) 2 = 110000 (187,79) 2 = 110000 35265,0841 =  3,119  𝑂ℎ𝑚
Maka besarnya reaktansi juga dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :
52 M 86 50 51 380 V, 3 Phasa, 50 Hz CT 1000/5
𝑋 = 𝑅 0 .  𝑍 0 𝑅 0 −   𝑍 0 = (3,119) . (2,024) 3,119  −   2,024 = 6,312856 1,095 =   5,765  𝑂ℎ𝑚
Sehingga, arus hubung singkat pada motor adalah :
𝐼 𝐻𝑆 = 𝐸 𝑟 𝑋 = 1 ∠ 0 5,765 = 0,1735 = 0,174  𝑝𝑢
Kemudian untuk I dasar rangkaian :
𝐼 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 = 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 𝑘𝑉𝐴 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟, 𝑘𝑉 𝐼 𝑑𝑎𝑠𝑎𝑟 𝑟𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑖𝑎𝑛 = 1000 0,38 𝑘𝑉 =   2631,58  𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Maka arus hubung singkat dapat diperoleh :
𝐼 𝐻𝑆 = 2631,58  𝑥 0,174  =  457,89492 = 457,895 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒 Jadi besarnya arus hubung singkat pada motor sebesar 457,895 Ampere. Menurut  ANSI.C.  37  .  13  –  1973  agar  pemutus  daya  dapat  menahan  akibat  arus  hubungan  singkat pada  motor  dan  cukup  aman,  dikalikan  dengan  faktor  multiplikasi  yaitu  sebesar  1,6.  Jadi  harga  arus hubung  singkat  besarnya  pemutus  daya  adalah  sebagai  berikut  : 457,895  𝑥  1,6  = 732,632  𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒

## Menentukan Rele Arus Lebih
Bila  dalam  suatu  sistem  tenaga  listrik  mengalami  suatu  gangguan  hubung  singkat  eksternal, maka  sistem  akan  mengalami  gangguan  sehingga  sistem  berkerja  dalam  keadaan  tidak  normal,  dan keadaan  ini  harus  segera  diatasi  secepat  mungkin  agar  peralatan  yang  ada  pada  sistem  ini  tidak mengalami  gangguan.  Arus  yang  disebabkan  oleh  hubung  singkat  ini  sangat  besar  oleh  sebab  itu diperlukan  suatu  proteksi  yang  handal,  dimana  dalam  hal  ini  adalah  rele  arus  lebih  yang  berfungsi mendeteksi  gangguan  yang  kemudian  memerintahkan  pemutus  daya  untuk  membuka  sehingga  tidak mengganggu kerja sistem secara keseluruhan dan peralatan dapat terhindar dari kerusakan.

## Gambar 1. Rangkaian rele arus lebih
Rele arus lebih ada yang berkerja seketika ( instanteneous ) ada juga yang berkerja dengan waktu tunda ( time  delay ).  Deteksi  arus  lebih  ini  didapat  dari  transformator  arus,  dengan  daerah  kerja  rele  dapat diatur  dengan  mengubah  setelan  tapnya.  Arus  asut  7  kali  arus  beban  penuh  selama  10  detik,  maka setelan rele arus diatas waktu asut sehingga dalam proses pengasutan rele tidak bekerja. Data motor adalah :
• Kapasitas Motor :    110  kW
• (t) Asut Motor
:    10 detik
52 380 V, 3 Phasa, 50 Hz 86 46 M CT 1000/5 • (I) Asut Motor :    1314,53 Ampere
• Tegangan Motor :    380  V
• Rasio Trafo Arus
:    1000/5
𝑃𝑙𝑢𝑔 𝑆𝑒𝑡𝑡𝑖𝑛𝑔 𝑀𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑒𝑟 (𝑃𝑆𝑀) = 𝐼 𝑆𝑡 𝑥   1 𝐶𝑇 ⁄
𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Dapat ditentukan waktu kerja rele diatas waktu start motor. Ampere tap yang diambil adalah 10, maka:
𝑃𝑆𝑀 = 1314,53  𝑥   5 1000 ⁄ 10 =  0,657265  ≈  0,66  𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Untuk penyetelan arus lebih seketika pada CT 1000/5 arus hubung singkat motor yang diambil adalah 457,895/3 = 152,63 Ampere (arus hubung singkat terendah). Kehandalan pengaman adalah tergantung setelan  yang  sangat  teliti  dan  pemilihan  arus  hubung  singkat  yang  diperhitungkan.  Di  dalam  unit seketika ( instantaneous) besar I 2 (arus rele) dapat di setel melalui pengaturan jangkar magnet koil. Maksimum I 2 yang diambil adalah 1000/5 = 200 Ampere I 1 (arus pada saluran) = 200/5 x 1000 = 40000 ampere Jadi sebelum arus hubung singkat awal mencapai harga puncak yaitu 152,63 Ampere, rele arus lebih seketika sudah bekerja membuka pemutus daya.

## Menentukan  Rele Rangkaian Negatif

## Gambar 2. Rele rangkaian negatif
Ketika  seimbang  pendistribusian  beban  pada  masing-masing  fasa  atau  karena  terputusnya  salah  satu fasa  akan  menyebabkan  arus  dalam  stator  tidak  seimbang  dan  menyebabkan  arus  rangkaian  negatif, berakibat  pada  rusaknya  struktur  bagian  rotor  terutama  pada  motor-motor  berkapasitas  besar,  oleh sebab  itu  diperlukan  pengaman  yang  dapat  mencegah  hal  tersebut  terjadi,  maka  dipasang  rele rangkaian negatif yang akan bekerja apabila terjadi ketika seimbangan arus pada stator. Rumus yang menyatakan arus urutan negatif pada saat terjadinya gangguan adalah :
(𝐼 2 ) 2 𝑥  𝑡  =  𝑘 dimana : I 2 =   Arus rangkaian negatif t    =   Lamanya kondisi tidak seimbang (detik) k   =   Kemampuan rotor terhadap panas yang timbul oleh arus rangkaian negatif.
Karena  suatu  mesin  telah  mempunyai  batas  suhu  yang  dinyatakan  oleh  nilai  (I 2 ) 2 t  =  k,  maka diperlukan suatu rele pengaman yang dapat mendeteksi dan membatasi agar mesin tidak berkerja pada kondisi  dimana  (I 2 ) 2 t  >  k,  sedangkan  nilai  k  tertentu  pada  setiap  motor.  Untuk  mendapatkan karakteristik  (I 2 ) 2 t  =  k  motor,  maka  besaran  arus  rangkaian  negatif    dinyatakan  dalam  per  unit  (pu) terhadap rating arus motor.
• Penyetelan rele rangkaian negatif
Sebagai pengaman terhadap gangguan arus rangkaian negatif pada motor adalah harga k adalah 30 dan arus operasi 0,5 sampai 5 Ampere.
Data motor adalah :
• Kapasitas Motor  :  110000 Watt
• Tegangan Motor :  380 kV
• Rasio Trafo Arus :  1000/5
Arus beban penuh pada motor adalah :
𝐼  = 110000 √3 𝑥 380 𝑥 0,89 = 110000 1,732 𝑥 338,2 = 110000 585,7624 = 187,79  𝐴
Arus sekunder pada trafo arus :
=   187,79 𝑥 5 1000 =   0,94  𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Tap arus operasi rele adalah : 0,5.1.1,5. 2. 2,5. 3. 3,5. 4. 4,5 . 5  Ampere. Dan rele disetel pada tap arus yang mendekati nilai arus sekunder yaitu pada tap 1 ampere, adalah :
1
0,94 𝑥 100 %  = 106,4 %  = 106 %
Dari pernyataan  (I 2 ) 2 t  =  k  dari  harga  k motor  30, maka lamanya  waktu  yang  diizinkan  untuk motor terhadap arus urutan negatif adalah sebesar :
(𝐼 2 ) 2 𝑥  𝑡  = 𝑘 (1,06) 2 𝑥 𝑡  = 30 (1,1236) 𝑥 𝑡 = 30
𝑡 = 30

## 1,1236 = 26,69989 = 27 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Supaya motor aman dari arus rangkaian negatif maka sebaiknya motor di setel waktunya kurang dari 27 detik.( PUIL 2000)

## Menentukan Besarnya Sekring
Rele daya sambungan yang tersedia buatan General Electric dalam kita menentukan sekring, sakelar penghubung dan besaran kontak magnit diambil dari standar Amerika yaitu Nec – 110 – 1981.
a. Besarnya  sekring  adalah  antara  175  %  -  225  %  dikalikan  dengan  arus  beban  penuh.  Untuk sekring yang menggunakan tanda waktu sama dengan standar PUIL 530 – 22, kita pilih dengan standar 220 % dikali arus beban penuh.
220
100 𝑥 187,79  =  413,138  𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Jadi untuk standar general electric sekring dalam skala 413,138 Ampere.
Bila sakelar penghubung besarnya adalah 115 % dari arus beban penuh secara terus menerus :
115 100 𝑥 187,79 =  215,9585 = 215,959  𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Jadi  sakelar  penghubung  yang  dipakai  harus  mempunyai  besaran  arus  secara  terus  menerus sebesar 215,959 Ampere.
b. Untuk menentukan besarnya kontak magnit motor menurut standar Nec – 130 -110 -1981, yaitu sebesar 130 % dari arus beban penuh motor.
130
100 𝑥  187,79 = 244,127 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒
Jadi kontak magnit yang dipilih adalah yang tahan terhadap arus sebesar 244,127 Ampere secara terus menerus.
Dari perhitungan yang telah dilakukan diperoleh hasil yang dituangkan dalam tabel berikut :
Tabel  2.  Hasil  perhitungan  setelan  rele  pada  motor  penggerak Belt  Conveyour  22 Banko  Barat  PT. Bukit Asam, Tbk.
Jenis Peralatan Hasil Perhitungan (Ampere) Sekring 413,138 Saklar Penghubung 215,959 Kontak Magnet 244,127 Rele Arus Lebih 234,738

## 4. PENUTUP
Besarnya arus gangguan pada motor penggerak Belt Conveyour 22 di Banko Barat PT. Bukit Asam,  Tbk  adalah  sebesar  457,895  Ampere.  Setting  rele  yang  dilakukan  pada  motor  penggerak  belt Conveyor  22  di  Banko  Barat  PT.  Bukit  Asam,  Tbk  adalah  untuk  sekring  sebesar  413,138  Ampere, Saklar  Penghubung  sebesar  215,959  Ampere,  Kontak  Magnet  sebesar  244,127  Ampere.  Sedangkan Rele Arus Lebih nya adalah sebesar 234,738 Ampere.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Langsdorf,  S.  Alexander, “Theory  Of  Alternating  Current  Machinery” ,  Tata  McGraw-Hill Publishing Company, Ltd. New York, 1974.
[2]. Pertamina, “ Dasar-dasar Sistem Kelistrikan Kilang”, Bimbingan Fresh Intake Operator, PT. Surya Esa Perkasa , 2007
[3]. Sobri  Asrie, “Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Fasa  180 KW Sebagai Penggerak Pompa Distribusi  (CP  VI)  Di  PDAM  Tirta  Musi” ,  jurusan  Teknik  Elektro  Universitas  Palembang, 2001.
[4]. Surya Febriyanto., “ Sistem Proteksi Motor Induksi Tiga Fasa 30 Kw Sebagai Penggerak Lpg Loading  Pump” ,  Skripsi,  Program  Studi  Teknik  Elektro  Fakultas  Teknik  Universitas Palembang, 2021.
[5]. Zuhal., “Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya” , PT . Gramedia. Jakarta 1992.
[6]. --------, “Operasi Pemeliharaan Mekanikal-Elektrikal”, PDAM  Tirta  Musi  Palembang,  April 2003.
[7]. ---------, “Komponen dan Sistem Proteksi Tenaga Listrik”, Departemen Pendidikan Nasional, 2003.