Rabu, 25 Juni 2014

Mengenal Listrik (Makalah)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Kebutuhan manusia di zaman modern ini semakin meningkat dari tahun ke tahun. Mulai dari kebutuhan pokok hingga kebutuhan bukan pokok. Perusahaan-perusahaan besar mulai berinovasi dan mengembangkan model-model barang mereka agar kebutuhan masyarakat terpenuhi contohnya listrik.
Masyarakat sangat membutuhkan listrik untuk keperluan mereka dan menjadi kebutuhan pokok mereka karena semua alat-alat hanya bisa di jalankan dengan listrik contohnya TV, HP, komputer dan lampu. Untuk menghasilkan listrik di butuhkan pembangkit listrik contohnya  PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap). Selain menghasilkan listrik dari pembangkit listrik ada juga batteri untuk perangkat elektronik yang kecil contohnya radio, HP dan senter.
Listrik memang menjadi kebutuhan pokok masyarakat tetapi kita hanya bisa mengunakan tanpa mengenal cara kerja dan komponen apa saja pendukung listrik. Di sini penulis akan menjelaskan dasar apa itu listrik.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa perbedaan Arus listrik Ac dan Dc ?
2. Bagaimana cara kerja sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Uap ?
3. Kenapa bisa terjadi korselting ?
4. Kenapa kita bisa terkestrum ?




BAB II
2.1 Pembahasan
Perbedaan Arus Listrik AC dan DC
AC adalah kependekan dari Alternating Current yang artinya arus bolak-balik sedangkan DC adalah kependekan dari Direct Current yang artinya arus searah. Kedua istilah itu perlu diketahui dan dipahami sebelum lebih jauh memperdalam pengetahuan di bidang elektronika dan listrik. AC dan DC adalah jenis tegangan atau arus listrik dengan karakteristik, sifat, dan bentuk gelombang yang berbeda, namun satuan dan besaran-besarannya sama yaitu: Volt (V) untuk satuan tegangan, Ampere (A) untuk satuan arus, dan Watt (W) untuk satuan daya.  Jika suatu alat menggunakan sumber tegangan AC, maka arus yang mengalir pada perangkat tersebut adalah arus AC, demikian juga jika suatu alat menggunakan sumber listrik DC, maka arus yang mengalir adalah arus DC. Untuk melihat perbedaan bentuk gelombang antara tegangan AC dan DC dapat digunakan alat ukur Oscilloscope.
Oscilloscope yang dilengkapi dengan tabung sinar katoda berfungsi untuk memproyeksikan sinyal listrik ke layar tabung katoda menjadi bentuk gelombang yang dapat dilihat, diamati, dan dipelajari. Seiring kemajuan teknologi, kini Oscilloscope sudah dalam bentuk perangkat digital dengan fitur yang lebih lengkap dan lebih sempurna. Dengan bantuan oscilloscope, hal-hal berikut ini dapat kita lakukan:
  1. Melihat dan mengamati bentuk gelombang listrik
  2. Mengukur tegangan peak to peak (puncak ke puncak)
  3. Dapat melihat suatu distorsi gelombang listrik
  4. Dapat melihat lebar fulsa, periode, dan waktu dari dua sinyal
  5. Mengukur frekuensi gelombang listrik
Contoh Sumber Tegangan AC

  1. PLN dengan bermacam pembangkit listrik misalnya PLTA dan PLTU. Besarnya tegangan AC dari PLN di Indonesia adalah sekitar 220Volt – 240 Volt dengan frekuensi 60 Hz.
  2. Output Transformator Step Down pada rangkaian power supply
  3. Output dari motor generator.
Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC :
  1. Motor Listrik yang digunakan di industri-industri untuk menggerakan mesin
  2. Motor Listrik pada Mesin Cuci
  3. Televisi
  4. Kulkas (Lemari Pendingin)
  5. Pompa Air
  6. Bor Listrik
  7. UPS (Uninterupable Power Supply)
  8. EPS (Emergency Power Source)
  9. Stabilizer Tegangan
  10. Lampu-lampu Penerangan
  11. Lampu Lalu-lintas
  12. Komputer PC
  13. Layar Monitor
  14. Printer
Contoh Sumber Tegangan DC :
  1. Battery (Accu/Accumulator/Aki) cair yang mengandung asam H2So4
  2. Battery Kering
  3. Solar Cell
  4. Power Supply atau Adaptor (Pengubah Arus Ac ke DC)
Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan DC :
  1. Kamera Digital
  2. Telpon Seluler
  3. Handycam
  4. MP3/ MP4 Player
  5. Lampu Senter
  6. Lampu Emergency
  7. Kalkulator
  8. Remote Control
  9. Mainan Anak
  10. Pointer (untuk presentasi)
  11. Wireless Mouse
  12. Jam Tangan dan Jam Dinding

 

Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap





Seperti kita ketahui bahwa PLTU batu bara merupakan jenis pembangkit terbesar yang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia (PLN) untuk mengatasi kekurangan pasokan listrik dan untuk mengurangi ketergantungan BBM pada PLTD (Diesel). Ini tercermin pada program percepatan listrik nasional tahap pertama dan kedua, walaupun porsinya dikurangi di tahap kedua.
Untuk itu, saya ingin menulis secara singkat sistem kerja PLTU batubara yang saya ketahui dan berdasar pada referensi. Prinsip kerja PLTU batubara secara umum dapat dilihat pada gambar diatas, silahkan klik gambar untuk memperjelas atau memperbesarnya.

Keterangan gambar :
1. Cooling tower
2. Cooling water pump
3. Transimission line 3 phase
4. Transformer 3-phase
5. Generator Listrik 3-phase
6. Low pressure turbine
7. Boiler feed pump
8. Condenser
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Conveyor batubara
15. Penampung batubara
16. Pemecah batubara
17. Tabung Boiler
18. Penampung abu batubara
19. Pemanas
20. Forced draught fan
21. Preheater
22. combustion air intake
23. Economizer
24. Air preheater
25. Precipitator
26. Induced air fan
27. Cerobong
Prinsip kerja PLTU batubara secara singkat adalah sebagai berikut :
1. Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor (14) kemudian dihancurkan dengan the pulverized fuel mill (16) sehingga menjadi tepung batubara.
2. Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas (24) oleh forced draught fan (20) sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu bara).
3. Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara disemprotkan kedalam Boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seperti semburan api.
4. Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding Boiler, air tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung boiler (17) untuk memisahkan uap dari air yang terbawa.
5. Selanjutnya uap dialirkan ke superheater(19) untuk melipatgandakan suhu dan tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang meyebabkan pipa ikut berpijar merah.
6. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi inilah yang menjadi sumber tenaga turbin tekanan tinggi (11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari 3 tingkatan.
7. Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam governor valve (10) secara manual maupun otomatis.
8. Suhu dan tekanan uap yang keluar dari Turbin tekanan tinggi (11) akan sangat berkurang drastis, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler re-heater (21) untuk meningkatkan suhu dan tekanannya kembali.
9. Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang (9), dan keluarannya langsung digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah (6).
10. Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih, sehingga perlu di alirkan ke condensor (8) agar menjadi air untuk dimasak ulang.
11. Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator (12) oleh feed pump (7) untuk dimasak ulang. awalnya dipanaskan di feed heater (13) yang panasnya bersumber dari high pressure set, kemudian ke economiser (23) sebelum di kembalikan ke tabung boiler(17).
12. Sedangkan Air pendingin dari condensor akan di semprotkan kedalam cooling tower (1) , dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower. kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air pendingin ulang.
13. Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3 phase (5), Generator ini kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah ( 20-25 kV).
14. Dengan menggunakan transformer 3 phase (4) , tegangan dinaikkan menjadi tegangan tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase.
15. Sedangkan gas buang dari boiler di isap oleh kipas pengisap(26) agar melewati electrostatic precipitator (25) untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yg sudah disaring akan dibuang melalui cerobong (27)


Seperti kita ketahui bahwa PLTU batu bara merupakan jenis pembangkit terbesar yang dikembangkan oleh pemerintah Indonesia (PLN) untuk mengatasi kekurangan pasokan listrik dan untuk mengurangi ketergantungan BBM pada PLTD (Diesel). Ini tercermin pada program percepatan listrik nasional tahap pertama dan kedua, walaupun porsinya dikurangi di tahap kedua.
Untuk itu, saya ingin menulis secara singkat sistem kerja PLTU batubara yang saya ketahui dan berdasar pada referensi. Prinsip kerja PLTU batubara secara umum dapat dilihat pada gambar diatas, silahkan klik gambar untuk memperjelas atau memperbesarnya.

Keterangan gambar :
1. Cooling tower
2. Cooling water pump
3. Transimission line 3 phase
4. Transformer 3-phase
5. Generator Listrik 3-phase
6. Low pressure turbine
7. Boiler feed pump
8. Condenser
9. Intermediate pressure turbine
10. Steam governor valve
11. High pressure turbine
12. Deaerator
13. Feed heater
14. Conveyor batubara
15. Penampung batubara
16. Pemecah batubara
17. Tabung Boiler
18. Penampung abu batubara
19. Pemanas
20. Forced draught fan
21. Preheater
22. combustion air intake
23. Economizer
24. Air preheater
25. Precipitator
26. Induced air fan
27. Cerobong
Prinsip kerja PLTU batubara secara singkat adalah sebagai berikut :
1. Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor (14) kemudian dihancurkan dengan the pulverized fuel mill (16) sehingga menjadi tepung batubara.
2. Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas (24) oleh forced draught fan (20) sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu bara).
3. Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara disemprotkan kedalam Boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seperti semburan api.
4. Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding Boiler, air tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung boiler (17) untuk memisahkan uap dari air yang terbawa.
5. Selanjutnya uap dialirkan ke superheater(19) untuk melipatgandakan suhu dan tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang meyebabkan pipa ikut berpijar merah.
6. Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi inilah yang menjadi sumber tenaga turbin tekanan tinggi (11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari 3 tingkatan.
7. Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam governor valve (10) secara manual maupun otomatis.
8. Suhu dan tekanan uap yang keluar dari Turbin tekanan tinggi (11) akan sangat berkurang drastis, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler re-heater (21) untuk meningkatkan suhu dan tekanannya kembali.
9. Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang (9), dan keluarannya langsung digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah (6).
10. Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih, sehingga perlu di alirkan ke condensor (8) agar menjadi air untuk dimasak ulang.
11. Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator (12) oleh feed pump (7) untuk dimasak ulang. awalnya dipanaskan di feed heater (13) yang panasnya bersumber dari high pressure set, kemudian ke economiser (23) sebelum di kembalikan ke tabung boiler(17).
12. Sedangkan Air pendingin dari condensor akan di semprotkan kedalam cooling tower (1) , dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower. kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air pendingin ulang.
13. Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3 phase (5), Generator ini kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah ( 20-25 kV).
14. Dengan menggunakan transformer 3 phase (4) , tegangan dinaikkan menjadi tegangan tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase.
15. Sedangkan gas buang dari boiler di isap oleh kipas pengisap(26) agar melewati electrostatic precipitator (25) untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yg sudah disaring akan dibuang melalui cerobong (27)

Terjadi Konsleting

Konsleting terjadi akibat hubungan pendek listrik. Yang dimaksud dengan hubungan pendek adalah arus listrik mengalir melalui suatu perantara yang hampir tanpa hambatan. Sehingga, dengan kecilnya hambatan, arus listrik yang mengalir menjadi sangat besar. Inilah yang menyebabkan konsleting yang dapat menimbulkan kebakaran. Contohnya :

- Kabel terkelupas
- Isolator yg sudah jelek
- Terlalu banyak memasang fitting
- Tidak sesuainya besar kabel dengan konsumsi arusnya
- MCB yg sudah tidak bekerja normal
- Karena kurangnya pengetahuan tentang dasar2 instalasi jaringan listrik.

Untuk menghindari terjadinya hal tersebut biasanya dipasang sekring.
Kita Bisa Kesetrum
Bumi/tanah memiliki energi potensial yang rendah. Sehingga jika kamu berdiri dan kakimu menyentuh bumi kemudian tanganmu memegang kabel yang berarus listrik, maka arus listrik tersebut akan melewati tubuhmu melalui otot atau rambut dan kemudian menuju bumi/tanah.

Dalam hal ini, tubuh manusia berperan sebagai konduktor (penghantar listrik yang baik) karena di dalam tubuh manusia banyak mengandung air. Sedangkan kertas, karet, kayu dan kaca merupakan isolator (penghantar listrik yang buruk). Karena tubuh manusia itu merupakan konduktor yang baik, oleh karena itu kamu harus berhati-hati karena kesetrum itu bisa berbahaya bagi tubuh kita. Bahaya dari kesetrum itu bermacam-macam mulai dari hanya sekedar kaget, kerusakan pada sistem jaringan tubuh hingga menyebabkan kematian. Semua itu tergantung dari besar kecilnya arus yang mengalir di tubuh kita.

Electrical Engineer

Electrical engineer merupakan istilah dari Sarjana Teknik Elektro di dunia kerja. Tidak bisa dipungkiri, sebagai seorang engineer, banyak hal yang harus diketahui oleh seorang electrical engineer, tidak hanya berhubungan dengan kemampuan akademis yang sudah mutlak harus dimiliki, tetapi juga kemampuan untuk “mengkondisikan” situasi. Maksudnya adalah kemampuan untuk meyakinkan orang lain, kemampuan untuk mengontrol pembicaraan di forum formal dan soft skill lainnya
Back to topic, kemampuan akademis yang mutlak harus dimiliki oleh seorang electrical engineer di dunia EPC adalah sebagai berikut:
1. Pemahaman tentang electrical devices/equipment
Peralatan electrical yang saya maksud disini adalah generator, transformer, switchgear, substation, power cable, electrical motor dan relay.
2. Pemahaman tentang electrical system
System 3 phasa adalah hal mutlak yang harus benar-benar dipahami, lengkap dengan semua kondisi, kondisi seimbang (balance), kondisi tidak seimbang (unbalance), kondisi gangguan (fault condition) baik symmetrical maupun assymetrical.
3. Kemampuan design
Untuk kemampuan design ini tidak hanya pemahaman saja, tetapi termasuk perhitungan (calculation) dan setiap design harus mengacu kepada standar-standar yang ada. Standar yang umum dipakai saat ini adalah PUIL (Persyaratan Umum Instalasi Listrik) yang berlaku sebagai standar baku yang dipakai di Indonesia, dikeluarkan oleh PLN. Stadard lainnya adalah standar diakui dalam lingkup International, seperti IEC (International Electrotechnic Comission), IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineer), NEC (National Electrical Code), NEMA (National Electrical Manufacturer Association) and NFPA (National Fire Protection Association). Calculation dan design yang biasanya dikerjakan oleh electrical engineer adalah:
·               Generator capacity design
·               Transformer capacity design
·               Load schedule
·               Cable sizing yang terkait dengan voltage drop
·               Lightning protection design
·               Lighting design
·               Relay coordination
·               Circuit breaker calculation
·               Short circuit calculation
4. Kemampuan membaca Single Line Diagram (SLD)
Interprestasi dari design yang telah dilakukan adalah single line diagram, pada single line diagram ini akan terlihat hubungan dari semua peralatan yang ada pada system dan peralatan apa saja yang ada pada system. Single line diagram adalah gambaran system yang telah kita rancang dalam bentuk satu garis yang sebenarnya adalah perwakilan dari system 3 phasa. Dalam single line diagram ini, semua peralatan yang ada pada system ditampilkan dalam bentuk electrical symbol. Sekali lagi saya tekankan, dalam penulisan symbol ini sudah ada aturannya. Jadi sudah ada symbol baku untuk semua peralatan yang akan kita tampilkan dalam single line diagram ini.
5. Kemapuan pengunaan software
Pada zaman digital ini, kemampuan software tidak hanya harus dikuasai oleh engineer-engineer yang bekerja dibidang IT. Software adalah tools yang biasa digunakan untuk mempermudah pekerjaan, jadi sudah pasti untuk engineer-engineer (electrical engineer, mechanical engineer, piping engineer, process engineer, instrument engineer and civil engineer) kemampuan menggunakan software ini akan sangat menjadi nilai lebih. Untuk electrical engineer sendiri, kemampuan software yang harus dikuasai adalah ETAP, AutoCad dan Excel.  Berikut ini sedikit jabaran mengenai masing-masing software tersebut:
·            ETAP
Semua electrical pasti sudah kenal dengan software yang satu ini. Ya, Etap sering digunakan untuk memodelkan system yang sudah kita rancang dan setelah dimodelkan, bisa dilakukan input data untuk masing-masing rating pada peralatan yang ada pada system. Setelah semua rating dimasukkan, bisa dilakukan simulasi. Minimal, untuk junior electrical engineer harus bisa melakukan simulasi load flow dan short circuit analyze.
·            AutoCad
AutoCad adalah software yang biasa digunakan untuk drawing, electrical engineer juga harus bisa menggunakan software ini untuk men-design single line diagram dari system yang dirancangnya.
·            MS Excel
Untuk yang bertanya kenapa MS Excel juga diperlukan oleh electrical engineer, berikut ini pemaparannya. Sebagai electrical engineer, pasti tidak akan jauh dari yang namanya “calculation”. Untuk perhitungan dengan data yang masih sedikit, mungkin bisa dilakukan secara manual, tetapi untuk perhitungan dengan data yang bisa mencapai ratusan atau bahkan ribuan (Cable schedule, Load List dan Lighting), kita harus menggunakan software untuk hal ini. Disini lah MS Excel digunakan.

 

BAB III
Kesimpulan dan Saran
Listrik memang menjadi kebutuhan pokok seluruh negeri, pasalnya semua alat harus menggunkan listrik untuk pengoprasiannya. Tetapi, selain pengoprasianya kita juga mengerti dasar cara kerja listrik dan komponennya.
Listrik memiliki 2 jenis yaitu listrik AC dan DC. Listrik AC biasanya listrik dirumah kita dan peralatan di rumah kita seperti TV, mesin cuci, dan Lampu. Sedangkan listrik DC biasanya dalam peralatan listrik yang kecil seperti radio, hp dan Remote Control.
Sumber listrik yang berasal dari PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) berkerja dengan memanaskan air. Untuk memanaskan air di perlukan bahan bakar yang berupa batubara. Air akan menjadi uap bertekanan tinggi dan sangup memutar turbin sehingga dapat menghasilkan listrik.
Konsleting terjadi akibat hubungan pendek listrik. Arus listrik mengalir melalui suatu perantara yang hampir tanpa hambatan. Sehingga, dengan kecilnya hambatan, arus listrik yang mengalir menjadi sangat besar. Inilah yang menyebabkan konsleting yang dapat menimbulkan kebakaran.
Bumi/tanah memiliki energi potensial yang rendah. Sehingga jika kamu berdiri dan kakimu menyentuh bumi kemudian tanganmu memegang kabel yang berarus listrik, maka arus listrik tersebut akan melewati tubuhmu melalui otot atau rambut dan kemudian menuju bumi/tanah.
Electrical engineer merupakan istilah dari Sarjana Teknik Elektro di dunia kerja. Agar menjadi Electrical engineer di perlukan kemampuan akademis yaitu
1. Pemahaman tentang electrical devices/equipment
2. Pemahaman tentang electrical system
3. Kemampuan design
4. Kemampuan membaca Single Line Diagram (SLD) dan,
5. Kemapuan pengunaan software
SARAN
-Gunakan listrik seperlunya agar PLN dapat menghemat bahan bakarnya
-Matikan peralatan listrik bila tidak perlu
-Jangan pernah sesekali  menyentuh kawat listrik yang sedang dicolok
-Jika ingin memperbaiki komponen listrik gunakan sandal agar tidak kestrum
-Jika ingin menjadi Electrical engineer belajarlah sungguh-sungguh.


Daftar Pustaka
http://teknologi-it-bisnisonline.blogspot.com/2011/05/cara-kerja-pembangkit-listrik-tenaga.html
http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/kamu-harus-tahu/157-mengapa-kita-bisa-kesetrum
https://hurricane193.wordpress.com/tag/pekerjaan-electrical-engineer/
http://curhatsimaster.blogspot.com/2011/12/mengapa-terjadi-konsleting.html