Buku Sistem UPS Sebagai Sumber Daya Listrik Cadangan

          Sistem Uninterruptible Power Supply (UPS) merupakan sumber daya listrik alternatif atau cadangan terhadap penyedia sumber listrik utama (PLN). UPS juga memberikan perlindungan beban terhadap perubahan frekuensi sumber listrik utama, penghapusan noise power line dan transien tegangan, pengaturan tegangan, dan tidak akan penah terputusnya sumber daya listrik untuk beban penting selama terputusnya sumber daya listrik utama. Sebuah UPS dapat dianggap sebagai sumber daya listrik siaga atau daya listrik darurat yang tergantung pada sifat beban penting. Jumlah daya yang diberikan UPS juga tergantung pada kebutuhan-kebutuhan tertentu, seperti penerangan darurat untuk evakuasi, penerangan darurat untuk keamanan, shut down operasi mesin atau komputer, terus mendukung berlangsungnya operasi atau peralatan penting medis, dan sebagainya. Pada dasarnya konfigurasi UPS terdiri dari dua macam yaitu UPS statis dan UPS rotary.

1. UPS STATIS

          Sebuah UPS statis adalah UPS sistem solid-state yang hanya mengandalkan daya baterai sebagai sumber daya darurat. Sebuah UPS statis terdiri dari penyearah, inverter dan perangkat penyimpanan energi, yaitu satu atau lebih baterai. Inverter di UPS statis juga mencakup komponen untuk pengkondisian daya listrik. Sistem UPS statis modern dibangun dengan kapasitas daya mulai dari 250 VA hingga 1 MVA atau lebih. Gambar 1 di bawah ini menunjukan blok diagram sistem UPS statis sederhana dan gambar 2 menujukkan digram single line konfigurasi sistem UPS statis dengan satu sumber daya.

Gambar 1. Diagram blok sistem UPS Statis sederhana

Gambar 2. Diagram single line sistem UPS Statis dengan 1 sumber daya

2.  UPS ROTARY

          Sebuah UPS rotary adalah sistem UPS yang menggunakan motor-generator (MG) set dalam desainnya. Gambar 3 mengilustrasikan blok diagram UPS rotary sederhana. Tidak seperti unit UPS statis, bagian dasar untuk unit UPS rotary kemungkianan dibuat berbeda oleh setiap produsen. Unit UPS rotary terutama dirancang untuk kapasitas daya besar sekitar 125 KVA ke atas. Beberapa keunggulan UPS rotary dibanding UPS statis adalah dapat memberikan efisiensi yang lebih tinggi, kemampuan bebas dari kegagalan lebih baik, kemampuan memasok arus yang mengalir  ke beban cukup tinggi, dan dapat menutup distorsi harmonik yang dihasilkan oleh beban non linear dalam jaringan listrik. Sedangkan kelemahannya antara lain adalah bearing UPS rotary harus diganti secara berkala, unit UPS rotary menghasilkan lebih banyak panas yang disebabkan oleh adanya MG-set (Motor Generator Set), dan harganya relatif lebih mahal. Pada sistem UPS rotary selain adanya motor dan generator set diperlukan juga komponen pendukung lainnya seperti penguat (exciter), roda gila (flywheel), kopling induksi, baterai kinetik dan panel kontrol.

Gambar 3. Diagram blok sistem UPS Rotary sederhana

          Uraian di atas merupakan pembahasan pendahuluan dari buku yang berjudul "Sistem Uninterruptible Power Supply (UPS) Sebagai Sumber Daya Listrik Cadangan" ini. Untuk lebih jelasnya tentang isi materi lengkap buku, di bawah ini penulis sajikan daftar isi dari buku tersebut.

DAFTAR ISI BUKU

Kata Pengantar ……………………………………...…………………………………    i

Daftar Isi  ……………………………………………..………………………………    ii

BAB I.   PENDAHULUAN

A.    UPS Statis …………………………...…………………..……......………  1

B.     UPS Rotary ………………………………………...…….......…………… 3

BAB II. PRINSIP DAN KONFIGURASI SISTEM UPS STATIS

A.    Operasi Normal ………………………………………….…………..……  4

B.     Mode Bypass

1.      Switch Statis ……………………………………..………………...…. 5

2.      Switch Statis dengan Circuit Breaker  ……………….…………..…… 8

3.      Circuit Breaker Bypass Perawatan ………………..………………...… 9 

C.     Mode Tes …………..……………………………………………………. 10

D.    Karakteristik dan Keterbatasan ………………………………………….. 11

E.     Sistem UPS Statis Tanpa Baterai Khusus ……………………………….. 12

F.      Prinsip Penyearah (Rectifier)

1.      Karakteristik Semikonduktor Daya ……………………….…………. 12

2.      Karakteristik SCR …………………………………………………… 13

3.      Karateristik Transistor Bipolar ……………………………………… 14

4.      Karateristik FET………………………………………………..…….. 14

5.      Karakteristik IGBT ……………………………………..…………… 15 

G.    Penyearahan (Rectification)

1.      Rectifier 1 Fase Tak Terkontrol ………………………….………….. 15

2.      Rectifier 3 Fase Tak Terkontrol …………….……………………….. 18

3.      Rectifier Terkontrol …………………………………………………. 21

H.    Pembalikan (Inversi)

1.      Prinsip Inverter ………………………………………………….…… 24

2.      Kontrol Tegangan Inverter

a.       Kontrol Lebar Pulsa …………………………………………...… 26

b.       Pulse Wave Modulation (PWM)………………………………… 28

c.       Transformator Ferroresonan…………………………………...… 30

3.      Inverter 3 Fase ………………………………………………….……. 31

I.       Switch Transfer Statis

1.      Desain …………………………………………………….…………. 33

2.      Switch Transfer Statis dengan Rating Waktu Singkat……….………. 34

J.       Baterai

1.      Baterai Lead-Acid ……………………………………………...……. 35

2.      Baterai Nikel Cadmium (Ni-Cad)……………………………………. 38

3.      Baterai Lead-Acid VS Ni-Cad ………………………………………. 39

K.    Pengisian Baterai …………………………………………………...…… 39

L.     Ketahanan Baterai …………………………………..…………………… 40

1.      Tegangan Penyadapan ………………………………………………. 41

2.      Efek Cycling ………………………………………………………… 41

3.      Pertimbangan Pengisian/Pengosongan ……………………………… 42

4.      Arus Riak (Ripple)…………………………………………………… 44

5.      Efek Memori ………………………………………………………… 45 

M.   Pengaruh Beban Pada Sistem UPS Statis ………………….……………. 46

N.    Pengaruh SistemUPS Pada Sistem Power Suplai …………….…………. 46

1.      Besaran Efek Harmonik……………………………………………… 47

2.      Masalah Harmonik…………………………………………………… 47

3.      Perilaku Harmonik Netral …………………………………………… 48

4.      Harmonik dan Rating Peralatan ……………………….…………….. 49

5.      Faktor Penurunan Daya ………………………..……………………. 49

6.      Perubahan Nilai Puncak ……………………………..………………. 49

7.      Pengaruh Induktif dan Kapasitif …………………………………….. 50

8.      Teknik Perbaikan Harmonik ………………………………………… 50 

O.    Keuntungan dan Kerugian Sistem UPS Statis ………………….……….. 51

P.      Konfigurasi Sistem UPS Statis Umum

1.      Sistem UPS Statis Tak Berlebihan (Non-Redundant) ….…………… 52

2.      Sistem UPS Statis dengan Switch Bypass Statis ……………………. 52

3.      Sistem UPS Statis Berlebihan (Redundant) …………….…………… 54

4.      Sistem UPS Statis Cold Standby Redundant ………………………... 56

BAB III. PRINSIP DAN KONFIGURASI SISTEM UPS ROTARY

A.    Jenis dan Karakteristik Motor ………………..………………………… 59

B.     Jenis dan Karakteristik Generator………………………………………. 61

C.     Pengaruh Beban Pada Sistem UPS Rotary……………………….…….. 63

D.    Pengaruh Sistem UPS Rotary Pada Sistem Power Suplai ………..……. 64

E.     Keuntungan dan Kerugian Sistem UPS Rotary………………………… 65

BAB IV. PEMILIHAN DESAIN SISTEM UPS

A.    Menentukan Secara Umum Kebutuhaan Sistem UPS………………….. 69

B.     Menentukan Tujuan Pemasangan Sistem UPS ……………………….…70

C.     Menentukan Kebutuhan Daya Sistem UPS ……………………………. 74

D.    Memilih Jenis dan Konfigurasi Sistem UPS ………………….…….….. 76

E.     Menentukan Sistem UPS Yang Dipilih Aman …………………………. 76

F.      Menentukan Sistem UPS Yang Dipilih Tersedia

1.      Kehandalan Sistem UPS………………………..……………………78

2.      Maintainability ……………………………….…………………….. 82

G.    Menentukan Sistem UPS Yang Dipilih Dapat Dipelihara……………… 83

H.    Menentukan Sistem UPS Yang Dipilih Terjangkau …………………… 84

BAB V.  PEMEILIHAN UKURAN DAN RATING SISTEM UPS 

A.    Pemilihan Ukuran dan Rating Sistem UPS Statis

1.      Menentukan Rating Sistem UPS Statis

a.       Menentukan KVA Beban ………………………………….……. 88

b.      Menentukan Faktor Daya (Cos φ) Beban …………………...….. 90

c.       Menentukan Arus Beban ……………………..…………………. 90

d.      Tegangan Beban, Jumlah Fase dan Frekuensi……………...…… 91

e.       Waktu Proteksi Baterai ………………………………….……… 91 

2.      Ukuran Baterai

a.       Tingkat Pengosongan Baterai …...……………………………… 92

b.      Masa Pakai Baterai ………………………………………………92

c.       Tegangan Akhir Pengosongan ……………………….…………. 93 

3.      Lembar Perhitungan ………………………………………………… 94

4.      Kriteria Pemilihan Sistem UPS Statis ………………………………. 95

B.     Pemilihan Ukuran dan Rating Sistem UPS Rotary

1.      Menentukan Rating Sistem UPS Rotary ……………………………. 96

2.      Rating Generator dan Motor Listrik…………………………...……. 97

3.      Ukuran Roda Gila (Flywheel) ……………………….……………… 98

4.      Kriteria Pemilihan Sistem UPS Rotary ………………..……………. 99

BAB VI. INSTALASI DAN PENGUJIAN SISTEM UPS

A.    Konstruksi dan Instalasi Sistem UPS Statis

1.      Konstruksi Fitur-Fitur Sistem UPS Statis

a.       Charger/Inverter ………………………………………...……... 100  

b.      Baterai dan Rak untuk Sistem UPS Kecil …………….……….. 101

2.      Persyaratan Instalasi Sistem UPS Statis

a.       Kabinet Charger/Inverter ………………………...……………. 103

b.      Baterai dan Rak untuk Sistem UPS Besar ………….…………. 105 

B.     Konstruksi dan Instalasi Sistem UPS Rotary

1.      Konstruksi Fitur-Fitur Sistem UPS Rotary

a.       Motor-Generator dan Kontrol Sistem UPS Rotary ……………. 106

b.      Baterai dan Rak Sistem UPS Rotary…………………………… 108 

2.      Persyaratan Instalasi Sistem UPS Rotary …………………………. 109

C.     Persyaratan Peralatan Distribusi Daya, Grounding dan Shielding

1.      Peralatan Distibusi Daya ………………………………..…………. 110

2.      Koordinasi Proteksi ………………………………………….…….. 110

3.      Pentanahan (Grounding) ……………………………………...…… 111

4.      Pusat Daya Komputer ………………………………….………….. 114

5.      Perisai (Shielding) ………………………………………….……… 115

6.      Interferensi Frekuensi Radio (RFI) ……………………...………… 115

7.      Noise dan Metode Reduksi Noise …………………………………. 116 

D.    PENGUJIAN DAN PENGOPERASIAN  SISTEM UPS

1.      Pemeriksaan Instalasi Sistem UPS ………………………………… 118

2.      Pengujian Komponen Sistem UPS Secara Individual

a.       Pengujian Sistem UPS…………………………………….…… 120

b.      Pengujian Charger Baterai ……………………………….……. 120

c.       Pengujian Inverter …………………………………….……….. 121

d.      Pengujian Switch Statis ……………………………...………… 121

e.       Pengujian Baterai ……………………………………………… 121 

f.       Pemgujian Motor ………………………………………...……. 124

g.      Pengujian Generator ………………………………….………... 126 

3.      Pemeriksaan Wiring Kelistrikan Secara Visual……………………. 128

4.      Pengisian dan Tes Sistem UPS ……………………………………. 128

5.      Formulir Tes ……………………………………….………………. 131

6.      Kemungkian Gagal dan Aksi Korektif …………………………..... 131

E.     Peralatan Tes …………………………………………………………... 135

BAB VII. PROSEDUR PERAWATAN SISTEM UPS

A.    Perawatan Sistem UPS

1.      Keselamatan ………………………………………………………. 138

2.      Perawatan Preventif ……………………………………………….. 139

3.      Perawatan Korektif ……………………………………….……….. 144

4.      Pengenalan Masalah Yang Timbul ………………………….…….. 144

5.      Troubleshooting …………………………………………………… 145

6.      Ketersediaan Spare Part …………………………………………… 145

B.     Perawatan Baterai UPS

1.      Biaya Perawatan ……………………………….………………….. 147

2.      Akses Perawatan ………………………………………………….. 148

3.      Perawatan Preventif …………………………………….…………. 148

4.      Prosedur Perawatan ……………………………………………….. 152

5.      Perawatan Sel Lead-Acid Flooded …………………………..……. 154

6.      Pertimbangan Perawatan

a.       Pemeriksaan Secara Visual …………………………………… 154

b.      Pembersihan ………………………….……………………….. 155

c.       Sel Contoh Untuk Pengukuran Tegangan dan Berat Jenis…….  155

d.      Pengukuran Temperatur ………………….…………………… 156 

e.       Pengukuran Berat Jenis …………………………….…………. 157

f.       Pengukuran Tegangan ………………………………………… 158

g.      Tes Kapasitas …………………………………….……………. 159

h.      Resistansi Koneksi ………………………………………...….. 160

i.        Rak Baterai …………………………………….……………… 160

j.        Kualitas Air Tambah ………………………………………….. 161

k.      Peralatan Tes ………………………………………………….. 165

7.      Perawatan Sel Lead-Acid Valve Regulated ………………………. 165

8.      Perawatan Sel Nikel Cadmium (Ni-Cad)………………………….. 166

9.      Keselamatan …………………………………………………...….. 167

10.  Troubleshooting …………………………………………………… 169

LAMPIRAN I ……………………………………………………………………….. 170

DAFTAR PUSTAKA  …………………………………………………………........  173

          Untuk melayani pemesanan dari sobat blogger, pihak penerbit telah menyediakan buku ini dalam 3 pilihan bentuk, yakni :

1. Bentuk buku cetak pada kertas (HVS 70 gram untuk isi dan Glossy 230 gram untuk cover), dengan ukuran 28 x 20 cm setebal 183 halaman, hanya seharga Rp 110.000 belum termasuk ongkos kirim (pengiriman buku via Pos, JNE, J&T atau TIKI).

2. Bentuk ebook yang dikemas dalam kepingan CD/DVD dengan format file PDF sebesar 4 MB, hanya seharga Rp 55.000 belum termasuk ongkos kirim (pengiriman casing dan keping CD/DVD via Pos, JNE atau J&T).

3. Bentuk softcopy/ebook dengan format file PDF sebesar 4 MB yang dikirim via email, hanya seharga Rp 45.000 (gratis ongkos kirim).

Pemesanan buku/ebook silahkan kunjungi https://lstolshop.bukaolshop.site

Bisa juga order di toko online "listron surya teknik" yang ada di shopee, tokopedia, lazada, bukalapak dan blibli.