Membuat Panel Pengalih Daya 1 Fasa Secara Manual dan Automatic

          Sebelumnya telah dibahas panel pengalih daya secara otomatis atau yang biasa disebut Automatic Transfer Switch (ATS). Pada kesempatan kali ini penulis akan membahas tentang panel pengalih daya dari sumber listrik utama (PLN) ke sumber listrik cadangan (Genset) atau sebaliknya secara manual dan otomatis, yakni dilengkapi dengan selector switch. Sehingga dapat digunakan untuk memilih pengoperasian secara manual ataupun secara otomatis pada saat sumber listrik utama dari  PLN mengalami pemadaman,

        Panel pengalih daya sederhana ini diperuntukan bagi rumah atau gedung perkantoran yang menggunakan sumber listrik 1 fasa, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk digunakan pada sumber listrik 3 fasa yang tentunya dengan merubah pengawatannya. Panel pengalih daya 1 fasa ini terdiri dari beberapa komponen antara lain yaitu :

- MCB 1 fasa sebanyak 2 buah

- Selector switch 3 posisi (Man – O – Auto) sebanyak 1 buah
- Push button On atau Start sebanyak 1 buah
- Push button Off atau Stop sebanyak 1 buah

- Tmer (TDR) sebanyak 1 buah

- Relay AC sebanyak 1 buah

- Kontaktor magnet sebanyak 2 buah

- Lampu indikator sebanyak 2 buah

Untuk lebih jelasnya sobat blogger bisa melihat skema diagram berikut dibawah ini.

Gambar 1. Diagram kontrol panel pengalih daya 1 fasa

Gambar 2. Diagram daya panel pengalih daya 1 fasa

Gambar 3. Komponen-komponen panel pengalih daya 1 fasa yang telah dirakit

Cara Kerja Rangkaian Panel Pengalih Daya :

Posisi Manual :

          Saat selector switch pada posisi manual dengan kondisi suplai PLN, jika tombol on ditekan maka yang bekerja adalah kontaktor PLN (K1), karena arus listrik mengalir ke koil K1 melalui MCB PLN (MCB 1), selector switch (posisi manual), tombol stop, tombol on dan kontak NC K2, yang selanjutnya dikunci oleh kontak NO K1. Jika terjadi pemadaman dari PLN maka rangkaian menjadi tidak aktif atau kembali pada kondisi semula sehingga sumber listrik genset dapat dilairkan ke koil K2 melalui MCB genset (MCB 2), kontak NC K1 dan kontak NC relay, dengan demikian kontaktor genset (K2) akan bekerja. Jika sumber PLN hidup kembali maka kita harus kembali menekan tombol on untuk mengoperasikan kontaktor PLN (K1) agar dapat bekerja kembali yang tentunya kontaktor genset (K2) harus dalam kondisi tidak bekerja. Kita dapat juga memutuskan aliran PLN walupun sumber PLN tidak padam yaitu dengan menekan tombol stop.

Posisi Automatic :

          Saat selector switch pada posisi automatic dengan kondisi suplai PLN maka yang bekerja adalah kontaktor PLN (K1), karena arus listrik mengalir ke koil K1 melalui MCB PLN (MCB1). Jika terjadi pemadaman dari PLN maka secara otomatis rangkaian menjadi tidak aktif atau kembali pada kondisi semula dan rangkaian tersebut siap menunggu apakah sumber listrik PLN akan menyala kembali atau sumber listrik genset yang akan masuk. Jika yang masuk adalah sumber listrik genset maka rangkaian akan mensuplai beban secara otomatis melalui MCB genset (MCB2), kontak normally close (NC) K1, NC relay dan ke koil kontaktor genset (K2) untuk mengaktifkan kontak-kontak K2.

         Selanjutnya jika sumber listrik PLN kembali meyala maka secara otomatis rangkaian akan memutuskan sumber listrik genset (meskipun saat itu masih disuplai sumber listrik genset) yaitu dengan membukanya kontak NC relay. Pada saat yang sama kontak normally open (NO) time delay relay (TDR) akan menunggu untuk terhubung (berdasarkan setting waktu TDR) sampai genset telah kita matikan, sehingga akan mengalirkan arus listrik ke koil K1 untuk mengaktifkan kontak-kontak K1 kembali. Dengan masuknya sumber listrik PLN maka koil TDR, Relay dan K2 dalam keadaan tidak aktif, sehingga rangkaian tersebut akan lebih aman.

Merancang Sistem Kontrol AMF

          AMF atau kepanjangan dari Automatic Main Failure merupakan suatu sistem emergency sumber daya/tenaga listrik yang digunakan untuk menjamin kelangsungan operasional bangunan/gedung atau peralatan industri saat kehilangan sumber daya utama (PLN) yang bisa jadi akan menimbulkan kerugian bisnis maupun kenyamanan. AMF biasanya terdiri dari kontrol AMF dan Automatic Transfer Switch (ATS). Piranti kontrol AMF tersebut berupa rangkaian relay dan time delay relay (TDR) atau Timer.

          Kontrol AMF merupakan unit yang mengendalikan secara otomatis untuk mengatasi gangguan saluran utama sistem penyedia energi listrik (PLN) dan pembangkit listrik cadangan (Generator Set). Pada sistem kontrol AMF ini menggunakan komponen antara lain :

-          MCB I Fasa,

-          Fuse (Sekering),

-          Sumber DC 12 V,

-          Selector Switch 3 Posisi (Manual-Off-Auto),

-          Bell Buzzer,

-          Push Button (On dan Stop),

-          Relay OMRON AC 220 V MK3P-1,

-          Relay Omron DC 12 V MKP-1,

-          TDR/Timer Omron DC 12 V H3CR-A8 50 Hz.

          Desain atau perancangan sistem kontrol AMF berbasis rangkaian relay ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

*)klik gambar untuk melihat tampilan gambar yang lebih besar

Penggalian Lubang Biodigester Reaktor Biogas

      Penentuan galian lubang untuk reaktor biogas perlu dilakukan dengan teliti agar pembangunan reaktor biogas tersebut tidak mengakibatkan galian ataupun timbunan yang terlalu banyak/berlebihan. Untuk itu sebelum melakukan penggalian perlu diperhatikan kondisi permukaan tanah di lokasi/lapangan, apakah permukaan tanah di lokasi yang akan dibangun reaktor biogas mempunyai permukaan yang datar atau konturnya sedemikian rupa sehingga permukaan tanah mempunyai kemiringan tertentu serta permukaannya bergelombang. Langkah-langkah penggalian lubang untuk pembangunan reaktor biogas dengan ukuran 6 m3 dapat diuraikan sebagai berikut :

1.  Bersihkan permukaan tanah di lokasi reaktor, outlet, dan inlet yang telah ditentukan,

2. Tarik garis lurus yang menghubungkan inlet, reaktor, dan outlet (biasanya disebut sebagai garis pertengahan atau garis sumbu/as),

3. Tentukan tinggi lokasi, sebaiknya ketinggian lokasi disesuaikan dengan ketinggian tanah dimana bagian atas kubah (bagian luar) harus tepat muncul di tingkatan ini.

Gambar 1. Elevasi puncak kubah terhadap taraf muka tanah

4. Selanjutnya gambarkan lay out reaktor biogas tersebut di atas tanah dengan langkah-langkah sebagai berikut :

a.  Tentukan titik pusat digester dan siapkan tali untuk menjadi ukuran jari-jari digester.

b.  Gambarkan lingkaran dengan jari-jari R1 = 1,60 m, ini merupakan jari-jari lantai pondasi.

c.  Ambil jarak pada garis as dari pusat lingkaran sebesar R2 = 1,31 m, ini merupakan jari-jari dinding digester tanpa plesteran.

d. Ambil jarak sepanjang 20 cm dari ujung R2, garis ini merupakan lebar balok pendukung kubah pada lubang manhole.

e. Kemudian ambil jarak 75 cm dari balok tersebut. Garis ini merupakan panjang lubang manhole ditambah tebal pasangan dinding manhole. Tebal pasangan diambil 15 cm.

f. Gambarkan garis sepanjang 90 cm tegak lurus garis as. Garis ini merupakan lebar manhole ditambah 2 kali lebar pasangan dinding manhole.

g. Kemudian gambarkan garis dari ujung balok sepanjang 175 cm. Garis ini merupakan panjang outlet ditambah tebal pasangan dinding outlet.

h.  Gambarkan garis sepanjang 160 cm tegak lurus garis as. Garis ini merupakan lebar outlet ditambah 2 kali lebar pasangan dinding manhole.

Gambar 2. Dimensi reaktor biogas ukuran 6 m3.

i.  Gunakan kapur atau semen berwarna untuk menandai radius lingkar luar lantai pondasi dan untuk rencana lokasi manhole dan outlet. Sehingga didapat gambar lay out seperti gambar berikut ini.

Gambar 3. Lay out reaktor biogas yang harus digali

5. Apabila gambar lay out telah dibuat, maka selanjutnya adalah melakukan penggalian lubang. Kedalaman lubang reaktor yang ideal adalah seperti ditunjukkan pada gambar berikut

Gambar 4. Elevasi tanah dasar setiap bagian reaktor biogas

6.  Penggalian dilakukan per dimensi yang ditetapkan di lay out.

7.  Jika ada air yang keluar harus disedot dan dikeringkan.

8. Selalu pastikan tanah yang telah digali, tidak dibuang. Hal ini dimaksudkan untuk dijadikan cetakan kubah (dome) dan simpan setidaknya 2 m3.

9.  Berhati-hatilah untuk menghindari kecelakaan pada saat menggali di dekat sisi-sisi lubang dimana tanah bisa saja runtuh.

10.  Pancang tiang vertikal (pipa besi) ditengah tengah sebagai panduan konstruksi dinding digester.

Berikut ini adalah gambar-gambar yang menunjukkan praktek pembuatan gambar Lay out untuk membuat reaktor biogas :

Gambar 5. Menarik garis sumbu (as) reaktor biogas

Gambar 6. Menentukan titik sumbu (as) tangki pencerna

Gambar 7. Mengukur diameter tangki pencerna

Gambar 8. Membuat garis luar diameter tangki pencerna

Gambar 9. Mengukur dimensi manhole

Gambar 10. Membuat garis tepi manhole

Gambar 11. Mengukur dan menandai outlet

Gambar 12. Gambar lay out galian reaktor biogas

Keterangan : Gambar kotak persegi di sebelah inlet merupakan rencana letak toilet (jamban) keluarga.

Finishing Kubah Reaktor Biogas

          Kubah reaktor biogas yang telah dicor masih memungkinkan adanya lubang-lubang atau pori-pori kecil yang dapat mengakibatkan keluarnya gas.Oleh karena itu kubah bagian dalam perlu dilakukan finishing dengan memberi lapisan-lapisan tambahan. Finishing dapat dilakukan setelah cetakan kubah (tanah) digali keluar dari digester, tanah boleh dikeluarkan setelah kubah (dome) telah mempunyai kekuatan dan kubah dianggap telah mempunyai kekuatan setelah berumur 3 hari. Prosedur finishing kubah reaktor biogas tersebut adalah sebagai berikut :

1. Setelah tanah benar-benar terangkut dari dalam digester, bersihkan bagian dalam kubah dengan cara menggaruk dengan sikat dan menggosoknya.

2. Selama proses finishing tidak diperbolehkan ada orang yang lalu lalang di atas kubah, karena lapisan penutup belum kering, dikhawatirkan dengan adanya getaran akan membuatnya terlepas.

3.  Selanjutnya lapisi bagian dalam kubah yang telah bersih tadi dengan 6 (enam) lapisan sebagai berikut :

a. Lapisan 1 : Terdiri dari semen dan air dengan campuran 1 : 5, kemudian disapukan dengan kuas ke permukaan dalam kubah.

b. Lapisan 2 : Terdiri dari 10 mm plesteran dengan adukan semen dan pasir dengan perbandingan 1 : 3, pemlesteran dilakukan dengan menggunakan cetok/sendok semen dan roskam.

c. Lapisan 3 : Terdiri dari semen dicampur air dengan perbandingan 1 : 5, kemudian disapukan di dalam kubah.

d.  Lapisan 4 : Dengan ketebalan 3 mm s/d 5 mm, terdiri dari semen dan pasir dengan campuran 1 : 2. Alat yang digunakan adalah sendok semen dan roskam.

e.  Lapisan 5 : Plesteran dengan campuran semen dan cat acrylic emulsion paint mix dengan perbandingan 10 : 1. Ketebalannya 3 mm s/d 5 mm diplester tipis dengan menggunakan roskam dan sendok semen.

f.  Lapisan 6 : Permukaan dicat dengan menggunakan campuran dari semen-acrylic emulsion paint dengan perbandingan 2 : 1. Alat yang digunakan adalah kuas dengan lebar 10 cm.

4.      Finishing dilakukan hingga tangki pencerna dengan jarak kurang lebih 10 cm di bawah pertemuan antara kubah dan tangki pencerna (digester).

Gambar 1. Finishing lapaisan ke 1 kubah reaktor biogas

5.  Gunakan cat yang mengandung acrylic.

Gambar 2. Cat acrylic emulsion

6.  Gunakan sendok spesi dan roskam untuk melakukan pemlesteran kubah reaktor biogas.

Gambar 3. Menggunakan sendok spesi dan roskam untuk plesteran

7.   Aduk cat acrylic terlebih dahulu sebelum dicampur dengan adonan semen.

Gambar 4. Mengaduk cat acrylic terlebih dahulu

Gambar 5. Mencampur semen dengan cat acrylic

8.  Gunakan sendok spesi untuk finishing lapisan ke 5 dan gunakan kuas untuk finishing lapisan ke 6.

Gambar 6. Finishing lapisan ke 5 kubah reaktor biogas dengan sendok spesi

Gambar 7. Finishing lapisan ke 6 kubah reaktor biogas dengan kuas

9.  Lakukan finishing lubang untuk pipa gas utama pada kubah reaktor biogas agar pas dan rapi.

Gambar 8. Finishing lubang pipa gas utama pada kubah reaktor biogas

Instalasi Manometer dan Kompor Biogas

          Pekerjaan pemasangan instalasi Manometer dan Kompor Biogas dilakukan setelah pekerjaan instalasi pipa selesai dilakukan. Manometer berfungsi untuk mengetahui besarnya tekanan gas pada reaktor.Dengan demikian pengguna dapat langsung menggunakan gas berdasarkan ketersediaan yang ada.Sistem ini merupakan salah satu kelebihan dari sistem reaktor dengan menggunakan plastik atau fibre. Manometer yang akan digunakan dapat dibuat sendiri (tidak perlu buatan pabrik). Manometer dihubungkan dengan instalasi pipa dengan menggunakan nipple yang sesuai standar.

Gambar 1. Manometer

Gambar 2. Garis tekanan pada manometer

Untuk cairan yang akan diisikan pada manometer dapat digunakan minuman ringan dan sebaiknya yang warna merah.

Gambar 3. Pengisian cairan kedalam manometer

          Kompor yang digunakan untuk keperluan memasak dengan biogas berbeda dengan kompor gas yang menggunakan bahan baku elpiji. Lubang tempat keluarnya gas pada kompor biogas lebih kecil dari kompor untuk gas elpiji.Kompor ini sudah banyak terdapat di pasaran termasuk dari pabrikan terkenal.

Gambar 4. Kompor biogas

Gambar 5. Komponen kompor biogas

          Setelah instalasi manometer dan kompor gas selesai dipasang, sebaiknya dilakukan pemeriksaan kebocoran instalasi pipa secara keseluruhan. Cara paling mudah memeriksa kebocoran sistem pemipaan adalah dengan menggunakan air sabun. Langkah-langkah pemasangan instalasi manometer dan kompor gas adalah sebagai berikut :

1. Pasang fitting T sebelum akhir dari jaringan pipa, yaitu ujung terakhir yang menghubungkannya dengan kompor.

Gambar 6. Pemasangan fitting T sebelum ujung akhir pipa

2.  Kemudian pasangkan nipple pada fitting tersebut.

Gambar 7. Nipple

Gambar 8. Pemasangan nipple pada fitting T

3. Hubungkan nipple dengan selang manometer.

Gambar 9. Menghubungkan manometer dengan nipple

4.  Pasang knee pada ujung instalasi pipa kemudian pasang kran gas pada knee tersebut.

Gambar 10. Pemasangan kran biogas

5. Hubungkan kran tersebut dengan kompor dengan menggunakan pipa PE.

Gambar 11. Menghubungkan kran dengan kompor biogas

6. Berikut adalah gambar contoh instalasi manometer dan kompor yang sudah terpasang.

Gambar 12. Instalasi manometer dan kompor biogas

7. Setelah instalasi manometer dan kompor selesai dilaksanakan maka lakukan pemeriksaan kebocoran. Kebocoran yang paling umum ditemukan adalah pada sambungan yang menghubungkan pipa/selang plastik manometer dengan nipple, atau pada sambungan-sambungan pipa. Gambar berikut menunjukkan salah satu temuan kebocoran pada pipa.

Gambar 13. Memeriksa kebocoran gas pada sambungan pipa

          Cara yang mudah dan praktis untuk memeriksa kebocoran adalah dengan menggunakan air sabun. Langkah-langkah pemeriksaan kebocoran pada instalasi pipa reaktor biogas adalah sebagai berkut :

a. Setelah pipa dipasang maka tanah yang digali untuk jalur pipa jangan ditimbun dulu, agar memudahkan untuk melakukan pemeriksaan kebocoran pipa.

b. Sediakan terlebih dahulu sabun (bubuk detergen) di dalam ember atau wadah lain.

c. Masukkan air dan aduk dengan merata hingga menimbulkan buih.

d. Masukkan kain atau lebih baik kantung plastik (bekas) ke dalam air sabun.

e. Tutup kran (katup) pada pipa gas utama.

f.  Pompakan udara dengan cara meniup secara manual (dengan mulut) ke dalam instalasi pipa melalui selang yang akan dihubungkan ke kompor, atau dapat juga menggunakan pompa angin untuk sepeda.

g. Catat besarnya tekanan udara di dalam instalasi pipa dengan cara membaca di manometer.

h. Apabila beberapa saat setelah udara dipompa ke dalam instalasi pipa, ketinggian air pada manometer turun dengan cepat berarti ada kebocoran yang besar pada instalasi pipa tersebut.

i. Lakukan pemeriksaan pada sambungan-sambungan terlebih dahulu, termasuk nipple dengan menutup sambungan (tidak perlu terlalu kuat menggenggamnya) dengan menggunakan kain atau kantong plastik tadi (lihat gambarberikut).

j. Apabila ada kebocoran pada sambungan tersebut maka buih akan keluar dari kantong plastik tersebut. Segera ganti sambungan tersebut dengan yang baru.

k.  Apabila tidak terdapat kebocoran pada sambungan lakukan pemeriksaan pada pipa.

l. Pemeriksaan kebocoran pada pipa relatif lebih sulit dan lama dilakukan karena pemeriksaan dilakukan secara menyeluruh. Pada salah satu kasus panjang instalasi pipa ada yang mencapai hingga 180 m (30 batang pipa PVC).

m. Apabila terdapat kebocoran pada pipa segera potong dan buang bagian yang bocor tersebut dan kemudian sambung kembali. Penyambungan pipa harus dilakukan dalam kondisi kering.

n. Kebocoran paling umum pada batang pipa terjadi akibat kurang hati-hatinya pengangkutan pipa dari tempat penjualan. Pipa diletakkan pada bak mobil pengangkut tanpa memberi alas dari bahan yang lunak, seperti kain atau kertas kartun (lihat gambar 14).

Gambar 14. Potongan dari pipa yang bocor

8. Kebocoran yang terjadi pada nipple dapat disebabkan selang yang terlalu besar atau diameter mulut nipple yang tidak standar. Atasi hal ini segera sebelum pemeriksaan kebocoran selesai dilakukan.

Gambar 15. Mengatasi kebocoran pada nipple untuk sementara

9. Setelah kebocoran pipa selesai, maka pompa kembali udara ke dalam instalasi pipa reaktor biogas. Setelah mencapai angka tertentu, misal pada ketinggian 80 cm, catat atau beri tanda angka tersebut. Biarkan selama kurang lebih 2 (dua) jam. Apabila ada penurunan yang signifikan maka lakukan pemeriksaan ulang terhadap kebocoran pipa.

10. Biogas untuk skala rumah tangga dapat digunakan baik untuk memasak maupun penerangan. Berikut adalah contoh penggunaan biogas untuk kompor dan lampu.

Gambar 16. Kompor biogas untuk memasak

Gambar 17. Lampu biogas untuk penerangan