Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 1 SMK

Aslimeri, dkk.

TEKNIK
TRANSMISI
TENAGA LISTRIK

JILID 1
SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah

Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang

TEKNIK

TRANSMISI
TENAGA

LISTRIK

JILID 1

Untuk SMK

Penulis : Aslimeri
Ganefri
Zaedel Hamdi

Perancang Kulit : TIM

Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm

ASL ASLIMERI
t
Teknik Transmisi Tenaga Listrik Jilid 1 untuk SMK /oleh

Aslimeri, Ganefri, Zaenal Hamdi ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan

Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen

Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan

Nasional, 2008.

ix, 170 hlm

Daftar Pustaka : Lampiran. A

ISBN : 978-979-060-159-8

ISBN : 978-979-060-160-4

Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional

Tahun 2008

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan
kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan
pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.
Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah
dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses
pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45
Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya
kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas
oleh para pendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.
Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya
harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan
ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi
masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk
mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada
para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini
masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik
sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK

Kata Pengantar
Akhir-akhir ini sudah banyak usaha penulisan dan pengadaan buku-
buku teknik dalam Bahasa Indonesia. Namun untuk Teknik Elektro, hal ini
masih saja dirasakan keterbatasan-keterbatasan terutama dalam
mengungkapkan topik atau materi yang betul-betul sesuai dengan
kompetensi dalam bidang Transmisi Tenaga Listrik untuk Sekolah
Menengah Kejuruan. Hal inilah yang mendorong penulis untuk menyusun
buku ini agar dapat membantu siapa saja yang berminat untuk
memperdalam ilmu tentang Transmisi Tenaga Listrik.

Dalam buku ini dibahas tentang : pemeliharaan sistim DC, pengukuran
listrik, tranformator, gandu induk ,saluran udara tegangan tinggi, kontruksi
kabel tenaga dan pemeliharaan kabel tenaga .

Penulis menyadari masih banyak kekurangan- kekurangan baik
dalam materi maupun sistematika penulisan, untuk itu saran-saran dan kritik
yang membangun guna memperbaiki buku ini akan diterima dengan senang
hati.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak-banyak terima
kasih kepada Direktur Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Depertemen
Pendidikan Nasional yang telah memberikan kesempatan kepada penulis
untuk menulis buku ini dan Drs.Sudaryono, MT yang telah bersedia menjadi
editor buku ini. Juga penulis megucapkan terima kasih kepada Maneger
PLN (persero) Udiklat Bogor yang telah banyak membatu penulis dalam
menyediakan bahan untuk penulisan buku ini .

Harapan penulis semoga buku ini ada mamfaatnya untuk
meningkatkan kecerdasan bangsa terutama dalam bidang teknik elektro .

Penulis

i

Daftar Isi

Kata Pengantar …………….................................................... i
ii
Daftar isi ……………………….......................... ix

Diagram Pencapaian Kompetensi ............................................... 1
1
JILID 1 3
6
BAB. I. PEMELIHARAAN DC POWER .................................. 7
8
1.1. Hukum Ohm ………....................... 15
20
1.2. Hukum Kirchoff ......… ........................ 25
25
1.3. Daya Dalam Rangkaian DC ………………............. 26
27
1.3.1. Prinsip Dasar Rangkaian DC …............................... 29
30
1.3.2. Hubungan Antara Arus Tegangan dan Tahanan ............. 31
31
1.4. Komponen Semikonduktor ……………….................. 31
33
1.5. Sistem DC Power ………………...................................... 34
37
1.6. Charger (Rectifier) …………………………………….. 37
38
1.6.1. Jenis Charger …....................................................... 38
39
1.6.2. Prinsip Kerja Charger ........................................... 39
46
1.6.3. Bagian-Bagian Charger ............................... 48
52
1.7. Automatic Voltaga Regulator ………………........................ 54
54
1.7.1. Komponen Pengantar Seting Tegangan ....................... 54
55
1.7.2. Komponen Pengantar Seting Floating ....................... 56
58
1.7.3. Komponen Pengantar Seting Equalizing ....................... 61
63
1.7.4. Komponen Pengantar Seting Arus ....................... 63
64
1.8. Rangkaian voltage Dropper ………………............................ 65

1.9. Rangkaian Proteksi Tegangan Surja Hubung....................... ii

1.10. Pengertian beterai .....................................................

1.10.1. Prinsip kerja baterai ...............................................

1.10.2. Prinsip kerja baterai asam-timah .................................

1.10.3. Poses pengisian baterai ....................... ……….............

1.10.4. Prinsip kerja baterai alkali....................................................

1.11. Jenis-jenis Baterai ………………................... ...

1.12. Bagian-bagian Utama Baterai ……………….........................

1.13. Instalasi Sel Baterai ………………......................................

1.14. Pentilasi Ruang Baterai ………………..........................

1.15. Pengertian pemeliharaan DC power ...................................

1.15.1. Tujuan Pemeliharaan ...............................................

1.15.2. Jenis Pemeliharaan ...............................................

1.15.3. Pelaksanaan Pemeliharaan ....................... ……….

1.15.4. Kegiatan Pemeliharaan .......................

1.15.5. Pemeliharaan Charger ………………..................................

1.15.6 Pengukuran Arus Output Maksimum ....................................

1.16 Jadwal dan Chek list Pemeliharaan Charger ........................

1.16.1. Pemeliharaan Baterai ...............................................

1.16.2. Cara pelaksanaan pengukuran tegangan .......................

1.16.3. Pengukuran Berat Jenis Elektrolit ……….........................

1.16.4. Pengukuran Suhu Elektrolit ................................... 68
70
1.16.5. Jadwal pemeliharaan periodik baterai ....................... 73
73
1.17. Pengujian dan shooting pada DC Power................................. 75
81
1.17.1. Pengujian Indikator Charger ..................................... 90
91
1.17.2. Pengujian Kapasitas Baterai ............................................... 95

1.17.3. Pengujian kadar Potassium Carbonate ( KZC03 ) ............. 97
1.18. Trouble shooting ................................... 97
98
1.18.1. Kinerja Baterai ……………….................................. 101
109
1.19. Keselamatan kerja ……………….................................... 111
111
BAB. II. PENGKURAN LISTRIK ……………….............. 112
114
2.1. Pengertian Pengukuran ………………........................... 116
117
2.2. Besaran Satuan dan dimensi ……………….......................... 118
120
2.3. Karaktaristik dan Klasifikasi Alat Ukur ………...................... 120
121
2.4. Frekuensi Meter ………………....................................... 123
123
2.5. Kwh Meter ……….............. .................................................... 123
125
2.6. Megger ……………………............................... 127

2.7. Fase Squensi ………………............................................ 128
128
2.8. Pengukuran Besaran Listrik …………................................. 130
131
2.9. Prinsip kerja Kumparan Putar ……………….......................... 132
132
2.10. Sistem Induksi ………………................................................ 133
135
2.11. Sistem Elektro Dinamis …........................................... 135
137
2.12. Sistem Kawat Panas ................................................ 137
142
2.13. Alat Ukur Elektronik …................................................... 144
150
2.14. Alat Ukur dengan Menggunakan Transformator …........ 153

2.15. Macam-macam alat ukur untuk keperluan pemeliharaan........ iii

2.15.1.Meter Tahanan Isolasi ...........................................................

2.15.2.Meter Tahanan Pentanahan ....................................

2.15.3.Tester Tegangan tinggi ....................................

2.15.4.Tester Tegangan tembus ....................................

BAB. III. TRANSFORMATOR …………………......................

3.1. Prinsip induksi ……………….....................................

3.2. Kumparan Transformator ……………….........................

3.3. Minyak Transformator ……………….....................................

3.4. Bushing ………………............................................................

3.5. Tangki Konservator ..........................................................

3.6. Peralatan Bantu Pendingin Transformator …………........

3.7. Tap Changer ……………....................................................

3.8. Alat Pernapasan Transformator …………................. ..............

3.9. Alat Indikator Transformator ……………….........................

3.10.Peralatan Proteksi Internal ...............................................

3.11.Peralatan Tambahan Untuk Pengaman Transformator ...........

3.12.Rele Proteksi Transformator dan Fungsinya .......................

3.13.Announciator Sistem Instalasi Tegangan Tinggi ...............

3.13.Parameter/Pengukuran Transformator ...................................

JILID 2

BAB IV. SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI ……………...... 159
160
4.1. Saluran Udara ………........................................................... 160
161
4.2. Saluran Kabel ……………............................ ........................ 161
165
4.3. Perlengkapan SUTT/SUTETI .................................... 170
172
4.3.1.Tower .................................................................................... 173
173
4.3.2.Bagian-bagian tower ......................................................... 173
174
4.4. Kondukror .........……………................................. 174
178
4.5. Kawat Tanah .........…...................... ......................... 178
180
4.5.1.Bahan Kawat Tanah ................................................

4.5.2.Jumlah dan Posisi Kawat Tanah ........................................

4.5.3.Pentanahan Tower ............................................................

4.6. Isolator ………………………...................................................

4.6.1.Isolator Piring ............................................................

4.6.2.Nilai Isolator .......................................................................

4.6.3.Jenis Isolator ......................................................................

4.6.4.Speksifikasi isolator. ...........................................................

BAB V. GARDU INDUK ................................................. 184
184
5.1. Busbar …………………................................................ 184
184
5.1.1. Jenis Isolasi Busbar ……….................................................. 185
186
5.1.2. Sistem Busbar (Rel) .................................................. 186
187
5.1.3. Gardu Induk dengan single busbar ..................................... 188
188
5.1.4. Gardu Induk dengan Doble busbar ..................................... 190
191
5.1.5. Gardu Induk dengan satu setengah / one half busbar ............ 192
194
5.2. Arrester …………………............................................................ 195
195
5.3. Transformator Instrumen ………....................................... 195
196
5.3.1. Transformator Tegangan ………....................................... 199
199
5.3.2. Transformator Arus ………....................................... 201
204
5.3.3. Transformator Bantu ………....................................... 206
207
5.3.4 Indikator Unjuk kerja Transformator Ukur ………................ 209
209
5.4. Pemisah (PMS) ………................................................... 212

5.4.1. Pemisah Engsel ………..................................................

5.4.2. Pemisah Putar ..............................................................

5.4.3. Pemisah Siku ..............................................................

5.4.4. Pemisah Luncur ………..................................................

5.5. Pemutus tenaga listrik (PMT) ......................................

5.5.1. Jenis Isolasi Pemutus Tenaga ............................................

5.5.2, PMT dengan Media pemutus menggunakan udara ………….

5.5.3. PMT dengan Hampa Udara .................................................

5.5.4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak..........

5.5.5. PMT dengan Sedikit Minyak .....................................

5.6. Jenis Penggerak Pemutus Tenaga ....................................

5.6.1. Mekanik Jenis Spering ………...........................................

5.6.2. Mekanik Jenis Hidrolik ………..................................................

iv

5.6.3. Penutupan PMT .................................................................. 216
216
5.6.4. Pembukaan PMT ................................................................. 220
221
5.7. Kompesator ........................................................................ 222
223
5.7.1. Kompensator shunt ................................................. 223
224
5.7.2. Kompensator reaktor shunt .................................... 225
226
5.8. Peralatan SCADA dan Telekomunikasi................................. 227
230
5.8.1. Prinsip Dasar PLC ................................................ 231
232
5.8.2. Peralatan Kopling ................................................ 233
233
5.8.3. Kapasitor Kopling ................................................ 234
234
5.8.4. Wave trap .................................. ......................... 235
236
5.8.5. Prinsip Kerja Dasar Wave trap .................................... 238

5.8.6. Line Matching Unit ............................................................ 246
246
5.9 . Peralatan Pengaman ............................................................ 247
247
5.9.1. Lightning Arester ................................................. 247
247
5.10. Aplikasi PLC ............................................................. 248
251
5.10.1. Komunikasi Suara ................................................. 252
253
5.10.2. Penggunaan Kanal Suara ..................................... 254
256
5.10.3. Teleproteksi Protection Signalling ............................... 258
258
5.10.4. Ramute Terminal Unit (RTU) Tipe EPC 3200........................ 258
260
5.11. Simbul-simbul yang ada pada Gardu Induk ..................... ... 260
261
5.12. Rele Proteksi dan Annunsiator .................................... 262
263
BAB VI. SISTEM PENTANAHAN TITIK NETRAL ............
265
6.1. Sistem Pentanahan Titik Netral ................................... 265
265
6.2. Tujuan Pentanahan Titik Netral ....................................
v
6.2.1. Sistem Yang tidak Ditanahkan …..................................

6.2.2. Metode Pentanahan titik Netral .....................................

6.3. Pentanahan Titik Netral Tampa Impedansi ..........................

6.4. Pentanahan Titik Netral Melalui Tahanan ………...............

6.5. Pentanahan Titik Netral Melalui Kumparan Peterson..............

6.6. Tranformator Pentanahan ………...........................

6.7. Penerapan Sistem Pentanahan di Indonesia ..............

6.8. Pentanahan Peralatan ...............................................

6.9. Exposur tegangan ................................................

6.10. Pengaruh Busur Tegangan Terhadap Tenaga Listrik..........

6.10.1.Pengaruh tahanan Pentanahan Terhadap Sistem ...............

6.10.2.Macam-macam Elektroda Pentanahan .............. ..........

6.11. Metode Cara Pentanahan .................................................

6.11.1.Pentanahan dengan Driven Ground. ..........................

6.11.2.Pentanahan Dengan Mesh atau Jala .............. ..................

6.12. Tahanan Jenis Tanah .............................................................

6.13. Pengkuran Tahanan Pentanahan ....................................

BAB VII. KONTRUKSI KABEL TENAGA ........................

7.1. Kabel Minyak ..........................................................................

7.1.1. Bagian-bagian Kabel Minyak …...................................

7.1.2. Konduktor ................................................. 265
266
7.1.3. Isolasi Kabel ........................................................................ 267
268
7.1.4. Data Kimia ........................................................................ 270
272
7.2. Karakteristik Minyak ............................................................. 278
280
7.3. Macam-macam Minyak Kabel ................................................. 290
292
7.4. Tangki Minyak ............................................................. 294
299
7.5. Perhitungan Sistem Hidrolik ..................................... 300
303
7.6. Keselamatan Kerja ….............................................. 307

7.7. Crossbonding dan Pentanahan .......................... 310
310
7.8. Cara Kontruksi Solid bonding …................................. 310
311
7.9. Tranposisi dan sambung Silang …................................ 312
313
7.10. Alat Pengukur Tekakan …................... .............. 314
314
7.11. Tekanan Pada Kabel Minyak ….................................. 315

7.12. Kabel Tenaga XLPE ….............................................. 318
321
7.13. Kontruksi Kabel Laut ….............................................. 330
332
JILID 3 335
335
BAB VIII. PEMELIHARAAN KABEL TEGANGAN TINGGI ......... 337
338
8.1. Manajemen Pemeliharaan ................................................. 342
348
8.1.1. Manajemen Pemeliharaan Peralatan .................................. 349
350
8.1.2. Perencanaan ................................................ 353
353
8.1.3. Pengorganisasian ........................................................... 354
360
8.1.4. Penggerakan ........................................................................
360
8.1.5. Pengendalian ........................................................................ 360

8.2. Pengertian dan tujuan Pemeliharan .................................... vi

8.3. Jenis-jenis Pemeliharaan ...............................................

8.4. Pemeliharaan Yang Dilakukan Terhadap Kabel Laut

Tegangan Tinggi ................................................................

8.5. Prosedur Pemeliharaan ................................................

8.6. Dekumen Prosedur Pelaksanan Pekerjaan ..........................

8.7. Pemilihan Instalasi Kabel Tanah Jenis Oil Fillied ..............

8.8. Spare Kabel ........................................................................

8.9. Termination .......................................................................

8.10. Tank Chanber Umum .............................................................

8.11. Anti Crossbonding Coverting .....................................

7.12. Cara mengukur Tekanan Minyak Dengan Manometer.........

8.13. Penggelaran Kabel ................................................

8.14. Regangan maksimum yang diizinkan pada Kabel .............

8.15. Perhitungan Daya tarik Horizontal ........................

8.16. Peralatan Pergelaran kabel ....................................

8.17. Jadwal Pemeliharaan ................................................

8.18. Kebocoran minyak Kabel Tenaga .........................

8.19. Gangguan kabel pada lapisan pelindung P.E. oversheath.....

8.19.1.Methoda mencari lokasi gangguan pada lapisan pelindung

kabel.......................................................................................

8.19.2.Methoda Murray .............................................................

8.20. Memperbaiki Kerusakan Kabel ......................... 366

8.20.1.Memperbaiki kerusakan lead sheath kabel .......................... 366

8.20.2.Mengganti Kabel yang rusak ...................................... 367

8.21. Auxiliary Cable. .................................................................... 370

BAB . IX. PROTEKSI SISTEM PENYALURAN ........................ 372
373
9.1. Perangkat Sistem Proteksi .................................... 373
373
9.1.1. Elemen Pengindra .............................. .............. 373
374
9.1.2 Elemen Pembanding ...............................................
374
9.1.3 Elemen Pengukur ............................................................
374
9.2. Fungsi dan Peralatan Rele Proteksi ..................................... 374
375
9.2.1. Sensitif. .............................. ................................ 375
375
9.2.2. Selektif .......................................................... 375
376
9.2.3. Cepat .................................................................................... 376
376
9.2.4. Handal.................................................................................... 376
378
9.2.5. Ekonomis ..................................................................... ... 379
379
9.2.6. Sederhana ........................................................................ 379
381
9.3. Penyebab Terjadinya Kegagalan Proteksi ......................... 381
381
9.4. Gangguan pada sistem Penyaluran ..................................... 382
383
9.4.1. Gangguan Sistem ......................... .................... 383
383
9.4.2 Gangguan Non Sistem .................................... 384
385
9.5. Proteksi Pengantar ............................................................. 386
386
9.6. Sistem Proteksi SUTET ................................................. 386
387
9.7. Media Telekomunikasi ................................................. 387
390
9.8. Relai Jarak ........................................................................ 397
400
9.8.1. Prinsip Kerja Relai Jarak ............................. ................ 401
402
9.8.2. Pengukuran Impedansi Gangguan Oleh Relai Jarak ............ 404

9.8.3 Gangguan Hubung Singkat Tiga Fasa ......................... vii

9.8.4 Gangguan Hubung Singkat Dua Fasa .........................

9.8.5 Gangguan Hubung Singkat Satu Fasa Ke Tanah..................

9.9. Karakteristik Rele Jarak .................................................

9.9.1. Karakteristik Impedansi ............................. ..................

9.9.2. Karakteristik Mho ............................................................

9.9.3 Karakteristik Reaktance .................................................

9.9.4 Karakteristik Quadrilateral ....................................

9.10. Pola Proteksi ...........................................................

9.10.1. Pola Dasar ...........................................................

9.10.2. Pola PUTT ...........................................................

9.10.3. Pola Permissive Underreach Transfer Trip .........................

9.10.4. Pola Blocking .......................................................................

9.11. Current Differential Relay ................................................

9.12. Proteksi Transformator Tenaga .....................................

9.13. Rele Arus Lebih ................................................

9.14. Proteksi Penyulang 20 KV ...............................................

9.15. Disturbance Fault ............................................................

9.16. Basic Operation ................................................

9.17. Auto Recloser ............................................................ 405
410
BAB . X. PEMELIHARAAN SUTT/SUTETI BEBAS TEGANGAN.. 410
410
10.1. Tujuan Pemeliharaan ........................................................... 410
410
10.2. Jenis-jensi pemeliharaan ............................................. 411
412
10.2.1. Pemeliharaan Rutin : ........................................................... 412
413
10.2.2. Pemeriksaan Rutin................................................................ 413
418
10.2.3. Pemeriksaan Sistematis........................................................ 420
421
10.2.4. Pemeliharaan Korektif............................................................
A
10.2.5. Pemeliharaan Darurat...........................................................

10.3. Prosedur Pemeliharaan SUTT/SUTET .........................

10.3.1. Peralatan yang dipelihara ....................................................

10.3.2. Peralatan Kerja ...........................................................

10.3.3. Petunjuk Pemeliharaan Peralatan ................................. ..

10.3.4. Pelaporan Pekerjan Pemeliharaan ................................. ..

LAMPIRAN : .......................................................................
Daftar Pustaka .

viii

DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETE

menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi y
waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi ex

3 TGM.HRB Teknisi
2 Konstr
uksi &
3 TGM.HRB Pemeli
2
3 TIG.CIF.0 3 TGM.HRE Tekn 2
4 3 TGM.HRB 4 isi 2
2 Instal 3
1 TIG.CIP.0 asi 2
1 TGM.CIF. 2 Listri
2 k
2 TIG.CIF.0
1 TIG.CIF.0 2 3 TIG.CBH.
5 5

1 TIG.C
8

2 TMC.
2

3 TSU.H
1

2 TIG.C
8

Keterangan 2 TIG.C
:
4
Nomor Kompetensi dari daftar
keseluruhan kompetensi program keahlian = Outlet 6 TIG.C
teknik transmisi 4

Nomor Kode
KJaommpPeetnecnaspi aian
Kompetensi

ENSI
yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun
xit-multi entry yang dapat diterapkan.

Asist 5 TIG.CBH. Asisten
en 8 Teknisi
Tekn Konstruks
isi 1 TIG.CIS.0 i&
P 8 Pemelihar

TMP.HPN. 4 TIG.CBH. 4 TIG.CBH.0
4 4
4
9 TIG.CIT.0 9 TIG.CIT.0
TMP.HPN. 4 4 2 TIG.CIC.0

4 7 TIG CIT 0 Asisten 1
4 Teknisi
TMP.PN.0 Konstruks 2 TNP.HPG.
1 TIG CIT 0 i&
4 8 Pemelihar 1

TMP HPN 1 TIG.CIT.0 8 TIG CIT 0 1 TIG.CIP.0
4 4
4 4
3 TGU.HW
CIF.0 2 2 TIG CIF 0 Asist Asisten
en Teknisi
8 3 TGC.HWC 1 Tekn Konstruksi
8 isi &
.Mmc 1 TIG.CIT.0 Kons P lih
4 tk
2
1 TIG CIP 0
HSC. Asiste 4
n
1 Teknis 1 TIG.CIP.0
i 4
CIS.0 Konstr

8

CIF.0

4

CIT.0

4

ix

BAB . I
PEMELIHARAAN SUMBER LISTRIK DC.

1.1.Hukum Ohm lain adalah satu joule untuk setiap
coulomb yang mengalir.
Mari kita tinjau sebuah

rangkaian listrik tertutup yang Kerja sebesar W Joule
Muatan sebesar Q Coulomb
berupa sebuah tahanan Volt (V)

dihubungkan pada kutub-kutub

sebuah baterai. seperti gambar 1.1 1.1.2. Arus Listrik

R Arus listrik adalah gerakan
muatan listrik di dalam suatu
Saklar penghantar pada satu arah tertentu.
Muatan listrik dapat berupa
Sumber tegangan (Baterai) elektron, ion atau keduanya. Di
dalam penghantar, umumnya
Gambar 1.1. Rangkaian Listrik terdapat gerakan acak elektron
Tertutup bebas diantara atom-atom statis.
Gerakan ini tidak menghasilkan
Perbedaaan muatan di dalam arus listrik. Namun pada suatu
Baterai mengakibatkan mengalirnya keadaan tertentu, elektron bebas
arus listrik di dalam rangkaian yang dapat dipaksa untuk bergerak
secara perjanjian ditentukan dalam satu arah tertentu, yaitu ke
mengalir dari kutub positip baterai satu titik yang kekurangan elektron.
melalui beban tahanan kemudian (perhatikan bahwa keadaan
masuk ke kutub negatip baterai. kekurangan elektron disebut
Dalam peristiwa ini dikatakan muatan positip sedang kelebihan
sebuah Gaya Gerak Listrik bekerja elektron disebut muatan negatip).
sehingga mengakibatkan mengalir- Keadaan mengalirnya elektron
nya arus listrik dalam rangkaian . pada satu arah tertentu dinamakan
konduksi atau arus aliran elektron.

1.1.1.Perbedaan Potensial Pergerakan elektron ditentukan
(Tegangan) oleh perbedaan muatan yang
terdapat antara kedua ujung
Bila antara dua titik dalam penghantar. Jadi pergerakan
elektron di dalam penghantar terjadi
sebuah rangkaian terdapat energi akibat tarikan ujung penghantar
yang bermuatan positip maupun
listrik yang dapat diubah menjadi dari ujung yang lebih negatip.
Sampai tahap ini harus sudah dapat
energi lain, maka antara dua titik dimengerti perbedaan arus listrik
(konvensional) dan arus elektron.
tersebut, disebut terdapat Istilah yang mengatakan arus listrik
mengalir dari kutub positip ke arah
perbedaan potensial atau

tegangan. Satuan dari tegangan

adalah Volt. Tegangan antara dua

titik dikatakan satu Volt bila energi

listrik yang diubah menjadi bentuk

1

kutub negatip berasal dari teori dengan besarnya arus yang
kuno, pada waktu kenyataan
sebenarnya mengenai arus elektron mengalir di sepanjang penghantar
belum diketahui benar.
adalah sama.

Dengan demikian untuk setiap

penghantar berlaku :

Karena itu pada pembahasan Tegangan.pada.penghantar Tetap
arus.pada.penghantar
mengenai tabung elektron maupun

transistor gambar-gambarnya

dilengkapi dengan tanda panah Hubungan dalam rumus di atas

arah arus elektron dan bukannya bersifat LINIER dan bila digambar

arus listrik. berbentuk garis lurus. Harga tetap

1.1.3. Satuan Arus Listrik pada rumus di atas ternyata adalah

nilai tahanan dari penghantar itu

Satu satuan muatan listrik dalam satuan OHM.
adalah sebanding dengan adanya
6,20 x 1018 buah elektron. R V (Volt)
Satuannya adalah coulomb (simbol I (Ampere)
Q), jadi 1 coulomb = 6,20 x 1018
buah elektron. Arus listrik dalam Jadi 1 Ohm merupakan arus
penghantar adalah pergerakan
terarah sejumlah elektron dari ujung listrik sebesar satu ampere yang
satu ke ujung lainnya. Dengan
demikian arus listrik dapat mengalir dalam penghantar pada
didefinisikan sebagai coulomb per
detik. Namun satuan arus listrik tegangan 1 volt.
yang umum digunakan yaitu
ampere, dimana satu coulomb per 1.1.5. Faktor-Faktor Yang
detik = satu ampere Mempengaruhi Tahanan

Tahanan sebuah penghantar

berbanding lurus dengan

panjangnya dan berbanding terbalik

dengan besarnya penampang.

Q Sehingga : R Ohm U "
t A
atau I
dimana U adalah tetapan
(konstanta)
dimana I adalah lambang dari arus

listrik Besarnya tetapan U tergantung
pada jenis material penghantar.

1.1.4. Tahanan Konstanta atau disebut tahanan

Sebuah penghantar disebut jenis suatu material adalah tahanan
mempunyai tahanan sebesar satu
OHM bila pada kedua ujungnya antara dua permukaan yang
diberi perbedaan potensial sebesar
satu volt dengan arus satu amper berlawanan dari material itu dalam
mengalir diantara kedua ujung
tersebut. Dalam penghantar jenis bentuk kubus, dinyatakan dengan
apapun, selama suhunya tetap,
perbandingan antara perbedaan satuan Ohm-cm.
potensial pada ujung-ujungnya
Suatu dari panjang penghantar

yang dicari besar tahanannya

haruslah sesuai dengan satuan dari

tahanan jenis yang dipakai untuk

penghitung. Bila satuan panjang

yang digunakan adalah cm, maka

2

satuan tahanan jenisnya haruslah sedangkan yang meninggalkan
menggunakan Ohm-cm. diberi tanda negatip, seperti gambar
1.2.
Contoh : Jadi berlaku I1 + I2 - I3 - I4 = 0

Sepotong kawat sepanjang 100 I1
m dengan penampang 0,001 cm2
I4
dibuat dari bahan tembaga dengan I2 I3

tahanan jenis = 1,7 P ohm-cm. Gambar 1. 2.arah aliran arus.

Hitunglah tahanan kawat 1.2. 2. Hukum Kirchoff II
Hukum Kirchoff II sering
penghantar tersebut. A = 0,001 cm2
disebut dengan Hukum Kirchoff
L = 10.000 cm tentang tegangan, dinyatakan
dengan persyaratan bahwa dalam
U 1,7 Ohm cm suatu rangkaian tertutup jumlah
10 6 aljabar sumber tegangan, dan
tegangan jatuh pada tahanan
R 1,7 17Ohm adalah nol. Atau secara matematis
10 2 x 0,001 ditulis dengan rumus :

Selain nilai tahanan tergantung 6 V = 6 ( I x R)
dari panjang dan material maka Sebagai contoh gambar 1.3 dibatasi
besar nilai tahanan juga ditentukan daerah A-B-C-D-A.
oleh faktor naik turunnya
temperatur, sebagaimana dituliskan Jadi untuk menerapkan hukum
dalam rumus. ini, haruslah dipilih suatu rangkaian
yang tertutup. Arah arus harus
Rt = R0 {1 + D (t2 - t1) } ditentukan lebih dahulu, seperti
gambar 1.3. searah dengan putaran
dimana R0= Tahanan pada jarum jam dan ditentukan juga arah
temperatur t1 oC referensi ggl suatu baterai adalah
Rt = Tahanan pada temperature searah dengan arus yang
diakibatkannya, bila baterai tersebut
t2 oC dibebani sebuah tahanan sendiri
D = Koefisien muai panjang sebuah (tanpa ada baterai lain), jadi
arahnya harus diambil dari kutub
tahanan. negatip ke kutub positip.

1.2. Hukum Kirchoff 3
1.2.1. Hukum Kirchoff I

Hukum Kirchoff I menyatakan,
bahwa aljabar arus-arus yang
menuju ke suatu titik simpul adalah
sama dengan nol. Gambar 1.2
menunjukkan sebuah titik simpul
dari suatu rangkaian, dengan arus-
arus I1, I2, I3, I4 yang terhubung
dengan titik simpul tersebut. Untuk
dapat menjumlahkan secara aljabar
maka arus yang arahnya menuju
titik simpul diberi tanda positip,

Arah arusnya, bila belum 1. Rangkaian Seri

diketahui sebenarnya (harus dicari Tahanan-tahanan dikatakan

dahulu) tetapi untuk keperluan tersambung seri bila tahanan-

perhitungan dapat dipilih tahanan tersebut dihubung kan dari

sembarang. Nanti hasil perhitungan ujung ke ujung sebagaimana

akan menunjukkan, apakah arah diperlihatkan dalam gambar 1.4

yang dipilih sementara itu sesuai Dalam sambungan seri arus yang

dengan arah arus sebenarnya mengalir pada setiap tahanan akan

atau tidak, hal ini akan ketahuan sama besarnya.

pada hasil akhir perhitungan (+

atau - ) R1 R2 R3

I6 R1 I1 I 7

BI C V1 V2 V3
ra I2
R2 I (Amps)

V Volt

Ea Gambar1. 4. Sambungan Seri
R

A I5 I3 Eb rb D I8

E0 I (AMPS)
V (VOLT)
Gambar1. 3.Arah aliran arus
tertutup Gambar1. 5. Tahanan Pengganti
(Ekivalen)
Suatu ggl dihitung positip, bila
arah referensinya sama dengan Dengan menggunakan hukum
arah arus yang telah dipilih. Ohm diperoleh :
Sebaliknya bila arah referensi
berlawanan dengan arah arus maka V1 = Tegangan di R1 = IR1 volt
besaran yang bersangkutan V2 = Tegangan di R2 = IR2 volt
dihitung negatip. V3 = Tegangan di R3 = IR3 volt

Sehingga dari gambar 1.3. Sekarang bilamana ketiga
dapat dituliskan. tahanan itu harus digantikan oleh
satu tahanan pengganti yang
I1 R1 + I2 R2 + I3 ( R3+ rb) - Eb + Ea+ nilainya tak berubah maka hal itu
I ra = 0 dapat digambarkan sebagai
tahanan ekivalen, lihat gambar 1.5.
atau
Eb - Ea = I1 R1 + I2 R2 + Dari hukum Ohm, perbedaan
I3 (R3 + rb)+ I ra potensial pada V = I.R volt atau,

V = I.R

4

Kembali kepada gambar 1.4, dari persamaan diatas diperoleh
jumlah perbedaan potensial yang
melalui tahanan R1, R2, R3 : V VVV
haruslah sama dengan tegangan R R1 R2 R3
sumber sebesar V volt, atau :
I1 R1
V = IR1 + IR2 + IR3 dan R2
IR = IR1 + IR2 + IR3 atau
I1

R = R1 + R2 + R3 I AMPS I3 R3
V Volt

2. Rangkaian Paralel Gambar1. 6. Sambungan Paralel

Tahanan-tahanan dinyatakan

tersambung paralel bila kedua R

ujung tahanan disambung

sebagaimana diperlihatkan dalam

gambar 1.6. Dalam keadaan ini

semua tahanan tersambung I AMPS

langsung kepada sumber tegangan,

sehingga perbedaan potensial yang

dialami setiap tahanan adalah sama VVolt

dengan V volt. Tetapi arus dari Gambar 1.7. Tahanan Pengganti
Paralel
sumber kini terpecah menjadi tiga

I1, I2, I3, sehingga:

I = I1 + I2 + I3 11 1 1
R R1 R2 R3
Sehingga

dan I1 V
R1
Rumus ini digunakan untuk
I2 V mendapatkan tahanan pengganti
R2 dari rangkaian tahanan yang
tersambung paralel.
I3 V
R3
Contoh :
Tahanan ekivalen / pengganti Carilah tahanan pengganti dari 3
dari ketiga tahahan yang buah tahanan 10 ohm yang
tersambung paralel digambarkan disambung paralel.
dalam gambar 1. 7.
1 1 1 1 3
R 10 10 10 10

I=V/R

5

Sehingga R 10 3,333Ohm Sehingga arus yang mengalir ke
3
dalam rangkaian dapat dihitung

sebagai berikut :

3. Rangkaian Kombinasi I V
R

Gambar 1.8 adalah suatu I 12

rangkaian yang memiliki 17 1
3
sambungan paralel maupun seri.

Dari harga tahanan yang diberikan 9
13
kita dapat menghitung besarnya I Amper

tahanan pengganti sebagai berikut.

Bila Rx merupakan tahanan 1.3. Daya Dalam Rangkaian DC.

pengganti yang dimaksud dan Ry Bila suatu arus melewati suatu
tahanan, maka akan timbul panas.
adalah tahanan pengganti dari Seperti halnya dalam bidang
mekanik, disini ada dua hal yang
rangkaian paralel ( 4 dan 2 Ohm ) mempunyai definisi sama, yaitu
energi dan daya (power). Energi
maka, listrik adalah kemampuan suatu
sistem listrik untuk melakukan kerja.
1 1 1 3 Satuan energi listrik adalah joule.
Ry 4 2 4

Ry 4 1 1 Ohm
3 3
Rangkaiannya kini sama seperti

pada gambar 1.4. dimana : Kerja (work) atau usaha
adalah terjadi bila suatu muatan
R1 = 10 ohm Q coloumb bergerak melalui
perbedaan tegangan V volt, atau
R2 = 1 1 ohm
3
W (work) = VQ joule
R3 = 6 ohm Q = I t coloumb
Dengan demikian tahanan

pengganti seri paralel adalah :

Rx = 10 + 6 + 1 1 sehingga W = V I t joule
3

Rx = 17 1 ohm Daya listrik adalah ukuran
3 kerja yang dilakukan. Karena
satuan kerja adalah joule maka
.. 4 : daya diukur dalam joule per-detik,
atau watt.
10: 6:

1 watt = 1 joule/detik

2: Energi atau kerja(joule)
Jadi, Daya = --------------------------
I AMPS
waktu (detik )
12 VOLTS

Gambar 1.8. Rangkaian Seri –
Paralel

6

P VIt atau P = VI P = I2 x R atau
t
P V .V watt atau P V2 watt
R R
Dengan hukum OHM dapat kita
peroleh rumus (formula) lain yang Sebagai contoh :
akan memudahkan perhitungan. Lampu dengan sumber tegangan
220 V mengalirkan arus 1 Amper
P = V.I (watt) (Gambar 1.9), maka :

Menurut hukum Ohm V = IR P = 220 x 1 = 200 watt
sehingga P = I x IR atau

P = I2 R

dan P V2 watt
R

Jika suatu alat pemanas

disambungkan pada suatu sumber

tegangan, maka arus akan mengalir Gambar 1.9.
Rangkaian Pengukuran Daya Dari
pada elemen (tahanan) dari alat Arus Listrik DC

pemanas tersebut. Proses ini 1.3.1.Prinsip Dasar Rangkaian DC

adalah sebagai aplikasi dari Pada arus searah, sumber
tegangan pada suatu rangkaian
perubahan energi listrik menjadi mempunyai sisi positif dan sisi
negatif, kedua sisi ini disebut
energi panas dengan elemen polaritas. Sisi posiif atau kutub
positif digambarkan dengan “ + “
(tahanan) dari alat pemanas dan kutub negatif digambarkan
dengan “ - “.
tersebut.

Apabila alat pemanas yang

digunakan pada labelnya tertulis

1 kW, 2 kW dan sebagainya, ini

menunjukkan bahwa alat pemanas

2 kW menyerap daya lebih besar

dari alat pemanas 1 kW, karena alat

pemanas 2 kW menyerap daya 2

kali lebih besar dari alat pemanas

1 kW. Besarnya daya yang diserap _ Negative pole

ini dinotasikan denga simbol P

dalam satuan watt.

Dalam kenyataannya daya + Positive pole

(dalam watt) pada suatu rangkaian

tahanan (resistor) dapat

menggunakan perhitungan yang Gambar 1.10. Rangkaian

mudah yaitu :

P=VxI Polaritas dari sumber

dimana : V=IxR tegangan arus searah (DC) tak

maka :P = I x R x I pernah berubah, dimana terminal

kutub negatif selalu

7

mempertahankan polaritas negatif, Jumlah elektron yang mengalir
dan terminal positif setiap detik dapat mencapai jutaan
mempertahankan polaritas positif. elektron. Laju aliran elektron setiap
Oleh karena itu dalam suatu detik diukur dalam satuan Ampere
rangkaian yang menggunakan (I)
sumber rangkaian DC, arus selalu
mengalir melalui rangkaian tersebut 2. Tegangan Listrik.
dalam satu arah.
Untuk menghasilkan aliran listrik
Mari kita tinjau sebuah harus ada beda potensial antara 2
rangkaian listrik tertutup yang kutub. Beda potensial antara 2
berupa sebuah tahanan yang kutub ini dinyatakan dalam satuan
dihubungkan pada kutub-kutub Volt (V). Tegangan dapat dianggap
sebuah baterai. sebagai potensial pendorong bagi
proses perpindahan elektron
Beban melintasi konduktor.

Saklar Bila beda potensial antara dua
kutub konduktor naik, maka jumlah
Baterai elektron yang mengalir melintasi
konduktor menjadi bertambah
Gambar 1.11. Rangkaian Tertutup banyak, karena itu arus listrik pun
akan bertambah besar.
Perbedaan muatan didalam
baterai mengakibatkan mengalirnya 3.Tahanan Listrik.
arus listrik di dalam rangkaian yang
secara perjanjian ditentukan sudah diketahui bahwa
mengalir dari kutub positif baterai konduktor mempunyai sejumlah
melalui beban tahanan kemudian elektron bebas. Logam-logam
masuk ke kutub negatif baterai. biasanya merupakan konduktor
yang baik karena mempunyai
Dalam peristiwa ini dikatakan banyak elektron bebas. Tembaga
Gaya Gerak Listrik (GGL) bekerja (Cu) dan Alumunium (AL) adalah
sehingga mengakibatkan mengalir- logam yang banyak digunakan
nya arus listrik. sebagai konduktor.

1.3.2. Hubungan Antara Arus, Sebaliknya bahan yang
Tegangan dan Tahanan. mempunyai sedikit elektron bebas
disebut isolator. Isolator bukan
1. Arus Listrik. penghantar listrik yang baik, karena
mempunyai sedikit sekali elektron
Arus listrik adalah aliran bebasnya. Apabila diinginkan untuk
elektron bebas berpindah dari suatu menghambat aliran listrik, maka
atom ke atom lain dalam gunakan isolator.
penghantar. Arus Listrik (aliran
elektron) akan terjadi bila ada Penghambat aliran listrik
perbedaan potensial diantara ke biasanya disebut Tahanan (R)
dua ujung sebuah konduktor. dalam satuan ohm. Sebuah
penghantar disebut mempunyai

8

tahanan sebesar satu ohm bila mengandung resistor yang
berfungsi mengontrol arus dan atau
perbedaan ujungnya diberikan tegangan.
Didalam aplikasinya resistor sering
perbedaan potensial sebesar satu digunakan untuk :
- Mengontrol tegangan dan arus
volt dengan arus satu amper
bias pada amplifier/penguat
mengalir diantara kedua ujung transistor
- Mengubah arus keluaran yang
tersebut. Dalam penghantar jenis berkaitan dengan drop
tegangan keluaran, dan
apapun, selama suhunya menyediakan suatu nilai
tertentu.
tetap,perbandingan antara Nilai resistansi, biasanya
dinyatakan dengan besaran : :, k:
perbedaan potensial pada ujung- atau m :.

ujungnya dengan besarnya arus b. Resistor Variable

yang mengalir disepanjang Resistor variabel mempunyai
bermacam-macam bentuk, tetapi
penghantar adalah sama. Dengan yang paling populer adalah
potensiometer karbon dan gulungan
demikian untuk setiap penghantar kawat. Tipe karbon lebih cocok
diaplikasikan untuk daya rendah
berlaku : (umumnya kurang dari 1 watt). Tipe
gulungan kawat digunakan untuk
Tegangan.Pada.pengantar tetap daya maksimum 3 watt.
Arus.dalam.penghantar
c. Nilai Resistansi
Hubungan dalam rumus
- Tertulis pada body resistor,
tersebut diatas bersifat linier dan mempunyai toleransi 10%.

bila digambarkan berbentuk garis Misal : tertulis 100 :, maka nilainya
(90 - 110) :.
lurus. Harga tetap pada rumus
- Dekade seri, misal : seri E6
diatas ternyata adalah nilai tahanan mempunyai toleransi 20%; seri E
12 mempunyai toleransi 10%; dan
dari penghantar itu dalam satuan seri E 24 mempunyai
toleransi 5%.
ohm. Kode warna, ada dua metode,

I.(Amp) V (Volt ) antara lain metode : empat pita; dan
R(ohm) lima pita . Tipe dan aplikasi resistor
yang sering ditemui adalah seperti
(formula ini disebut hukum Ohm) tabel 1.1 :

Tipe dan aplikasi resistor yang 9

sering ditemui adalah sebagai

berikut. Rangkaian elektronik yang

sangat komplek, mungkin terdiri

dari beberapa ratus komponen.

Komponen-komponen tersebut

mempunyai bermacam-macam

katagori, antara lain ada komponen

yang tidak dapat menguatkan

(misal : resistor, kapasitor, dan

induktor), dan ada pula kompoen

yang dapat menguatkan/ amplifikasi

atau berfungsi sebagai saklar (misal

: Transistor, IC).

a. Resistor

Hampir dapat dipastikan pada
semua rangkaian elektronik

Tabel 1.1 Tipe dan aplikasi resistor

Tipe Karakteristik Aplikasi

Carbon Murah, toleransi rendah Keperluan umum yang tidak
composition koefisien temperatur kritis, penguat sinyal besar,
rendah, ada desah, dan dan catu daya.
Carbon film kestabilan rendah.
Keperluan umum : bias,
Metal film Toleransi tinggi, kestabilan beban, dan pull-up.
tinggi
Keperluan umum dan
Koefisien suhu rendah, rangkaian desah rendah:
kestabilan tinggi bias dan beban rangkaian
penguat tingkat rendah

Metal oxide Desah sangat rendah, Keperluan umum : amplifier

kestabilan dan keandalan desah rendah dan sinyal

tinggi. kecil.

Aluminium clad Disipasi sangat tinggi Catu daya dan beban daya
wirewound tinggi

Ceramic Disipasi tinggi Catu daya.
wirewound Disipasi tinggi
Catu daya, penguat daya
Silicon and dan kendali

vitreous enamel

wirewound

Metode empat pita

Toleransi
Pengali
Angka II
Angka I

Gambar 1.12. Kode Warna Resistor Empat Pita

10

Keterangan :

Angka I, II dan III Pengali Toleransi

Hitam =0 Perak = 0.01 Merah = r 2%

Coklat =1 Emas = x 0.1 Emas = r 5%

Merah =2 Hitam = x 1

Orange = 3 Coklat = x 10 Perak = r 10%

Kuning =4 Merah = x 100 Tanpa warna =r 20%

Hijau =5 Orange = x 1000

Biru = 6 Kuning = x 10.000

Ungu =7 Hijau = x 100.000

Abu-abu = 8

Putih =9 Biru = x 1.000.000

contoh :

Kuning = 4
Ungu = 7
Emas = x 0.1
jadi, nilai resistansi = 47 x 0.1 = 4.7: r 10%
Perak = r 10% = 4R7 r 10%

Gambar 1.13. Rangkaian

Metode lima pita

Toleransi

Pengali
Angka III
Angka II
Angka I

Gambar 1.14. Kode Warna Resistor Lima Pita

11

Contoh

Coklat = 1 Jadi, nilai resistance
Hitam = 0 = 100 x 100 = 10.000 r 5%
Hitam = 0 = 10 K r 5% :
Merah = x 10
Emas = r 5%

Gambar 1.15. Rangkaian

Ada kode huruf yang menyatakan posisi titik desimal pengali dan

toleransi, yang digunakan untuk menentukan nilai resistansi, antara lain :

Kode Pengali Kode Toleransi

R x1 F r 1%

K x 1000 G r 2%

M x 1.000.000 J r 5%

K r 10%

M r 20%

Contoh : Nilai Toleransi
Kode

R22M 0.22: r 20%
4R7K 4.7 : r 10%
68RJ 68 :
1MOF 1M : r 5%
r 1%

d. Aplikasi Resistor

- Hubungan seri R = R1 + R2 e. Termistor

- Hubunganparalel Termistor (thermally sensitive
resistor) adalah komponen
1 1 1 elektronika yang mempunyai .
R R1 R2 sifat/karakteristik resistansinya

- Pembagi tegangan Vout = Vin bervariasi terhadap perubahan
suhu. Karena sifat inilah, maka

- Pembagi arus Iout = Iin R1 - didalam aplikasinya sering
R2 R2 digunakan sebagai elemen
sensor kompensasi suhu. Ada 2

tipe termistor ; PTC (Positive

12

Temperature Coefficiant), dan listrik. Aplikasi kapasitor antara
NTC (negative temperature lain sebagai kapasitor
coefficient). penyimpan pada catu daya,
kopling sinyal AC antara tingkat
f. Kapasitor penguat dan kopling DC catu
daya. Nilai kapasitansi, biasanya
Kapasitor adalah komponen dinyatakan dengan besaran: uF,
elektronik yang sangat penting nF atau pF. Tipe dan aplikasi
untuk memperbaiki kerja kapasitor yang sering ditemui
rangkaian elektronik, dan dapat adalah sebagai berikut :
berfungsi untuk menyimpan
energi dalam bentuk medan

Tabel 1.2 Tipe dan aplikasi kapasitor

Tipe Karakteristik Aplikasi

Keramik Ukuran kecill, De-kopling frekuensi menengah
dan tinggi, timing, kompensasi
induktansi rendah

suhu,

Elektrolit Nilai kapasitansi Reservoir catu daya, de-kopling

relatif besar, frekuensi rendah

polarisasi

Metal - film Nilai kapasitansi Reservoir catu daya tegangan
Mika tinggi DC, koreksi faktor daya
sedang, cocok untuk pada rangkaian AC

aplikasi tegangan

tinggi, relatif mahal

Stabil, koefisien suhu Osilator frekuensi tinggi, timing,

rendah filter, pulsa

Polikarbonat Kestabilan tinggi, Rangkaian timing dan filter

ukuran fisik kecil.

Poliyester Keperluan umum Kopling dan de-kopling

Polipropilin Hilang dielektrik Kopling dan de-kopling rangkaian
Polistirin tegangan tinggi filter utama
Tantalum sangat rendah
Timing, filter, osilator dan
Harga murah, aplikasi deskriminator

tegangan rendah .

Nilai kopel relatif Kopling dan de-kopling
besar ukuran fisik
sangat kecil.

13

g. Aplikasi kapasitor (d) Low-Pass filter C-R
(e) High-pass filter C-R
- Hubungan seri 1/C = 1/C1 +1/C2 (f) Filter C-R kaskade
- Hubungan paralel C = C1 + C2 (g) Band pass filter C-R
- Kapasitor didalam rangkaian AC (h) Low-pass dan high-pass filter

Reaktansi kapasitip dinyatakan L-C
(I) Band-pass filter L-C seri
sebagai rasio tegangan (j) Band-pass L-C paralel

terhadap arus kapasitor dan Transformator (trafo)

diukur dalam :. Berdasarkan fungsinya, trafo
dibagi menjadi empat kategori :
XC VC I 1 .: - Trafo utama /daya (50 Hz, atau
IC 2S .f .c Z.f .c
60 Hz )
Induktor - Trafo frekuensi audio ( 20 Hz -

Induktor adalah komponen 20 Khz )
elektronika yang jarang - Trafo frekuensi tinggi
digunakan seperti halnya
resistor atau kapasitor. tetapi (t 100 k Hz)
penting didalam aplikasinya - Trafo pulsa ( 1k Hz - 100 kHz)
sebagai filter frekuensi tinggi Hubungan antara tegangan
dan penguat frekuensi radio. primer dan sekunder
Nilai induktansi biasanya
dinyatakan dengan besaran : H, VP NP
mH, nH. VS NS
Tipe induktor yang sering Vp = Tegangan primer
ditemui adalah : Vs = Tegangan sekunder
RM6, RM7, dan RM10. Np = Belitan primer
Ns = Belitan sekunder
Aplikasi Induktor
Hubungan antara arus Primer dan
- Hubungan seri L = L1 + L2 sekunder
- Hubungan paralel 1/L = 1/L1 + Ip = Arus Primer
Is = Arus sekunder
1/L2 Np = Belitan Primer
- Induktor didalam rangkaian AC : Ns = Belitan sekunder
IS NP
Reaktansi induktif dinyatakn IP NS

sebagai rasio tegangan terhadap Daya Trafo ( VA )

arus induktor dan diukur dalam : Daya trafo dapat diestimasi
dengan perhitungan : Total daya
XL VL 2.S .f .L Z.L.:
IL 14

Rangkaian R, L, dan C

(a). Rangkaian timing C-R dan
karakteristiknya

(b) Integrator C-R
(c Differensiator C-R

yang dikonsumsi oleh beban c. Dioda Schottky .
dikalikan 1.1.
Dioda schottky mempunyai
Daya trafo = 1.1 x Ps (VA)
karakteristik “fast recovery”,

1.4. SEMIKONDUKTOR (waktu mengembalikan yang

cepat, antara konduksi ke non

Semikonduktor dapat mencakup konduksi). Oleh karena

beberapa alat/komponen karakteristiknya ini, maka banyak

elektronika, antara lain mulai dari diaplikasikan pada rangkaian daya

dioda s/d VLSI. ( Very Large modus “saklar”. Dioda ini dapat

Scale Integrated ) membangkitkan drop tegangan

maju kira-kira setengahnya dioda

1. Dioda silikon konvensional, dan waktu

Dioda adalah alat elektronika kembali balik sangat cepat.
dua-terminal, yang hanya
mengalirkan arus listrik dalam d. Optoelektronika
satu arah apabila nilai
resistansinya rendah. Optoelektronika adalah alat

Bahan semikonduktor yang yang mempunyai teknologi
digunakan umumnya adalah
silikon atau germanium. penggabungan antara optika dan

Jika dioda dalam keadaan elektronika. Contoh alat
konduksi, maka terdapat tegangan
drop kecil pada dioda tersebut. optoelektronika antara lain : LED

Drop tegangan silikon | 0,7 V; (Light Emitting Dioda), foto dioda,
Germanium | 0.4V.
foto optokopler, dan sebagainya.

a. Aplikasi Dioda e.L E D

Sesuai dengan aplikasinya LED adalah sejenis dioda,
dioda, sering dibedakan menjadi yang akan memancarkan cahaya
dioda sinyal dan dioda penyearah. apabila mendapat arus maju
(a) Penyearah setengah gelom - sekitar 5 a 30 mA. Pada umumnya
LED terbuat dari bahan galium
bang pospat dan arsenit pospit.
(b). Penyearah Gelombang Penuh Didalam aplikasinya, LED sering
digunakan sebagai alat indikasi
status/kondisi tertentu, tampilan
“Seven-segment, dan sebagainya.

b. Dioda Zener f. Fotodioda

Dioda zener adalah dioda Foto dioda adalah jenis foto
detektor, yaitu suatu alat
silikon, yang mana didesain optoelektronika yang dapat
mengubah cahaya yang datang
khusus untuk menghasilkan mengenanya menjadi besaran
listrik. Prinsip kerjanya apabila
karakteristik “breakdown” sejumlah cahaya mengena pada
persambungan, maka dapat
mundur,. Dioda zener sering

digunakan sebagai referensi

tegangan.

15

mengendalikan arus balik di i. LDR
dalam dioda.
Di dalam aplikasinya, foto dioda LDR (Light Dependent
sering digunakan untuk elemen Resistor) adalah komponen
sensor/detektor cahaya. elektronika yang sering digunakan
sebagai transduser/elemen sensor
g. Fototransistor cahaya. Prinsip kerja LDR apabila
cahaya yang datang mengena
Fototransistor adalah jendela LDR berubah, maka nilai
resistansinya akan berubah pula.
komponen semikonduktor LDR disebut juga sel
fotokonduktip.
optoelektronika yang sejenis

dengan fotodioda. Perbedaannya

adalah terletak pada penguatan

arus Edc. Jadi, pada fototransistor j. S C R

akan menghasilkan arus Edc kali SCR (Silicon Controlled

lebih besar dari pada fotodioda. Rectifier) disebut juga “thyristor”,

h.Optokopler adalah komponen elektronika tiga-

terminal yang keluarannya dapat

Optokopler disebut juga dikontrol berdasarkan waktu

optoisolator adalah alat penyulutnya. Di dalam

optoelektronika yang mempunyai aplikasinya, SCR sering

teknologi penggabungan dua digunakan sebagai alat

komponen semikonduktor di “Switching” dan pengontrol daya

dalam satu kemasan, misalnya : AC.

LED - fotodioda, LED - k. TRIAC

fototransistor dan sebagainya. Triac adalah pengembangan
dari SCR, yang mana mempunyai
Prinsip kerja optokopler adalah karakteristik dua-arah
(bidirectional). Triac dapat disulut
apabila cahaya dari LED mengena oleh kedua tegangan positip dan
negatip. Aplikasinya, triac sering
foto dioda atau foto transistor, diguna- kan sebagai pengontrol
gelombang penuh
maka akan menyebabkan

timbulnya arus balik pada sisi

fotodioda atau foto transistor

tersebut. Arus balik inilah yang

kana menentukan besarnya

tegangan keluaran. Jadi apabila

tegangan masukan berubah,

maka cahaya LED berubah, dan

tegangan keluaran juga berubah.

Didalam aplikasinya, optokopler

sering digunakan sebagai alat

penyekat diantara dua-rangkaian

untuk keperluan pemakaian

tegangan tinggi.

16

Tabel 1. 3. Macam-macam Tipe Triac

Type BC109 BC184L BC212L TIP31A TIP3055
Silicon Silicon Silicon Silicon
Material Construction Silicon n-p-n n-p-n n-p-n n-p-n
TO92 TO92 TO220 TAB
Case style n-p-n 300 mW 300 mW
200 mA -200 mA
Maximum collector TO18
power 30 V -50 V

Dissipaition (Pc) 360 mW 45 V -60 V 40 W 90 W
3A 15A
Maximum collector 100 mA 250 60-300
Current (Ic) 20 V 60 V 60V
30 V
Maximum Collector 60V 100V
Emitter voltage (Vceo)
Maximum collector

base voltage (Vcbo)

Current gain (hfe) 200-800 10-60 5-30

Transition frequency 250 MHz 150 MHz 200 MHz 8 MHz 8MHz

l. DIAC Transistor dapat digunakan

Diac adalah saklar bermacam-macam aplikasi namun

semikonduktor dua-terminal yang dapat dikategorikan sebagai

sering digunakan berpasangan berikut :

dengan TRIAC sebagai alat - Transistor linear, didesain untuk

penyulut (trigger). aplikasi linear (penguatan

tegangan tingkat rendah)

2. Transistor (Transfer Resistor) - Transistor daya, didesain untuk

beroperasi tingkat daya tertentu

Transistor adalah salah satu (daya frekuensi audio dan

komponen semikonduktor yang sebagainya)

dapat digunakan untuk - Transistor frekuensi radio,

memperkuat sinyal listrik, sebagai didesain khusus untuk aplikasi

sakelar dan sebagainya. Pada frekuensi tinggi

dasarnya transistor terbuat dari - Transistor tegangan tinggi,

bahan silikon atau germanium. didesain khusus untuk

Jenis transistor adalah PNP dan menangani keperluan tegangan

NPN simbol kedua jenis transistor tinggi

adalah sebagai berikut :

17

Kerja transistor dapat dijelaskan fungsi transistor, tetapi prinsip
dengan bantuan grafik garis dasar kerjanya berbeda. Ada dua
beban DC dan rangkaian dasar jenis FET, antara lain : JFET
bias-basis sebagai berikut : (junction field effect transistor),
dan MOSFET (Metal-Oxide Semi
Perpotongan dari garis beban Conductor Field Effect Transistor).
DC dengan kurva arus basis Seluruh jenis FET dapat dibagi
disebut titik kerja (titik Q) atau titik menjadi dua versi, yaitu : kanal P,
stasioner. dan kanal N. Simbol JFET dan
Contoh karakteristik beberapa tipe karakteristiknya adalah seperti
transistor berikut ini :
Contoh karakteristik FET dapat
a. F E T disusun sesuai konfigurasinya,
adalah sebagai berikut :
FET (Field effect transistor)
adalah komponen semikonduktor
yang dapat melakukan berbagai

Tabel 1.4. Mode of operation

Parameter Common source Common drain Common gate
Voltage Medium Unity High
gain (40) (1) (250)
Current
gain Very high Very high Unity
Power gain (200.000) (200.000) (1)
Very high
Input (8.000.000) Very high High
Very high (200.000) (250)

Very high Low

resistance (1 M:) (1 M:) (500 :)

Output (Medium/high Low High

resistance (50 k:) (200 :) (150 k:)
Phase shift 180q 0q 0q

b. JFET

JFET sangat luas digunakan pada 3. IC (Integrated Circuit)

rangkaian penguat linier, IC adalah bentuk rangkaian
integrasi yang terdiri dari
sedangkan MOSFET sering beberapa komponen elektronik,

dipakai pada rangkaian digital. 18

misalnya : transistor, dioda, dan OPAMP (Operational Amplifier)
resistor. Ukuran relatif alat dan IC digital misalnya IC-TTL
semikonduktor chip ditentukan (Transistor - Transistor Logic).
oleh apa yang disebut dengan
skala-integrasi (SI). Terdapat 4. OP-AMP
beberapa skala integrasi ukuran
IC, antara lain SSI, MSI, LSI, OP-AMP adalah rangkaian
VLSI, dan SLSI. IC dapat dibagi penguat operasional yang
menjadi dua kelas umum, antara berbentuk IC (chip). Simbol Op-
lain ; IC linier (analog), dan IC Amp adalah seperti gambar 1.16.
digital. Contoh IC analog adalah sebagai berikut :

V2 Vo

A

V1

Gambar 1.16. Simbol OP-AMP

Contoh karakteristik beberapa tipe Op-Amp adalah seperti tabel 1- 5. :

Type Tabel 1- 5 karakteristik beberapa tipe Op-Amp 7611
741 355 081 3140

Technology Bipolar JFET BIFET MOSFET CMO

Open loop voltage 106 106 106 100 102
1012: 1012: 1012: 1012:
gain(dB)

Input resistance 2 M:

Full-power bandwidth 10 60 150 110 50*
0,5 0.16*
(kHz) 1 5 13 9 15
355
Slew rate (V/us) 90 91*

Input offset voltage

(mV)

Common mode

rejection ratio (dB) 100 76 90

Di dalam aplikasinya OP-AMP, dan paket empat (tipe quad).
ada yang berbentuk paket Sebenarnya ada tiga konfigurasi
tunggal, berpasangan (tipe dual) 1 dasar Op-Amp, yaitu inverting,

19

non-inverting, dan differential baik dari sumber 3 phase maupun
1 phase yang dihubungkan
amplifier. Namun dapat dengan baterai dengan kapasitas
tertentu sesuai kebutuhan dan
dikembangkan menjadi tingkat kepentingannya.

konfigurasi penguat yang lainnya. Kapasitas baterai biasanya
disesuaikan dengan kebutuhan
Beberapa konfigurasi Op-Amp yang ada pada unit pembangkit itu
sendiri baik sebagai back up
dan rumus persamaannya adalah power ataupun start up unit. 2.

sebagai berikut :

(a) Inverting (e) Summer

(b) Non-Inverting (f) Differensiator

(c) Differential (g) Integrator

(d) Voltage Follower

(h) Instrumentation Amplifier 1.Penggunaan Sistem DC
Power

1.5. Sistem DC Power Sistem DC Power pada unit

DC Power adalah alat bantu pembangkit digunakan untuk

utama yang sangat diperlukan mensuplai tenaga listrik

sebagai suplai arus searah (direct keperalatan-peralatan yang

current) yang digunakan untuk menggunakan arus searah,

peralatan-peralatan kontrol, seperti :

peralatan proteksi dan peralatan Motor-motor arus searah

lainnya yang menggunakan (Motor DC), seperti untuk EOP

sumber arus DC, baik untuk unit Sistem Kontrol dan

pembangkit dalam keadaan Instrumentasi, seperti kontrol

normal maupun dalam keadaan turbin, kontrol boiler,

darurat (emergency). switchgear.

Pada beberapa unit Relay Proteksi

pembangkit kecil, khususnya Lampu Penerangan

Pembangkit Listrik Tenaga Gas (Emergency Lamp).

(PLTG) maupun Pembangkit Inverter (UPS)

Listrik Tenaga Diesel (PLTD) 2. Instalasi Sistem DC Power

dengan kapasitas daya terpasang

kecil, sumber DC Power Instalasi sistem DC power
suatu pembangkit berfungsi untuk
digunakan sebagai start-up unit. menyalurkan suplai DC yang
dipasok oleh rectifier atau charger
Dalam instalasi sumber tiga fasa maupun satu fasa yang
tegangan/ arus searah (direct dihubungkan dengan satu atau
current, DC) meliputi panel-panel dua set baterai.
kontrol, instalasi / pengawatan
listrik, meter-meter, indikator dan Terdapat 3 (tiga) jenis instalasi
perlengkapan lainnya seperti : atau suplai DC power yang
charger, baterai dan inverter. digunakan di unit pembangkit,
antara lain:
Sumber Instalasi DC Power
dipasok oleh rectifier atau charger

20

Instalasi Sistem DC Power digunakan untuk Telekomunikasi
220 / 250 Volt, (Telepon/Facsimile) dan Telepro-
teksi (khusus di Gardu Induk).
Instalasi Sistem DC Power
110 / 125 Volt, Sedangkan instalasi DC power
dengan sumber tegangan 24 volt
Instalasi Sistem DC Power DC biasa digunakan pada
24 / 48 Volt Emergency Diesel Generator
untuk Starting Aplications
1.5.1. Instalasi Sistem DC Power
220/250 Volt, 220 Vac
EDG Charger
Instalasi DC power dengan
sumber tegangan 220/250 Volt ini 24 Vdc
dipasok dari charger yang
dihubungkan dengan baterai pada Load Recharger
panel DC. Dari panel DC ini Gambar 1. 17
digunakan untuk mensuplai : Instalasi Sistem DC Power

ƒ DC Station Board, antara lain Pola Instalasi DC Power
untuk Motor-motor, Indikator, Instalasi pada sistem DC
Lampu Penerangan dll
power terdiri dari beberapa pola
ƒ Inverter yang digunakan untuk atau model berdasarkan kondisi
mensuplai Kontrol dan peralatan yang terpasang. Hal ini
Instrumentasi pada turbin, juga dipengaruhi oleh tingkat
boiler, switchgear dll. keandalan yang dibutuhkan dan
kemampuan dari sumber DC itu
1.5.3.Instalasi Sistem DC Power sendiri.
110 / 125 Volt,
Pola 1
Instalasi DC power dengan Pola 1 ini terdiri dari : 1 trafo PS,
sumber tegangan 110/125 Volt ini
dipasok dari charger yang 1 charger, 1 baterai dan 1 bus DC.
dihubungkan dengan baterai pada Dalam hal ini pengaman utama
panel DC. Dari panel DC ini dan pengaman cadangan
digunakan untuk mensuplai 125 menggunakan MCB yang berbeda
Volt DC Station Board, untuk seperti terlihat pada gambar 1.18
mensuplai :
ƒ Kontrol & Instrumentasi seperti 21

pada Turbin, Boiler, Ash &
Dash Handling dll.
ƒ Relay Proteksi
ƒ Motor-motor DC 110/125 Volt

1.5.3. Instalasi Sistem DC Power
48 Volt,

Instalasi DC power dengan
sumber tegangan 48 volt biasanya

Gambar 1.18. Pola 1 Instalasi Sistem DC Power

Pola 2 Sistem 1 : PS 1, Charger 1
dan Baterai 1, beroperasi
Pola 2 ini terdiri dari : 2 trafo memikul beban
PS, 2 charger, 2 baterai dan 1 bus
DC. Sistem 2 : PS 2, Charger 2
dan Baterai 2, beroperasi
Dalam hal ini pengaman utama tanpa beban
dan pengaman cadangan
menggunakan MCB yang berbeda Sistem 1 dan sistem 2 beroperasi
seperti terlihat pada gambar secara bergantian yang dilakukan
dibawah ini. oleh Interlock System DC Utama

Pola operasinya adalah :

22

Gambar 1.19. Pola 2 Instalasi Sistem DC Power

Pola 3 Pada posisi normal sistem 1
dan sistem 2 operasi secara
Pola 3 ini terdiri dari : 2 trafo terpisah, posisi MCB keluar (MCB
PS, 2 charger, 2 baterai dan 2 bus kopel interlock dengan MCB
DC. Pengaman utama dan sistem 1 dan sistem 2).
cadangan menggunakan MCB
yang berbeda. Pada saat pemeliharaan
sistem 1, MCB sistem 1 dilepas
Pola operasinya adalah : maka MCB kopel akan masuk
Sistem 1 : PS 1, Charger 1 secara otomatis. Demikian juga
sebaliknya. Lihat diagram
dan Baterai 1, beroperasi dibawahini
memikul beban
Sistem 2 : PS 2, Charger 2
dan Baterai 2, beroperasi
tanpa beban

23

Gambar 1.20. Pola 3 Instalasi Sistem DC Power
Pola instalasi diatas adalah hanya contoh dari sekian banyak pola instalasi
yang berkembang saat ini khususnya di unit pembangkit yang memerlukan
keandalan yang tinggi dengan pola pengoperasian yang tinggi juga.

24

1.6. Charger = ( 0,2 x 200A ) + 10A
= 40A + 10A
Charger sering juga disebut = 50 Ampere

Converter adalah suatu rangkaian Jadi kapasitas rectifier minimum
yang harus disiapkan adalah
peralatan listrik yang digunakan sebesar 50 Ampere.

untuk mengubah arus listrik bolak Sumber tegangan AC untuk
rectifier tidak boleh padam atau
balik (Alternating Current, disingkat mati. Untuk itu pengecekan
tegangan harus secara rutin dan
AC) menjadi arus listrik searah periodik dilakukan baik tegangan
inputnya (AC) maupun tegangan
(Direct Current, disingkat DC), yang outputnya (DC).

berfungsi untuk pasokan DC power 1.6.1. Jenis Charger atau
Rectifier
baik ke peralatan-peralatan yang
Jenis charger atau rectifier ada
menggunakan sumber DC maupun 2(dua) macam sesuai sumber
tegangannya yaitu rectifier 1 phasa
untuk mengisi baterai agar dan rectifier 3 phasa

kapasitasnya tetap terjaga penuh 1.Rectifier 1 ( Satu ) Fasa

sehingga keandalan unit Yang dimaksud dengan rectifier
1 fasa adalah rectifier yang
pembangkit tetap terjamin. Dalam rangkaian inputnya menggunakan
AC suplai 1 fasa. Melalui MCB
hal ini baterai harus selalu sumber AC suplai 1 fasa 220 V
masuk ke dalam sisi primer trafo
tersambung ke rectifier. utama 1 fasa kemudian dari sisi
sekunder trafo tersebut keluar
A~ D tegangan AC 110V, kemudian
=C C melalui rangkaian penyearah
dengan diode bridge atau thyristor
Gambar 1.21. Prinsip Converter bridge. Tegangan AC tersebut
atau Charger atau Rectifier diubah menjadi tegangan DC 110V.
Keluaran ini masih mengandung
Kapasitas rectifier harus ripple cukup tinggi sehingga masih
disesuaikan dengan kapasitas diperlukan rangkaian filter untuk
baterai yang terpasang, setidaknya memperkecil ripple tegangan
kapasitas arusnya harus mencukupi output.
untuk pengisian baterai sesuai
jenisnya yaitu untuk baterai alkali
adalah 0,2 C (0,2 x kapasitas)
sedangkan untuk baterai asam
adalah 0,1C (0,1 x kapasitas)
ditambah beban statis (tetap) pada
unit pembangkit.

Sebagai contoh jika suatu unit
pembangkit dengan baterai jenis
alkali kapasitas terpasangnya
adalah 200 Ah dan arus statisnya
adalah 10 Ampere, maka minimum
kapasitas arus rectifier adalah :

25

2. Rectifier 3 ( Tiga ) Fasa. memperkecil ripple tegangan
input.
Yang dimaksud dengan
rectifier 3 ( tiga ) fasa adalah 1.6.2.Prinsip Kerja Charger
rectifier yang rangkaian inputnya
menggunakan AC suplai 3 fasa. Sumber tegangan AC baik yang
Melalui MCB sumber AC suplai 3 1 fasa maupun 3 fasa yang masuk
fasa 380 V masuk ke dalam sisi melalui terminal input trafo step-
primer trafo utama 3 fasa down dari tegangan 380V/220V
kemudian dari sisi sekunder trafo menjadi tegangan 110V kemudian
tersebut keluar tegangan AC oleh diode penyearah / thyristor arus
110V per fasa kemudian melalui bolak balik ( AC ) tersebut dirubah
rangkaian penyearah dengan menjadi arus searah dengan ripple
diode bridge atau thyristor bridge, atau gelombang DC tertentu.
arus AC tersebut dirubah menjadi
arus DC 110V yang masih Kemudian untuk memperbaiki
mengandung ripple lebih rendah ripple atau gelombang DC yang
dibanding dengan ripple rectifier 1 terjadi diperlukan suatu rangkaian
fasa akan tetapi masih diperlukan penyaring ( filter) yang dipasang
juga rangkaian filter untuk lebih sebelum terminal output.

Gambar 1.22 Contoh Rangkaian Rectifier

26

1.6.3. Bagian-bagian Charger 3. Thyristor

Charger yang digunakan pada Suatu bahan semikonduktor
pembangkit tenaga listrik terdiri dari seperti diode yang dilengkapi
beberapa peralatan antara lain dengan satu terminal kontrol,
adalah : Thyristor berfungsi untuk merubah
arus bolak-balik menjadi arus
1. Trafo utama searah.

Trafo utama yang terpasang Thyristor mempunyai 3 (tiga)
di rectifier merupakan trafo Step- terminal yaitu :
Down (penurun tegangan) dari
tegangan AC 220/380 Volt menjadi x Terminal positif ( anode )
AC 110V. Besarnya kapasitas trafo x Terminal negatif ( katode)
tergantung dari kapasitas baterai x Terminal kontrol ( gate ).
dan beban yang terpasang di unit
pembangkit yaitu paling tidak Terminal gate ini terletak
kapasitas arus output trafo harus diantara katode dan anode yang
lebih besar 20 % dari arus bilamana diberi trigger signal positif
pengisian baterai. Trafo yang maka konduksi mulai terjadi antara
digunakan ada yang 1 fasa ada katode dan anode melalui gate
juga yang trafo 3 fasa. tersebut (D = 30o ) sehingga arus
mengalir sebanding dengan
2. Penyearah / Diode besarnya tegangan trigger positif
yang masuk pada terminal Gate
Diode merupakan suatu bahan tersebut.
semi konduktor yang berfungsi
merubah arus bolak-balik menjadi
arus searah. Mempunyai 2 (dua)
terminal yaitu terminal positif
(Anode) dan terminal negatif
(Katode)

Konfigurasi Penyerah ada beberapa macam antara lain:

1. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase

DIODE + ( Positif )

Trafo
1 Fasa

- ( Negatif )

Gambar 1.23. Penyearah Diode ½ Gelombang ( Half Wave ) 1 fase

27

2. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap ( Full Wave ) 1 fase

Gambar 1.24. Penyearah Diode Gelombang Penuh dengan Center Tap
3. Penyearah Diode Gelombang Penuh ( Full Wave Bridge ) 1 fase

Gambar 1.25. Penyearah Diode Gelombang Penuh
4. Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase

28

Gambar 1.26 Penyearah Diode Gelombang Penuh 3 fase
.

5. Penyearah Dengan thyristor

Penyearah dengan thyristor
inilah yang banyak dipakai untuk
rectifier-rectifier yang bisa dikontrol
besar tegangan dan arus
outputnya

Gambar 1.27. Thyristor Gambar 1.29. Penyearah Thyristor
Penyearah Thyristor Gelombang
Penuh 3 fase Gelombang Penuh 3 fase

Gambar 1.28. Penyearah Thyristor 1.7. Automatic Voltage Regulator
3 Fasa (AVR)

Automatic Voltage Regulator
yang terpasang pada rectifier atau
charger adalah merupakan suatu
rangkaian yang terdiri dari
komponen elektronik yang
berfungsi untuk memberikan trigger

29

positif pada gate thyristor sehingga Gambar 1.31. Rangkaian kontrol
pengaturan arus maupun tegangan Tegangan (AVR)
output suatu rectifier bisa dilakukan
sedemikian rupa sehingga 1.7.1. Komponen Pengaturan /
pengendalian arus pengisian ke Setting Tegangan
baterai bisa disesuaikan dengan Floating.
arus kapasitas baterai yang
terpasang. Untuk memenuhi standar

Rangkaian elektronik AVR ini pengisian baterai secara floating
sendiri sangat peka terhadap
kenaikan tegangan yang terjadi maka pengaturan seting
pada rangkaian input misalnya
terjadinya tegangan, Surja Hubung tegangannya perlu dilakukan pada
pada setiap kegiatan switching
pada PMT 20 kV Incoming Trafo rectifier, hal ini dapat dilakukan
yang langsung mensuplai trafo PS
/ Sumber AC 3 )ҏ380V. dengan mengatur Variabel Resistor

Sehingga diperlukan suatu alat pada PCB rangkaian elektronik
proteksi terhadap Tegangan Surja
Hubung (Switching Surge), yaitu AVR, dengan cara memutar ke kiri
berupa rangkaian timer dan
kontaktor yang berfungsi untuk
menunda masuknya tegangan input
rectifier sehingga tegangan surja
hubung tidak lagi masuk ke input
atau ke rangkaian elektronik
(Tegangan Surja Hubung sudah
hilang).

atau ke kanan sesuai dengan

spesifikasi baterai yang terpasang.

Biasanya VR tersebut diberi indikasi

/ tulisan " Floating”

Gambar 1.30 Rangkaian elektronik
AVR

30

Gambar 1.32. Variable Resistor Boost maka pengaturan seting
Floating tegangannya perlu dilakukan pada
rectifier.
1.7.2. Komponen Pengaturan ` Hal ini dapat dilakukan dengan
/ Setting Tegangan mengatur Variabel Resistor pada
Equalizing PCB rangkaian elektronik AVR
dengan cara memutar ke kiri atau
Untuk memenuhi standar ke kanan sesuai dengan spesifikasi
pengisian baterai secara baterai yang terpasang. Biasanya
Equalizing maka pengaturan VR tersebut diberi indikasi / tulisan
seting tegangannya perlu "Boost”
dilakukan pada rectifier, hal ini
dapat dilakukan dengan Gambar 1.34. Variable Resistor
mengatur Variabel Resistor pada “Boost”
PCB rangkaian elektronik AVR
dengan cara memutar kekiri atau 1.7.4. Komponen Pengaturan /
kekanan sesuai dengan Setting Arus (Current
spesifikasi, baterai yang Limiter )
terpasang. Biasanya VR tersebut
diberi indikasi / tulisan Komponen pengaturan atau
"Equalizing” seting arus biasanya dilakukan
untuk membatasi arus maksimum
Gambar 1.33. Variable Resistor output rectifier agar tidak terjadi
Equalizing over load atau over charge pada
1.7.3. Komponen Pangaturan/ baterai, hal ini dapat dilakukan juga
dengan mengatur-Variabel Resistor
Setting Tegangan Boost. (VR) pada PCB rangkaian
Untuk memenuhi syarat/ elektronik AVR, dengan cara
standard pengisian baterai secara memutar ke kiri atau ke kanan
sesuai dengan spesifikasi baterai
yang terpasang. Biasanya VR
tersebut diberi indikasi / tulisan
"Current Limiter".

31

Filter ( Penyaring )

Tegangan DC yang keluar dari

rangkaian penyearah masih

mempunyai ripple / frequensi

gelombang yang cukup tinggi, maka

suatu rangkaian filter (penyaring)

berfungsi untuk memperbaiki ripple

tersebut agar menjadi lebih kecil

sesuai dengan yang Gambar 1.36. Bentuk
gelombang ripple
direkomendasikan d 2% ( Standar
Tegangan Ripple yang terlalu
SE.032 ). besar akan mengakibatkan
lamanya proses pengisian
Tegangan Ripple merupakan baterai, sedangkan pada beban
perbandingan antara unsur dapat menyebabkan kerusakan.
tegangan output AC terhadap unsur Pengukuran tegangan ripple
tegangan output DC. dilakukan pada titik output
charger (sesudah rangkaian
Dibawah ini diperlihatkan rumus Filter LC) dan titik input beban
untuk mencari ripple, adalah : (Output Voltage Dropper).

r Komponen AC x 100% Rangkaian filter ini bisa
KomponenDC terdiri dari rangkaian Induktif,
kapasitif atau kombinasi dari
Sedangkan bentuk gelombang keduanya.
ripple adalah seperti dibawah ini.

Gambar 1.35. Bentuk Gambar 1.37. Rangkaian Filter
gelombang ripple untuk memperbaiki Ripple

Komponen AC adalah harga Untuk rangkaian diatas
RMS dari tegangan output AC. besarnya ripple dan faktor reduksi
Komponen DC adalah harga rata- filternya adalah sebagai berikut :
rata tegangan output
32

Tegangan Ripple 118 % Faktor Reduksi F
(LxC)-1 Dimana,
L = Induktansi dalam Henry
Faktor Reduksi Filter 1,76 C = Kapasitansi dalam mikro farad
(LxC)-1
(PF )
Jadi, 118 dan 1,76 adalah konstanta

Riple = Tegangan Ripple x Rangkaian Fiter C

Rangkaian Fiter L & C

Gambar 1.38. Rangkaian Filter LC dan Filter C

1.8. Rangkaian Voltage Dropper Gambar 1.39. Rangkaian
Voltage Drop
Pada saat rectifier dioperasikan
secara Boost atau Equalizing untuk Rangkaian dropper ini terdiri
mengisi baterai unit pembangkit, dari beberapa diode Silicone atau
maka tegangan output rectifier Germanium yang dirangkai secara
tersebut jauh lebih tinggi dari seri sebanyak beberapa buah
tegangan yang ke beban ( bisa sesuai dengan berapa Volt DC
mencapai 1.7 Volt per sel baterai yang akan di drop. Sebagai
atau 135 Volt ). Agar tegangan contoh bila kenaikan tegangan
output yang menuju beban Equalizing mencapai 135 V
tersebut tetap stabil dan sesuai sedangkan tegangan beban harus
dengan yang direkomendasikan, 122 V, maka tegangan yang
yaitu sebesar 110 V ± 10%, maka didrop sebesar 135 V - 122 V =
diperlukan suatu rangkaian 13V dc, maka diperlukan diode
dropper secara seri sebelum ke sebanyak 13 : 0.8V = 16,25 atau
terminal beban.

33

dibulatkan ± 17 buah. Biasanya perbaikannya memerlukan waktu
setiap diode mampu menurunkan yang cukup lama dan biaya yang
( drop ) tegangan sebesar antara relatif mahal, karena kerusakannya
0.8 - 0.9 vd diikuti rusaknya Thyristor.

1.9. Rangkaian Proteksi Untuk mencegah adanya
Tegangan Surja Hubung kerusakan serupa, maka rectifier
harus dipasang alat yang disebut "
Setiap kegiatan Switching Alat Proteksi Tegangan Surja
Hubung ". Alat ini merupakan
pada instalasi tegangan tinggi rangkaian kontrol yang terdiri dari se
buah timer AC 220V dan 2 buah
selalu terjadi kenaikan tegangan kontaktor, tirner sebagai sensor dan
sekaligus sebagai penunda waktu
secara signifikan dalam waktu yang masuknya sumber AC 3 fasa 380 V
ke input rectifier hingga beberapa
relatif singkat, kenaikan tegangan detik sampai Tegangan surja hubung
hilang atau unit normal kembali,
tersebut kita sebut "Tegangan Surja melalui 2 buah kontaktor sumber AC
3 fasa masuk ke rangkaian Input
Hubung" ( Switching Surge ), rectifier tersebut

tegangan inilah yang sering

merusak rangkaian elektronik

sebagai rangkaian kontrol pada

rectifier sehingga tidak dapat

operasi kembaliSedangkan

34

RANGKAIAN KONTROL THYRYSTOR
ELEKTRONIK BRIDGE

TRAFO FUSE
INDUKTOR TERMINAL
( / Filter L ) OUT

TRAFO
UTAMA

Gambar 1.40. Panel untuk Proteksi

35

.
Gambar 1.41. Rangkaian Alat Proteksi Tegangan Surja Hubung

36