BAB I PENDAHULUAN
SISTEM LISTRIK PERKAPALAN Didalam Pembuatan sebuah kapal maka perencanaan listrik di kapal merupakan langkah awal bagi seorang disainer/perancang listrik di kapal. Sebelum merencanakan instalasi listrik di kapal maka seorang disainer harus mengetahui : 1. Spesifikasi kapal 2. General Arrangement secara keseluruhan 3. Kontruksi kapal secara detail Secara umum alur perencanaan di kapal, khususnya perencanaan dan pekerjaan listrik di kapal dapat dilihat pada gambar 1. Diawali dari seorang owner (pemilik/pemesan kapal) yang ingin memesan/membuat sebuah kapal di sebuah galangan (produsen kapal) maka spesikasi teknis dari kapal yang dibuat akan diajukan ke galangan sebagai bahasa/komunikasi teknis pembuatan kapal. Pihak galangan yang memproduksi kapal menerima permintaan dari owner untuk pembuatan sebuah kapal akan membuat spesifikasi teknis dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : 1. Bentuk dan Ukuran kapal 2. Rules and Regulation 3. Pertimbangan permintaan Owner 4. Cost and Performance
Spesifikasi Teknis (Building Specification) yang dibuat oleh sebuah galangan adalah sbb: 1. Contruction 2. Machinnery 3. Electrical/Electronic
Electrical Power
Electrical Lighting
Internal Communication & Alarm
Monitor Computer
Nautical, Radio
Dsb
Merk, Type, Produsen/Pabrik pembuat dari semua kebutuhan yang ada di Building Specification biasanya juga akan disertakan untuk mempermudah proses pembuatan kapal secara keseluruhan. Pihak galangan akan membuat TENDER ke seluruh produsen yang bisa memenuhi semua kebutuhan kapal yang akan dibuat. Sehingga diharapkan dari produsen akan membuat penawaran/proposal teknik/Bosur yang nantinya bisa dipergunakan sebagai pertimbangan untuk EVALUASI TEKNIS. Evaluasi Teknis diperlukan untuk klarifikasi ketidakjelasan secara teknis semua kebutuhan pembuatan kapal, sehingga akan bisa dipergunakan untuk menentukan peralatanperalatan yang akan digunakan sesuai dengan kesepakatan antara pihak Owner dan Galangan (FINAL SPECIFICATION) Berdasarkan Final Specification, Pihak Owner dan Galangan akan membuat suatu kesepakatan dan negosiasi harga, apabila kedua belah pihak telah tercapai kesepatan maka KONTRAK pembuatan kapal akan ditandangani.. Berdasarkan Kontrak antara pihak Owner dan Galangan maka start pembuatan kapal akan dimulai dan perhitungan waktu dan biaya sudah mulai diperhitungkan sesuai dengan
kesepakatan kontrak. Pihak galangan sudah mulai melakukan Order untuk semua kebutuhan pembuatan kapal dan detail disain dari semua perencanaan kapal mulai dibuat dan dilaksanakan.
PERENCANAAN INSTALASI LISTRIK DI KAPAL ONE LINE DIAGRAM One Line Diagram adalah gambar suatu rangkaian yang menunjukkan lokasi atau penempatan peralatan listrik yang digunakan pada sebuah kapal. One Line Diagram menunjukkan penjelasan tentang pembagian beban dari Main Switch Board ataupun Distributor Board ke beban-beban listrik . Data yang dibutuhkan untuk membuat One Line Diagram : Specification General Arrangement Gambar rencana umum yang menunjukkan bagian-bagian kapal, dimensi kapal, kapasitas muat kapal, bobot mati kapal dan sebagainya. Elementary One Line Diagram Gambar rencana secara global atau keseluruhan sistem pembangkitan dan pendistribusian tenaga listrik di sebuah kapal. Arrangement of Electrical Equipment Gambar susunan atau tata letak peralatan listrik di kapal. Simbol Standart Maker’s Diagram Petunjuk spesifikasi teknis dari suatu peralatan yang dibuat suatu perusahaan. Macam-macam One Line Diagram
1.
Power System Khusus distribusi daya dari generator, yaitu MSB, Feeder Panel, dan Panel Distribution Box.
2.
Lighting System Untuk sistem penerangan utama atau penerangan emergency
3.
Control, Monitoring, dan Alarm System Sistem peralatan, pengontrolan peralatan yang dipakai dan memonitornya, serta sinyal atau alarm system yang akan berfungsi apabila terdeteksi suatu trouble (gangguan).
4.
Communication System Komunikasi internal dan eksternal kapal.
WIRING DIAGRAM Gambar yang menunjukkan arah penarikan kabel dari suatu peralatan listrik keperalatan lainnya, melalui Main/Sub Cable Way dan Penetratrion. Berdasarkan wiring diagram akan dapat diapakai sebagai dasar penentuan Main/Sub Cable Way dan Penetratrion. Sebelum pembuatan Wiring diagram maka harus diketahui terlebih dahulu perencanaan instalasi pipa, instalasi AC serta gambar konstruksi frame-frame pada deck lengkap dengan ukurannya. Hal ini dilakukan pada saat perencanaan main cable way tidak akan terbentur dengan pipa-pipa atau ducting, fram-fram yang sudah dipasang terlebih dahulu. Sehingga dapat menghindari penempatan kabel-kabel yang kurang baik disamping itu akan lebih mudah perbaikannya jika terjadi gangguan-gangguan. Data yang dibutuhkan untuk membuat Wiring Diagram : Lay Out Gambargambar mengenai ruangan-ruangan pada kapal yang melatar belakangi penempatan peralatan listrik
Arrangement of Electrical Equipment One Line Diagram Simbol Standart
ARRANGEMENT MAIN/SUB CABLE WAY Gambar yang menunjukkan perencanaan dan penyusunan tata letak dari pondasi kabel utama atau pencabangan kabel (Main/Sub Cable Way) di dalam kapal. Data yang dibutuhkan untuk membuat Wiring Diagram : Lay Out Wiring Diagram One Line Diagram Arrangement Pipa dan Ducting Gambar rencana susunan dan tata letak pipa-pipa dan saluran udara Konstruksi kapal
INSTALASI MAIN/SUB CABLE WAY Gambar yang menjelaskan pemasangan pondasi Main/Sub Cable Way di dalam kapal, dengan kata lain merupakan detail dari gambar Arrangement Main/Sub Cable Way. Data yang dibutuhkan untuk membuat Wiring Diagram : Lay Out Konstruksi kapal Arrangement Main/Sub Cable Way Arrangement Pipa dan Ducting
Standart Main/Sub Cable Way Aturan-aturan yang harus diperhatikan dalam menyusun atau menginstalasi Main/Sub Cable Way Instalasi Ceiling/Lining Gambar atau data pemesangan peralatan di dalam suatu permukaan atap (ceiling) dan dinding (Lining) Typical Practice Petunjuk cara-cara pemasangan peralatan listrik yang memenuhi syarat dan lazim digunakan
INSTALASI ELECTRICAL EQUIPMENT SEAT Gambar yang menjelaskan rencana susunan tata letak/pondasi peralatan listrik (selain kabel).
FABRIKASI MAIN/SUB CABLE WAY Merupakan pekerjaan pembuatan pondasi jalur kabel utama atau cabang yang meliputi Jenis material, ukuran atau dimensi, jumlah yang dibuat dan jumlah total. Fabrication Drawing sebagai gambar pendukung pelaksana yang merupakan pelengkap penunjang instalasi di lapangan yang dikerjakan oleh bengkel fabrikasi. Data yang dibutuhkan untuk membuat Fabrikasi Main/Sub Cable Way : Instalasi Main Cable Way Standart Main Cable Way Makers Drawing FABRIKASI SEAT
Merupakan pekerjaan pembuatan pondasi peralatan listrik selain kabel yang meliputi Jenis material, ukuran atau dimensi, jumlah yang dibuat dan jumlah total. Data yang dibutuhkan untuk membuat Fabrikasi Main/Sub Cable Way : Instalasi Electrical Equipment Seat Standart Seat Makers Drawing
FABRIKASI PENETRATION Merupakan pekerjaan pembuatan berbagai macam penetrasi. Penetration merupakan penembusan dinding atau deck kapal yang digunakan sebagai jalur kabel. Dalam penggunaannya Penetrasi dibagi menjadi 5 (lima) antara lain : Coaming Penetration for Deck Coaming Penetration for Auxiliary Coaming Penetration for Cable Penetration Pipa Coaming for Cable Penetration Spigot for Cable Penetration Spigot adalah plat tipis sebagai pengaman tembusan atau penetrasi Coaming atau pipa Coaming merupakan tipe dari penetrasi
ARRANGEMENT NAVIGATION LIGHT Gambar yang menunjukkan tata letak lampu-lampu navigasi. Lampu navigasi merupakan persyaratan yang sangat penting dalam pelayaran sehingga perlu adanya penyusunan yang tepat. Tipe kapal tertentu dengan tipe kapal yang lainnya memiliki lampu
navigasi yang sama dalam peletakannya dan memiliki sifat atau tanda-tanda atau sinyal yang sama.
CUTTING LIST OF CABLE Cutting List of Cable merupakan daftar/list pemotongan kabel yang akan digunakan di dalam ruangan atau deck. Data yang digunakan untuk menghitung panjang kabel adalah : One Line Diagram Wiring Diagram Perhitungan panjang kabel yang digunakan harus diberi allowance/tambahan sebesar 20% dari panjang sebenarnya.
PALLET CONTROL LIST Pallet Control List adalah daftar peralatan listrik yang dipakai untuk dicek atau diperiksa. Daftar yang diperlukan untuk membuat Pallet Control List adalah Fabrikasi dan Instalasi Arrangement CONNECTION DIAGRAM Merupakan gambar yang memberi petunjuk cara menghubungkan kabel dari satu alat ke alat lainnya.
TEST PROCEDURE Test Prosedur adalah urutan pengetesan peralatan listrik di kapal dan instalasi listrik di kapal
BAB II SISTEM DISRIBUSI LISTRIK DI KAPAL
Sistem Distribusi Listrik di kapal didistribusikan dari Main Switchboard ke Distribusi panel-panel listrik dan daya listrik terkecil Tenaga listrik disalurkan ke Pusat Pembangkit Tenaga listrik (PPTL) atau Main Switch Board yang akan disalurkan ke pembagi tenaga listrjk (bus bar atau rel distribusi), peralatan-peralatan pemakai daya listrik atau beban. Jumlah beban di kapal tergantung kondisi pelayaran.(At in port, Cargo Handling dsb) Kondisi Low Voltage dengan tegangan 220 Volt. digunakan transformator penurun tegangan dengan rating 380/220 Volt, sedangkan beban tegangan' 24 Volt DC digunakan penyearah daya dengan rating 380/220 ke 220 V/30/24 Volt DC (Step. down transfonner) yang dikoordinasi pada Emergency Switch Board (ESB). Tegangan 380 Volt untuk sumber tenaga bagi motor listrik sebagai penggerak pompa dan peralatan dominan dari beban instalasi listrik di kapal, juga untuk sumber fasilitas penerangan peralatan komunikasi. Bila direncanakan menerima catu daya dari darat dipasang dengan sistem saling mengunci secara elektrik (interlock).
ELEMENTARY ONE LINE DIAGRAM (ELECTRIC POWER SYSTEM) 1. Main Switch Board (MSB) Daya listrik dari Generator disalurkan lee MSB melalui kabel yang sesuai, _ selanjutnya dihubungkan ke Feeder Panel No.1 dan FeederPanel No.2
2. Feeder-feeder Panel Untuk pembagian distribusi daya listrik yang akan dihublmgkan ke Panel Distribution Box-Panel Distribution Box yang akan Inensuplai beban-beban listrik yang ada di kapal. Ada dua Feeder Panel: Feeder Panel No.1: yang akan memberi suplai daya listrik ke : a. Local G.S.P. (Group Starter Panel) & AC 380 V Load Beban yang menggunakan motor listrik untuk bekerjanya atau yang lainnya dan bebanbeban lain yang memerlukan suplai tegangan arus bolak-balik 380 V. b. Shore Connection (SC) Box. Merupakan Suplai hubung darat. Saklar dari suplai darat pada MSB interlock dengan Circuit Breaker Generator sehingga tidak bisa ditutup (ON) bila generator masih terhubung. c. Emergency Switch Board (ESB) diturunkan tegangannya oleh Transformator Step Down phsa 220/24 V dan disearahkan dengan rectifier, dan masuk ke 24 VDC Bus. Tegangan 24 VDC dari Bus ESB dipergunakan untuk keperluan : Pengisian Baterai (Battery Charging) Mensuplai beban DC 24 V (Peralatan Navigasi, Lampu-Iampu navigasi dan Emergency lighting) Mensuplai lampu-Iampu Baterai di setiap deck d. Low Voltage Feeder Panel. Memberikan suplai daya listriknya ke beban-beban AC 220 V Feeder Panel No.2: yang akan lnelnberi suplai daya listrik ke : Local G.S.P. (Group Starter Panel) & AC 380 V Load yang lain
BAB II POWER BALANCE (Load Balance Calculation) Tujuan perhitungan keseimbangan daya adalah menentukan kapasitas Main Generator/ Alternator dan Emergency Generator (bila ada) yang dibutuhkan di kapal. Perhitungan Keseimbangan daya harus diketahui/ditentukan untuk pembuktian bahwa instalasi generator akan diberikan ukuran yang memadai, dengan kata lain bahwa kapasitas generator yang akan ditentukan dapat memenuhi beban total kebutuhan listrik di kapal atau terjadi keseimbangan daya antara kapasitas generator dengan beban total kebutuhan listrik di kapal. Prosedur pehitungan : 1.
Membaca spesifikasi kapal terutama dalam penggunaan daya listrik sesuai dengan fungsi dan kondisi kapal
2.
Mempersiapkan dan mendata seluruh peralatan (equipments) yang membutuhkan tenaga listrik pada kondisi pengoperasian kapal. Beberapa data yang harus dipersiapkan antara lain : a. Menentukan macam-macam pompa yang diperlukan berikut kapasitas dari penggerak pompa b. Menentukan macam-macam alat-alat angkat berikut kapasitas dari penggerak dari alat angkat. c. Menentukan kebutuhan daya untuk penerangan pada setiap ruangan kapal. d. Menentukan peralatan komunikasi dan dayanya. e. Memperkirakan kebutuhan supply cadangan dan keperluan berupa stop kontak f. Dan sebagainya. dan untuk memenuhi estimasi konsumsi daya listrik di kapal maka data-data yang diperlukan adalah : 1. Seluruh perlengkapan yang dioperasikan secara koninyu (terus menerus) 2. Seluruh perlengkapan yang dioperasikan secara intermitten
3. Beban terhubung dari seluruh perlengkapan cadangan. Semua data peralatan/equipment, harus dilengkapi dengan data yang meliputi Kw, Voltage, jumlah dan pada kondisi apa beroperasi. 3.
Perhitungan
total
beban
yang
dinyatakan
dalam
ELECTRICAL
POWER
CONSUMPTION TABLE. Penggunaan daya llistrik disesuaikan dengan pengoperasian kapal (fungsi dan kondisi kapal) untuk masing-masing peralatan listrik dari bagian Hull, Machinerry dan Electrical, misalnya meliputi : a. Pengoperasian kapal saat sea going (berlayar), b. Leaving Port/Manouvering, c. Loading-unloading, at in port atau d. Emegency Service, e. sesuai dengan spesifikasi kapal item 1. 4.
Masukkan daya peralatan listrik (Kapasitas output dan input) sesuai dengan bagiannya (Hull, Machinerry dsb) pada kolom sesuai item 3.
5.
Perhitungkan penggunaan peralatan tersebut pada beban kontinyu (Continuous Load) dan Bebab sesaat/tidak kontinyu (intrmitten) dengan memperhitungkan load factornya (demand factor).
6.
Penentuan load factor pada masing-masing peralatan sesuai dengan data power factornya atau sesuai dengan pengalaman yaitu : 30% - 100% dengan mempertimbangkan jenis peralatan listrik dan sistem pengoperasiannya, antara lain : 100% untuk heater dan lampu pijar, 80-95% untuk motor-motor listrik dengan mempertimbangkan system pengoperasian kapal atau 40-50% untuk motor-motor listrik yang bekerja bergantian dengan motor lainnya.
7.
Kalikan load factor yang telah ditentukan sesuai item 5 dengan total daya input peralatan listrik tersebut dimana peralatan tersebut beroperasi (lihat tabel item 3).
8.
Jumlahkan seluruh beban di masing-masing kondisi pengoperasian kapal.
9.
Perhitungan Total Daya : Daya masuk total dari seluruh perlengkapaan pemakai daya yang terhubung tetap (kontinyu) ditambahkan pemakai daya yang hanya bekerja intermitten (sesaat) dikalikan factor kebersamaan waktu, atau perhitungan tersebut dapat dirumuskan sbb : PT = PL (continyue) + K. PL (Intermitten) Dimana : PT = Daya total beban (KW) PL = Daya beban (Kw) K = Common Simultaniety Factor/Diversity Factor Diversity factor/Faktor kebersamaan waktu adalah sebesar :
1 (satu) untuk continous load dengan asumsi peralatan sebesar beban tersebut diigunakan secara terus menerus.
0.5 (setengah) untuk intermitten load dengan asumsi bahwa total beban dari peralatan-peralatan tersebut (beban intermitten) setengah dari total bebannya digunakan secara bersamaan.
10. Total beban item 9 dipakai sebagai pertimbangan untuk memilih Generator atau Emergency Generator. 11. Generator/alternator dan Emergency Generator dipilih dari brosur dengan kapasitas daya lebih besar 15% - 20% dari total daya pada item 10.
Diversity Factor : Faktor yang menentukan beban-beban pada Intermitten yang dioperasikan secara bersama-sama
KONDISI KEAMANAN SISTEM KELISTRIKAN KAPAL Dalam kondisi pelayaran di laut maka kapal harus mempunyai tingkat keselamatan yang tinggi sehingga selama kapal berlayar di lautan lepas akan aman, nyaman sampai di tempat tujuan. Aturan-aturan keselamatan selama kapal berlayar telah diatur didalam Aturanaturan klas dan Regulasi (Rules and Regulation). Tingkat keselamatan selama kapal berlayar apabila ditinjau dari sistem kelistrikan kapal maka ada beberapa hal yang harus terpenuhi sesuai dengan aturan klas dan regulasi : 1. Generator cadangan 2. Emergency Generator 3. Baterai Penentuan Generator : Penentukan dari generator merupakan penentuan yang sulit karena tidak ada formula yang pasti untuk menentukan kapasitas Generator atau Emergency Generator. Sehingga didalam menentukan kapasitas Generator yang Optimal maka ada beberapa pertimbanganpertimbangan yang perlu diperhatikan : 1. Total beban Listrik di kapal (dari semua kondisi pelayaran kapal). Terutama dipertimbangkan untuk beban yang paling besar (agar supaya beban listrik terbesar di kapal dapat disupali secara penuh oleh Generator) dan beban yang paling kecil (agar supaya penggunaan generator pada saat beban terkecil akan mempunyai efisiensi yang tinggi) 2. Minimal ada satu generator cadangan 3. Load Factor Generator ≤ 85 % Hal ini dimaksudkan agar penggunaan Generator di kapal Optimal, sehingga Generator akan dapat dipergunakan selama selang waktu yang lama/life time meningkat Penentuan Emergency Generator : Emergency Generator dipergunakan apabila kondisi Generator Utama dan Generator Cadangan mengalami kerusakan/shut down, sehingga beban yang harus disuplai adalah bebanbeban kondisi emergency (tidak semua beban di kapal) yang besarnya ditentukan oleh
rules/regulasi yang dipergunakan oleh kapal. Sehingga didalam menetukan besarnya kapasitas Emergency Generator harus mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut : 1. Perhitungan Total beban pada kondisi Emergency 2. Arus Starting Terbesar Dari semua beban tersebut (1 dan 2) dipilih yang paling besar untuk menetukan acuan besarnya kapasitas emergency generator yang dipergunakan oleh kapal. Penentuan Kapasitas Baterai : 1. Perhitungan Total beban pada kondisi Emergency (Apabila Generator Utama, Cadangan dan Emergency Shut Down) 2. Perhitungan Total Waktu yang dibutuhkan dan disyaratkan oleh Klas selama selang waktu tertentu untuk mensuplai semua kebutuhan Beban pada kondisi Emergency
ELECTICAL POWER CONSUMPTION TABLE
