Karakteristik TOR (Thermal Overload Relay)

FOR/SPM/001.071 E1R0

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

POLITEKNIK NEGERI PADANG

PROTEKSI & PENGETANAHAN No. Job Sheet FOR/XXX/000.000-E1R0

Semester : V Karakteristik TOR (Thermal Overload Relay)

Edisi 01

Waktu : 5 Jam Revisi V/06/R_0

Pro.di Teknik Listrik Berlaku Efektif 19 September 2011

Jurusan Teknik Elektro Halaman 1 dari 19 Halaman

BAB I

TUJUAN

Tujuan yang akan dicapai setelah melakukan percobaan ini adalah agar dapat :

1. Menentukan karakteristik Thermal Overloada Relay (TOR)

2. Menentukan tipe/jenis TOR yang digunakan sesuai dengan karakteristik

bebannya.

3. Menentukan kapasitas TOR sesuai dengan karakteristik bebannya.

Dibuat Diperiksa/Disahkan Disetujui

Tanggal12September 2011

Tanggal Tanggal

Oleh Firmansyah Oleh Julsam OlehKa. Jurusan Elektro

Jabatan Instruktur Jabatan Ka. Labor Listrik Jabatan Andrizal

Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




BAB II

TEORI DASAR

Energi listrik merupakan salah satu sumber energi utama di industri. Energi

tersebut terdiri atas sistem pembangkitan, saluran distribusi dan peralatan yang

menggunakan listrik, dimana peralatan ini harus mempunyai pengaman. Motor listrik

bisanya digunakan untuk penggerak alat angkut (konveyor), pengangkat, pengaduk,

penghisap udara, pompa dll. Karena kekuatan motor listrik mempunyai nilai tertentu,

maka diperlukan suatu alat pengaman yang bertujuan apabila terjadi beban lebih

(overload) motor tidak rusak atau terbakar. Beban lebih dapat terjadi karena adanya

beban yang berlebihan maupun kondisi dari plant yang tidak seharusnya. Misalnya

pompa air, tetapi air tersebut mengandung lumpur, sehingga menjadi lebih berat,

berakibat motor yang hanya didesain untuk memompa air menjadi tidak kuat, dan

terbakar. Sesuatu hal yang bisa digunakan untuk mengetahui suatu motor dalam kondisi

beban lebih adalah arus yang mengalir pada motor. Setiap motor tergantung dayanya,

mempunyai standar nilai arus tertentu yang diperbolehkan mengalir pada motor tsb.

Circuit dalam motor listrik standar minimal terdiri atas Circuit Breaker yang berupa :

MCCB/ NFB (No Fuse Breaker), Magnetic Contactor, serta OL (overload relay) yang

berupa : TOR (Thermal Overload Relay) atau ada yang menyebut OCR (Over Current



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




Relay) .

Circuit breaker berfungsi untuk melindungi jaringan, sistem distribusi dari arus

yang tinggi yang diakibatkan oleh peralatan, dalam hal ini motor listrik. Magnetic

contactor berfungsi untuk memutus dan menyambung jaringan listrik dengan motor

yang dikendalikan oleh tombol tekan/saklar. Overload Relay (TOR) berfungsi untuk

melindungi motor listrik dari beban lebih yang ditunjukkan oleh arus yang mengalir

pada jaringan listrik. Apabila arus yang mengalir melebihi nilai TOR, maka timbul

panas pada TOR, kemudian TOR membuka dan memerintahkan untuk memutuskan

jaringan listrik yang masuk ke motor tsb, sehingga motor terhindar dari kerusakan.

Permasalahannya adalah menentukan berapa besar/nilai Overload Relay (TOR).

Starting Motor Listrik. Metode yang digunakan untuk starting (menjalankan awal)

motor listrik cukup banyak. Sistem ini terkait dengan sifat motor listrik yang menyerap

arus listrik yang tinggi pada saat start. Setelah beberapa saat, arus tersebut akan

menurun sesuai dengan arus yang diserap motor berdasarkan beban yang digerakkan.

Metode yang digunakan antara lain sistem DOL (Direct On Line), Star-Delta, Auto

Transformer, Reostat, soft starter dll. Dengan memperhatikan sifat dari arus start motor

listrik, maka dapat ditentukan jenis dan besarnya nilai Overload Relay (TOR). Arus

start sistem DOL sebesar 6 x In (Arus nominal motor), sedangkan pada sistem Start-

Delta maksimal sebesar 3 x In. Berdasarkan karakter tersebut, maka apabila

menggunakan sistem DOL, nilai TOR = In, apabila Star-Delta , nilai TOR = In/√3 =



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




0,732 In. Karakteristik Overload Relay (TOR) Overload Ralay mempunyai karakteristik

sesuai dengan standar-standar kelistrikan, diantaranya IEEE, NEMA, IEC, dll. Penulis

akan membahas sesuai standar IEC yang cukup banyak digunakan di Indonesia.

Misalnya suatu Overload Relay (TOR) tertulis IEC 947-4-1, Class 20 bernilai

trip = 10 Ampere. Selang waktu trip digunakan agar TOR tidak trip bila sedang start

maupun ketika ada beban kejut. Dengan berpedoman pada karakterstik tersebut, maka

bisa didesain nilainya dengan memperhatikan arus start dan selang waktunya sehingga

tidak trip serta nilai yang tepat untuk trip (sesuai dengan kemampuan motor listrik yang

dikendalikan) jika terjadi overload sehingga jaringan listrik segera terputus dan motor

listrik aman dari kerusakan/terbakar. Karakteristik motor harus diketahui karakteristik

thermalnya berdasarkan informasi dari motor (name plate) tersebut.

Sesuai dengan namanya proteksi motor ini menggunakan panas sebagai

pembatas arus pada motor. Alat ini sangat banyak dipergunakan saat ini. Biasanya

disebut TOR, Thermis atau overload relay. Cara kerja alat ini adalah dengan

menkonversi arus yang mengalir menjadi panas untuk mempengaruhi bimetal. Nah ,

bimetal inilah yang menggerakkan tuas untuk menghentikan aliran listrik pada motor

melalui suatu control motor starter (baca motor starter). Pembatasan dilakukan dengan

mengatur besaran arus pada dial di alat tersebut. Jadi alat tersebut memiliki range



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




adjustment misal TOR dengan range 1 ~ 3,2 Amp disetting 2,5 Amp. Artinya, kita

membatasi arus dengan TOR pada level 2,5 Amp saja.

Bagaimana bila terjadi kelebihan arus/ overload pada motor starter? Seperti

contoh di atas, TOR di setting 2,5 Amp dan semisal arus telah mencapai 3 ampere, apa

yang kita harapkan ? Starter shut down/ Trip ! Benar, hanya kapan akan trip??

Secepatnya ?? Ini sangat tidak mungkin bila kita menggunakan Thermal Overload/

TOR. Nah…,terus seberapa cepat TOR itu akan trip ?? Dengan menggunakan bimetal

sebagai pembatas tentu tidak dapat bereaksi secara cepat terhadap kenaikan arus. Perlu

diketahui, TOR di pasaran memiliki beberapa type yang disebut Class. Jadi dengan

memilih class yang berbeda maka kecepatan trip TOR akan berbeda pula. Saat ini



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan

http://bayupancoro.files.wordpress.com/2008/09/graph.jpg






Edisi 01




terdapat TOR dengan Class 10, Class 15, Class 20 dll. Class ini menunjukkan kecepatan

trip saat TOR dialiri arus sebesar 6X setting. Semisal, digunakan TOR class 20 dengan

setting 10 Amp, saat arus mencapai 60 Amp alat ini akan trip setelah mencapai waktu

20 DETIK !! 6X setting dalam 20 DETIK !! Bagaimana jika kelebihan arus hanya pada

13 Amp saja? Kita bisa menunggu ber jam jam agar trip. Untuk lebih jelasnya mintalah

kurva trip seperti pada gambar saat membeli TOR dan hitung kecepatan tripnya. Perlu

diketahui kurva TOR adalah logaritmik bukan linier. So, kita tidak perlu lagi

menyalahkan keakuratan TOR yang selama ini dipakai.

Cara kerja overload adalah dengan memanfaatkan pelat bimetal yang akan

memutus jika terjadi arus listrik melampui batas kapasitasnya.Prinsip kerja ini hampir

sama dengan cara kerja pada MCB untuk mengamankan arus lebih yang mengalir pada

instalasi penerangan maupun tenaga ( motor ) seperti yang terlihat pada gambar berikut



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




Cara kerja Thermal Overload Relay



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan

http://4.bp.blogspot.com/-9rZM7iVzvQI/UFSOSIb1_4I/AAAAAAAAAoc/tavMx9wD8XQ/s1600/tor003.jpg






Edisi 01




Bagian-bagian Thermal Overload relay

Jika terjadi beban lebih pada motor maka arus akan meningkat dan memutus

bimetal. Maka kontak NO dan NC pada overload juga bekerja. Kontak NC digunakan

untuk memutus rangkaian control yang mengendalikan Magnatic contactor. Dengan

terbukanya kendali ke Magnetic contactor yang mengendalikan rangkaian utama maka

motor akan berhenti bekerja. Sedangkan kontak NO dapat dihubungkan dengan lampu

indicator terjadinya beban lebih pada rangkaian.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan

http://2.bp.blogspot.com/-dO2jdx8bVX8/UFSO4X3oHRI/AAAAAAAAAok/xGPsSJD9vjs/s1600/tor.jpg






Edisi 01




BAB III

DIAGRAM RANGKAIAN



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




BAB IV

ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan karakteristik TOR ini adalah sebagai

berikut :

1. TOR 1 buah

2. Kontaktor 1 buah

3. Beberapa motor listrik

4. MCB 3 phasa 1 buah

5. MCB 1 phasa 1 buah

6. Stop watch 1 buah

7. Multimeter 1 buah

8. Panelmeter 1 buah

9. Variac 220 V 1 buah

10. Power supply 3 phasa 1 buah

11. Kabel secukupnya



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




BAB V

LANGKAH PERCOBAAN

Didalam melakukan percobaan, semua alat ukur harus diperiksa terlebih dahulu dan

alat-alat untuk melakukan percobaan harus lengkap sesuai dengan daftar alat dan bahan

yang ada agar tercapainya tujuan dari percobaan.

1. Mempelajari gambar rangkaian dengan seksama

2. Mempersiapkan perlengkapan yang dibutuhkan dan menguji bagus atau

tidaknya alat, juga pada motor.

3. Menghubungkan rangkaian utama dan menguji dengan menekan tombol

kontaktor.

4. Menghubungkan rangkaian kontrol dengan urutan satu garis menurun, pada

berikutnya garis sekitarnya. Sekaligus menguji ada arus pada tiap – tiap

terminal.

5. Menguji dengan menekan tombol ON maka motor berputar dan lampu ON

menyala.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




6. Mematikan motor dengan menekan tombol OFF hingga lampu OFF pun

menyala.

7. Melaporkan bila sudah selesai dan tidak ada gangguan.

BAB VI

TABULASI DATA

Tabel 1. Karakteristik Panas

No X Arus Nominal(Ampere) Waktu(Menit) Keterangan1 1,6 5 Tdk trip2 2,6 5 Tdk trip3 3,2 3,45 Trip4 4,2 1 TripTabel 2. Karakteristik Dingin

No X Arus Nominal(Ampere) Waktu(menit) Keterangan1 1,6 5 Tdk tripDibuat Diperiksa/Disahkan Disetujui


Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




2 2,6 5 Tdk trip3 3,2 2 trip4 4,2 1,5 tripBAB VII

ANALISA

VII. Analisa Rangkaian

Pada percobaan TOR ini praktikan melakukan beberapa percobaan diantaranya

percobaan karakteristiik dingin dan karakteristik panas. Pada saat melakukan percobaan

praktikan menggunakan beberapa peralatan diantaranya motor 3 phasa, MCB 3 phasa,

MCB 1 phasa, kontaktor, push button, variac, power supply 3 phasa, TOR, multimeter,

panel meter, stop watch dan kabel penghubung. Rangkaian daya yang digunakan dalam

praktikan kali ini adalah rangkaian DOL.

Pada saat merangkai rangkaian kontrol praktikan menghubungkan TOR dengan

kontaktor terlebih dahulu, kemudian itu praktikan menghubungkan keluaran variak ke

MCB 1 phasa, setelah itu dihubungkan ke masukkan nc push button, terus keluaran dari

nc pust button di hubungkan ke no push button. Selanjutnya dari keluruaran no push

button dihubungkan ke nc TOR (95 dan 96), kemudian masukkan no push button tadi Dibuat Diperiksa/Disahkan Disetujui


Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




dihubungkan ke no auxelery terus keluaran auxelery dihubungkan ke keluaran no push

button.

Pada saat merangkai rangkaian daya praktikan menghubungkan keluaran dari

power supply 3 phasa ke MCB 3 phasa, terus keluaran dari MCB 3 phasa tersebut

dihubungkan ke masukkan kontak utama kontaktor dan salah satu dari keluaran MCB

tadi dihubungkan ke Ampere meter baru dihubungkan ke kontaktor yang gunanya untuk

mengetahui arus yang mengalir ke motor. Setelah itu keluaran dari kontaktor

dihubungkan ke motor listrik 3 phasa. Yang mana motor tersebut telah dibintangkan

terminalnya. Untuk menambah / menghubungkan ke beberapa motor, praktikan

memparalelkan saja motor tersebut.

Ada pun cara kerja overload adalah dengan memanfaatkan pelat bimetal yang

akan memutus jika terjadi arus listrik melampui batas kapasitasnya.Prinsip kerja ini

hampir sama dengan cara kerja pada MCB untuk mengamankan arus lebih yang

mengalir pada instalasi penerangan maupun tenaga.

Pada saat terjadi beban lebih pada motor maka arus akan meningkat dan

memutus bimetal. Maka kontak NO dan NC pada overload juga bekerja. Kontak NC

digunakan untuk memutus rangkaian control yang mengendalikan Magnatic contactor.

Dengan terbukanya kendali ke Magnetic contactor yang mengendalikan rangkaian

utama maka motor akan berhenti bekerja. Sedangkan kontak NO dapat dihubungkan

dengan lampu indicator terjadinya beban lebih pada rangkaian.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




VII. 2. Analisa Data

Pada saat percobaan pertama karakteristik dingin, pengaruh perubahan

tenperatur terhadap kenaikkan besaran arus yang diberikan adalah ketika praktikan

menggunakan TOR dalam keadaan dingin dengan besaran arus yang ditentukan, serta

dengan waktu yang paling lama 10 menit, maka TOR yang digunakan tadi semakin

panas sehingga menyebabkan TOR strip. Dari hasil percobaan yang didapatkan besaran

arus yang diberikan sangat berpengaruh pada TOR, sebab dari hasil yang didapatkan,

semakin besar arus yang diberikan semakin cepat panasnya TOR sehingga cepatnya

terjadi strip pada TOR yang digunakan.

Pada percobaan karakteristik panas, perubahan temperatur suhu sangat

berpengaruh terhadap besaran arus yang digunakan. Karena TOR yang digunakan

dalam keadaan derajat celcius yang berbeda. Dengan besaran arus yang ditentukan pada

waktu yang diberikan paling lama 10 s, maka besaran arus sangat berpengaruh terhadap

terjadinya strip pada TOR. Karena temperature suhu TOR semakin panas dan

menyebabkan cepatnya terjadi strip pada TOR seperti yang terlihat pada tabulasi data.

Semakin besar arus yang diberikan maka semakin cepatlah terjadinya trip pada TOR.

Pada percobaan karakteristik panas maupun dingin, cepat atau lambatnya

terjadi trip pada TOR bukan disebabkan oleh keadaan suhu TOR saja tetapi juga

disebabkan oleh beban lebih, seperti telah dipraktikan semakin banyak motor yang



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




digunakan semakin cepat panasnya TOR dan menyebabkan cepatnya terjadi trip pada

thermal overload relay.

VII. 3 Analisa Perbandingan

Dalam analisa perbandingan ini kita dapat membandingkan dari tabel hasil

pratikum, waktu trip TOR karakteristik panas lebih cepat dibandingkan TOR

karakteristik dingin, menurut analisa kami hal ini disebabkan pada TOR karakteristik

panas karena digunakan terus menerus untuk mengamankan beban lebih maka kondisi

bimetal belum sepenuhnya lurus sehingga saat teraliri arus beban lebih maka TOR lebih

cepat trip.

Pada saat praktikum TOR karakteristik dingin, setelah teraliri arus beban lebih

lalu trip TOR harus menunggu sampai keadaan bimetal benar-benar lurus sehingga

apabila teraliri arus beban lebih, maka butuh waktu lebih lama trip dibanding saat

bimetal agak sedikit melengkung, yaitu pada TOR karakteristik panas.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




BAB VIII

PENUTUP

VIII. 1 Kesimpulan

Setelah selesai melakukan percoban maka dapat diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikut yaitu:

1. Tujuan dari praktikum karakteristik panas dan dingin TOR adalah agar

praktikan bisa membandingan dan mengetahui waktu trip saat TOR dalam

kondisi panas yaitu saat keadaan bimetal masih sedikit melengkung, dengan

TOR dalam kondisi dingin yaitu saat bimetal benar-benar lurus.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




2. Overload Relay (TOR) berfungsi untuk melindungi motor listrik dari beban

lebih yang ditunjukkan oleh arus yang mengalir pada jaringan listrik.

Apabila arus yang mengalir melebihi nilai TOR, maka timbul panas pada

TOR, kemudian TOR membuka dan memerintahkan untuk memutuskan

jaringan listrik yang masuk ke motor tsb.

3. Cara kerja overload adalah dengan memanfaatkan pelat bimetal yang akan

memutus jika terjadi arus listrik melampui batas kapasitasnya.Prinsip kerja

ini hampir sama dengan cara kerja pada MCB untuk mengamankan arus

lebih yang mengalir pada instalasi penerangan maupun tenaga

4. Cepat atau lambat pada percobaan karakteristik panas maupun dingin akan

terjadi trip pada TOR itu bukan disebabkan oleh keadaan suhu TOR saja

tetapi juga disebabkan oleh beban lebih, seperti telah dipraktikan semakin

banyak motor yang digunakan semakin cepat panasnya TOR dan

menyebabkan cepatnya terjadi trip pada thermal overload relay.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan






Edisi 01




VIII. 2 Saran

1. Meneliti semua peralatan yang digunakan apakah layak atau tidaknya digunakan

2. Merangkai sesuai intruksi yang diberikan instruktur

3. Bertanya kepada instruktur apabila ada yang tidak dimengerti

4. Sungguh – sungguh dalam melakukan praktikum agar tidak terjadi kecelakaan

dan hasil yang inginkan tercapai

5. Menggunakan peralatan sesuai dengan fungsinya agar alat tersebut tidak rusak.



Tanggal Tanggal



Tanda Tangan

Tanda Tangan

Tanda Tangan

Karakteristik TOR (Thermal Overload Relay)

Documents

Transcript of Karakteristik TOR (Thermal Overload Relay)