Senin, 29 Agustus 2011

PEMASANGAN INVERTER PADA POMPA SUMUR DALAM

STUDI ANALISA KEGAGALAN

PEMASANGAN INVERTER

PADA POMPA SUMUR DALAM

Ismujianto1, Endang wijaya 2,

Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Jakarta,

Kampus Baru Universitas Indonesia Depok, 16425

E-mail : ismujianto@gmail.com1,

Abstrak

Pemasangan inverter sebagai pengendali tegangan pada pompa sumur dalam menimbulkan beberapa kendala diantaranya terjadinya kenaikan temperatur pada minyak trafo yang berakibat pada kebocoran minyak akibat rusaknya seal pada trafo, hal ini juga berakibat pada kerusakan ( kemacetan pompa ), dari penelitian ini terlihat adanya harmonisa yang berakibat pada kondisi tersebut sehingga dari penelitian ini diharapkan adanya filter yang dipasang pada keluaran inverter maupun keluaran tranformator

Kata Kunci : Inverter, sumur dalam, filter

I. PENDAHULUAN

Pengendalian putaran motor pompa dengan menggunakan inverter pada sumur pengeboran minyak mentah mempunyai harapan agar debit minyak yang dapat diangkat dari perut bumi dapat diatur besarnya, sehingga produksi harian tiap- tiap ladang bisa dikendalikan sesuai dengan besaran produksi yang direncanakan.

Untuk menjalakan pompa ini biasanya disediakan suatu sumber tegangan yang dihasilkan dari generator yang digerakkan oleh disel enggine, mengingat generator yang digunakan biasanya mengunakan tegangan output maximum 480V dengan frekwensi 60 HZ sedang kedalaman sumur rata – rata dua sampai tiga ribu meter dari permukaan tanah dan besar daya motor pompa rata rata berkisar antara 70 s/d 170 KW dengan tegangan kerja phasa netral 1000 V

Dengan adanya pemasangan inverter dan tranformator seperti terlihat pada gambar 1 ini mengakibatkan tinginya temperatur pada trafo maupun hilangnya daya pada pompa bila bekerja pada frekwensi rendah.

II. Perumusan Masalah

Derdasarkan analisa penyebab kegagalan yang didasari data uji yang dilakukan dilapangan maupun laboratorium direkomendasikan

Untuk memperkecil (menghindari) kenaikan temperatur pada tranformator disarankan pengoperasian inferter berkisar pada 40 HZ hingga 60 HZ dan juga perlu dipasang filter untuk memperkecil harmonissa yang timbul .sehingga pemasangan peralatan disusun sebagai berikut (gambar 2).

IV Analisa Data

Derdasar dari beberapa data pengukuran sebelum dipasang filter terlihat adanya beberapa frekwensi yang mendominasi pada pengaturan tertentu, hal ini sangat mempengaruhi rugi histerissis yang terjadi pada tranformator sehingga tranformator cepat mengalami kenaikan temperatur, terutama terjadi pada pengaturan dengan frekwensi rendah, tetapi pada frekwensi 40 Hz dan 50 Hz frekwensi fundamental yang terjadi selalu tetap dan ThD yang dihasilkan kecil, sedang pada frekwensi yang kecil (dibawah 40Hz) frekwensi fundamental yang timbul selalu mengalami perubahan dan pada kondisi ini tegangan yang dihasilkan inverter cukup rendah

,

sehingga hal ini mengakibatkan motor pompa tidak dapat menghasilkan putaran ( Torque kecil ) sedang torque yang dibutuhkan motor untuk mengerakkan impeler pompa harus besar.

Dengan perubahan proses switching IGBT yang tinggi pada inverter, hal ini memunculkan terjadinya tegangan reflecsi. Refleksi ini menyebabkan naiknya bentuk gelombang tegangan dengan waktu tertentu., sebuah gelombang yang dipantulkan kembali dari motor menambah tegangan output meninggalkan drive. Sehingga tegangan pada terminal motor lebih besar daripada tegangan keluaran dari drive. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 4 .

Gambar 4

Seperti yang terlihat pada Gambar 4 , situasi ini lebih merupakan suatu masalah ketika ada ketidakcocokan impedansi antara drive keluaran / motor motor kabel dan terminal. Fenomena ini mirip dengan rasio gelombang berdiri (SWR) yang ada pada gelombang antena radio. Untuk memperkecil terjadinya (SWR) maka diperlukan pemasangan induktor agar didapatkan suatu impedansi yang tepat sehingga energi yang dikirim ke motor dapat diterima dengan sempurna.

Shielding dan Grounding

Hampir semua prosedur yang berkaitan dengan DC drive penggunanan melindungi dan landasan berlaku untuk AC drive. Namun, ada beberapa petunjuk tambahan yang harus diikuti mengenai instalasi AC.

AC, PWM drive cenderung untuk menginduksikan tegangan AC pada poros motor terutama untuk tegangan harmonis yang tinggi tinggi . Tegangan induksi yang dihasilkan pada poros motor ini akan memanfaatkan media bantalan ( bering ) untuk menghilanglan muatan ke grond

Gambar 5 ( aliran arus hasil induksi pada poros)

Arus yang dihasilkan pada poros ini akibat dari frekuensi tinggi yang terjadi akibat dari tegangan harmonis seperti terlihat pada data , hal ini akan menyebabkan kerusakan bantalan motor . Kerusakan ini diakibatkan oleh terjadinya pemanasan yang berlebih pada bola bantalan yang diakibatka selain proses gesekan mekanis juga diakibatkan terjadinya arilan arus listrik yang terjadi

..

Gambar 6 ( kerusakan bering )

Karena pusa tegangan dan frekuensi pulsa yang tinggi, maka induks yang terjadi pada poros ,menghasilkan arus yang membakar pelumas bantalan mesin sehingga mesin mengalami kerusakan yang disebabkan oleh arus yang melalui bantalan, yang menyebabkan terjadinya pengikisan bola bola logam (Gambar 6)

V. Kesimpulan

1.Sistim switching pada inverter, hal ini memunculkan terjadinya tegangan refleksi. Refleksi ini menyebabkan naiknya bentuk gelombang tegangan dengan waktu tertentu., sebuah gelombang yang dipantulkan kembali dari motor menambah tingginya tegangan menuju motor.

2.Sistim switching pada inverter cenderung untuk menginduksikan tegangan AC pada poros motor terutama untuk tegangan harmonis yang tinggi tinggi.Tegangan induksi yang perjadi pada poros motor ini akan menimbulkan adanya arus yang melalui bantalan ( bering ) yang menyebabkan pengikisan bola bola logam pada bering.

Saran

Untuk dapat memper kecil akibat yang timbul pada motor maka perlu pemasangan filter L yang dipasang pada bagian rangkaian diantara inverter dengan motor

Daftar Referensi

1. Dave Polka, “Motors and Drive”, ISA-Intrumentation,Systems and Automation, 2003.

2. E. Kuffel., High Voltage Engineering”, Second edition 2000, published by Butterworth


Mengenai Saya

Foto saya
Bogor, jabar, Indonesia
asal surabaya