Manfaat Penelitian - SKRIPSI STUDI PEMAKAIAN BERBAGAI JENIS TRANSFORMATOR TERHADAP NILAI EKONOM

BAB I PENDAHULUAN

1.5 Manfaat Penelitian

1. Dapat dijadikan sebagai referensi dalam membandingkan dan melakukan penilaian dari sisi ekonomis terhadap transformator – transformator distribusi.

2. Dapat mengetahui jenis transformator yang lebih menguntungkan dari segi nilai ekonomis.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Transformator

Transformator adalah suatu peralatan listrik didalam sistem ketenagalistrikan yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain melalui suatu gandingan magnet dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu.

Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem distribusi tenaga listrik memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dengan kebutuhan, dan ekonomis untuk tiap – tiap keperluan, misalnya untuk kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh mulai dari pembangkit melewati jalur transmisi sampai ke gardu induk hingga disalurkan sampai ke konsumen.

Gambar 2.1 Rangkaian ekivalen transformator

Konstruksi Transformator

Umumnya konstruksi transformator secara singkat terdiri dari :

1. Inti yang terbuat dari lembaran – lembaran plat besi lunak atau baja silikon yang diklem jadi satu.

2. Belitan dibuat dari tembaga yang dibelitkan pada inti dapat konsentris atau spiral.

3. Sistem pendinginan pada transformator – transformator dengan daya yang cukup besar.

4. Bushing untuk menghubungkan rangkaian dalam transformator dengan rangkaian luar.

2.2 Prinsip Kerja Transformator

Transformator terdiri atas dua buah kumparan yaitu primer dan sekunder yang bersifat induktif, yang terpisah secara elektris namun berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi (reluctance) rendah. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak – balik, maka fluks bolak – balik akan muncul di dalam inti (core) yang dilaminasi, karena kumparan tersebut membentuk rangkaian tertutup, maka mengalirlah arus primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer maka di kumparan primer terjadi induksi (self induction), dan di kumparan sekunder juga mengakibatkan terjadi induksi karena pengaruh induksi di kumparan primer. Induksi yang terjadi di kumparan sekunder ini menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, serta arus sekunder jika rangkaian sekunder dibebani, sehingga energi listrik dapat disalurkan.

Dengan persamaan :

e = N

^…(2.1)

dimana : e = gaya gerak listrik / ggl (Volt) N = banyak lilitan

= garis gaya magnet (Weber)

2.3 Karakteristik Transformator

2.3.1 Karakteristik Transformator Tanpa Beban

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber tegangan sesaat yang sinusoidal dan kumparan sekundernya merupakan rangkaian yang tidak dibebani (no load), maka akan mengalir arus primer yang juga sinusoidal dan dengan menganggap kumparan reaktif murni, akan tertinggal dari (induktif).

Gambar 2.2 Keadaan Transformator Tanpa Beban

Gambar 2.3 Rangkaian Ekivalen Transformator Dalam Keadaan Tanpa Beban

2.3.1.1 Percobaan Beban Nol

Pengukuran beban nol pada transformator bertujuan untuk mendapatkan nilai – nilai parameter dari transformator, seperti nilai (tahanan rugi besi). (reaktansi pemagnetan) serta nilai (impedansi beban nol). Dalam percobaan, pengukuran besar tegangan, arus, dan daya pada sisi sekunder tidak dihubungkan dengan beban (terbuka), dan pada sisi primer dihubungkan dengan sumber tegangan dan dipasang alat ukur seperti Voltmeter, Amperemeter, dan Wattmeter.

Rangkaian percobaan beban nol atau tanpa beban dari suatu transformator 3 fasa yaitu :

Gambar 2.4 Rangkaian Percobaan Beban Nol Transformator 3 Fasa

Dalam keadaan tanpa beban, bila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan , maka akan mengalir arus penguat . Dengan pengukuran daya yang masuk ( ), arus penguat dan tegangan diperoleh harga :

 =

…(2.2)



= =

…(2.3)

Dimana : = impedansi beban nol = tahanan beban nol = reaktansi beban nol

Dengan demikian dari hasil pengukuran beban nol dapat diketahui harga dan .

Dari hasil percobaan beban nol, diketahui bahwa arus penguat bukan merupakan arus induktif murni, melainkan terdiri atas 2 komponen :

1. Komponen arus pemagnetan , merupakan arus yang dibutuhkan untuk menghasilkan fluks pada inti transformator.

2. Komponen rugi inti / besi (core-loss component) dari arus penguat , yang menyatakan arus yang terpakai akibat adanya rugi histerisis dan rugi arus olak/arus pusar (eddy current) dimana sefasa dengan , sehinga didapat daya yang hilang (rugi inti) sebesar :

= x …(2.4)

Atau = . .cos …(2.5)

Dimana : cos adalah faktor daya antara dan .

2.3.2 Karakteristik Transformator Hubung Singkat

Transformator yang terhubung singkat (short-circuit) adalah bila kumparan primer transformator tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan yang sinusoidal, dan pada kedua terminal sekunder terhubung satu sama lain.

Gambar 2.5 Keadaan Transformator terhubung-singkat

2.3.2.1 Percobaan Hubung Singkat

Tujuan melakukan percobaan hubung singkat adalah untuk memperoleh karakteristik arus hubung singkat sebagai fungsi tegangan primer

= ( ) dan karakteristik rugi tembaga total sebagai fungsi tegangan primer = ( ).

Gambar 2.6 Rangkaian Percobaan Hubung Singkat Transformator 3 Fasa

Hubung singkat berarti impedansi beban diperkecil hingga menjadi nol, sehingga yang membatasi arus hanya dan . Tetapi karena nilai keduanya relatif kecil, maka tegangan yang diberikan = harus dijaga agar arus yang dihasilkan nilainya tidak lebih dari arus nominal. Dari hasil percobaan dapat ditentukan parameter – parameter (impedansi ekivalen), (tahanan ekivalen) dan (reaktansi ekivalen).

Rumus – rumus untuk menentukan parameter – parameter tersebut :

 =

…(2.6)

 =

= + …(2.7)

 = √ …(2.8)

dimana : = daya hasil pengukuran hubung-singkat = tegangan hasil pengukuran hubung-singkat = arus hasil pengukuran hubung-singkat

2.3.3 Karakteristik Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban , maka akan mengalir pada kumparan sekunder, dimana :

=

, dengan faktor daya , seperti pada gambar.

Gambar 2.7 Keadaan Transformator Berbeban

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Transformator Dalam Kedaan Berbeban

Arus beban ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm) yang cenderung menentang fluks bersama yang telah ada akibat arus pemagnetan . Agar fluks bersama ini nilainya tidak berubah, pada kumparan primer harus mengalir arus yang menentang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban , sehingga arus keseluruhan yang mengalir di kumparan primer menjadi :

 = + …(2.9)

Bila komponen rugi inti ( ) diabaikan, maka = , sehingga :

 = + …(2.10)

Untuk menjaga agar fluks tidak berubah sebesar gaya gerak magnet yang dihasilkan oleh arus pemagnetan, berlaku hubungan :

 = - …(2.11)

Substitusikan persamaan 2.10 & 2.11 maka diperoleh

= ( + ) - …(2.12)

atau

= …(2.13)

Karena nilai dianggap kecil = maka diperoleh :

= . = a . …(2.14)

Dimana: = jumlah lilitan primer = jumlah lilitan sekunder a = perbandingan transformator

2.3.4 Standar Rugi – rugi Transformator

Rugi – rugi dan efisiensi transformator tidak hanya bergantung pada design tetapi juga pembebanan beban yang efektif. Rugi transformator berkisar antara 20% hingga 25% dari keseluruhan rugi jaringan. Rugi – rugi transformator terdiri dari dua bagian, yaitu rugi – rugi tanpa beban (rugi – rugi inti) dan rugi – rugi berbeban.

Gambar 2.9 Rugi – rugi pada Transformator

Rugi tanpa beban terdiri dari rugi akibat arus eddy, rugi histerisis magnetik, arus eksitasi pada tahanan rangkaian, dan rugi akibat material dielektrik. Rugi tanpa beban terjadi pada inti transformator, oleh karena itu rugi tanpa beban juga dikenal sebagai rugi inti. Sedangkan rugi berbeban terjadi karena tahanan pada rangkaian dialiri oleh arus beban. Rugi ini dihasilkan pada belitan transformator yang terbuat dari tembaga, oleh karena itu rugi tanpa beban juga disebut sebagai rugi tembaga.

1. Rugi – rugi Inti / Rugi – rugi besi ( )

Rugi inti merupakan rugi - rugi yang terdapat didalam transformator akibat pemakaian daya sendiri untuk menjaga medan magnet tetap berada pada inti besi transformator. Rugi – rugi inti umumnya disebabkan oleh dua faktor, yaitu rugi histerisis dan rugi „eddy current‟.

 Rugi Histerisis

Rugi histerisis merupakan rugi yang disebabkan fluks bolak -balik pada inti besi.

Dinyatakan sebagai :

= . F. Watt …(2.15) Dimana : = konstanta

= fluks maksimum (Weber)

 Rugi Arus Pusar / Eddy Current ( )

Rugi „eddy current‟ merupakan rugi yang disebabkan arus pusar yang mengalir mengitari bagian dari inti besi.

Dinyatakan sebagai :

= . . (Watt) …(2.16) Dimana : = Rugi – rugi arus pusar

= konstanta Steinmantz

Jadi rugi – rugi inti atau rugi tanpa beban adalah penjumlahan dari rugi – rugi histerisis dan rugi arus eddy.

= + …(2.17)

2. Rugi – rugi Tembaga / Copper loss ( )

Rugi tembaga merupakan rugi yang disebabkan arus beban mengalir pada kawat tembaga yang terjadi pada kumparan sekunder.

= R (Watt) …(2.18)

Karena arus beban berubah – ubah, rugi tembaga juga tidak konstan dan bergantung pada beban Rugi tembaga mencapai nilai maksimum pada saat beban puncak..

2.4 Efisiensi Transformator

Efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya listrik yang keluar dari transformator (out) dengan daya listrik yang masuk ke transformator (in), biasanya dalam satuan persentase (%).

Efisiensi dinyatakan sebagai : (%) =

x 100%

…(2.19)

dimana:

=

+ …(2.20)

(%) =

x 100% …(2.21) = + …(2.22)

2.5 Pengukuran Tahanan Isolasi Transformator

Pengukuran tahanan isolasi belitan transformator adalah proses pengukuran dengan menggunakan suatu alat ukur yang bernama Insulation Tester (Megger) untuk memperoleh besaran nilai tahanan isolasi belitan transformator antara bagian yang bertegangan (fasa) terhadap body transformator (case) ataupun antara belitan primer dan sekunder. Pengukuran tahanan isolasi ini sangat diperlukan untuk mengetahui secara dini kondisi isolasi transformator dan untuk menghindari kegagalan yang dapat berakibat fatal.

Pengukuran ini pada dasarnya untuk mengetahui besaran kebocoran arus (leakage current) pada kumparan primer, sekunder atau tersier. Kebocoran arus yang menembus isolasi peralatan tidak dapat dihindari. Maka salah satu cara untuk memastikan transformator telah aman dioperasikan yaitu dengan mengukur nilai tahanan isolasinya. Nilai kebocoran arus yang tidak melewati standar ketetapan (Indeks Polarisasi) mengindikasikan transformator tersebut terhindar dari kegagalan isolasi.

Gambar 2.10 Alat ukur tahanan isolasi (Megger)

Persamaan untuk menghitung Indeks Polarisasi (Polarization Index) yaitu :

 IP = x 100% …(2.23)

Dimana : = Nilai tahanan isolasi pengukuran menit pertama.

= Nilai tahanan isolasi pengukuran pada menit kesepuluh.

Menurut standar VDE (catalogue 228/4), minimum besarnya tahanan isolasi kumparan transformator, pada suhu operasi dihitung “1 kilo Volt = 1 MΩ (Mega Ohm)”.

Tabel 2.1 Indeks Nilai Polarisasi

Kondisi Indeks Polarisasi Berbahaya < 1.0

Jelek 1.0 - 1.1

Dipertanyakan 1.1 – 1.25

Baik 1.25 – 2.0

Sangat Baik Diatas 2.0

2.6 Usia Pakai Transformator

Dalam pengoperasian suatu transformator distribusi tentu banyak hal yang dapat terjadi dan mempengaruhi kondisi dan umur transformator.

Suatu transformator yang dibebani akan menimbulkan panas yang mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu. Bagian titik panas yang terdapat di lilitan merupakan bagian yang terpanas pada transformator. Untuk setiap kenaikan suhu sekitar C dari batas yang diizinkan akan mengakibatkan berkurangnya umur transformator.

Berdasarkan SPLN D3.002-1 : 2007, transformator di Indonesia dirancang untuk bekerja pada suhu sekitar tidak melebihi C dan pada suhu rata – rata harian C serta suhu rata – rata tahunan C. International Electrotechnical Commission (IEC) 354 tahun 1972 menetapkan umur transformator 20 tahun atau setara 7300 hari, sehingga susut umur normal adalah 0.0137% per hari. Berikut susut umur karena kenaikan suhu titik panas.

Tabel 2.2 Susut Umur Berdasarkan Kenaikan Suhu Titik Panas

( ) Susut umur (p.u) Umur (tahun)

80 0.125 >20

86 0.25 >20

92 0.5 >20

98 1 20

104 2 10

110 4 5

116 8 2.5

122 16 1.25

128 32 0.625

134 64 0.3125

140 128 0.15625

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Studi penelitian akan dilakukan mengambil tempat di bengkel PT. Razza Prima Trafo yang beralamat di Jalan Williem Iskandar (Jalan Pancing) No. 54 Medan dan mengambil sampel beban PLN Rayon Medan Kota di Jalan Listrik No. 8 Medan. Penelitian akan mulai dilakukan setelah seminar proposal disetujui.

Lama penelitian diperkirakan berlangsung selama 1 (satu) bulan.

3.2 Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan untuk melakukan penelitian ini adalah merek dan data – data transformator distribusi dari PT. Razza Prima Trafo dan data pembebanan transformator distribusi dari PLN Rayon Medan Kota. Peralatan yang akan digunakan untuk perhitungan dan usia pakai transformator serta nilai ekonomisnya adalah dua buah transformator distribusi 200 kVA dengan kode MK160-1 dan MK199-1 dimana kedua transformator merupakan buatan Indonesia.

Transformator Distribusi 200 kVA MK199-1

Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator Distribusi MK199-1

DAYA PENGENAL _{200 kVA}

JUMLAH PHASA _{3 }

FREKUENSI _{50 Hz}

JENIS MINYAK _{DIALA - B}

PENDINGINAN _MINYAK

KENAIKAN SUHU BELITAN ₅₅⁰_C KENAIKAN SUHU MINYAK ₅₀⁰_C

BERAT MINYAK _{230 Kg}

BERAT TOTAL _{985 Kg}

TINGKAT ISOLASI DASAR _{125 kV}

NOMOR SERI ₅₈₈₀₈

TAHUN PEMBUATAN ₂₀₀₄

STANDAR SPLN D3.002-1 : 2007

TEG.NOMINAL HV/LV 20 Kv / 400 V

ARUS NOMINAL 5.8 A / 288 A

KONSTRUKSI _OUTDOOR

VEKTOR GROUP HV/LV _{D / Yn-5}

Transformator Distribusi 200 kVA MK160-1

Tabel 3.2 Spesifikasi Transformator Distribusi MK160-1

DAYA PENGENAL 200 kVA TINGKAT ISOLASI DASAR 125 kV

NOMOR SERI 16124035 TAHUN PEMBUATAN 2007

STANDAR SPLN D3.002-1 : 2007 TEG.NOMINAL HV/LV 20 Kv / 400 V

ARUS NOMINAL 5.774 A / 288.7 A

KONSTRUKSI OUTDOOR

VEKTOR GROUP HV/LV D / Yn-5

3.3 Pelaksanaan Penelitian

Dalam melaksanakan peneltian, dibutuhkan pengambilan data yang diperlukan terlebih dahulu. Kemudian data – data yang diperoleh selanjutnya dianalisis dan dihitung untuk mendapatkan nilai efisiensi, umur pakai, dan nilai ekonomis transformator.

1. Pengumpulan Data

Melakukan studi pengumpulan data yang dibutuhkan dalam penelitian, yaitu sebagai berikut :

• Data parameter – parameter transformator distribusi

• Data tahanan isolasi transformator distribusi

• Data pembebanan transformator

2. Melakukan analisis

Dari data yang telah diperoleh selanjutnya dilakukan analisis untuk mengetahui kualitas dari transformator – transformator distribusi 200 kVA dengan mendapatkan data parameter – parameter transformator distribusi berdasarkan pengujian 20 kV di PT Razza Prima Trafo, menganalisis dan membandingkan nilai tahanan isolasi dengan menghitung indeks polaritas sebelum dan setelah transformator diperbaiki , menganalisis susut umur pakai transformator distribusi, dan membandingkan antara transformator – transformator tersebut dari sisi ekonomis.

3. Menarik Kesimpulan

Dari hasil pengujian serta hasil analisis dapat ditarik kesimpulan dan ditentukan hasil kualitas transformator distribusi, Indeks Polarisasi tahanan isolasi transformator – transformator distribusi, serta mengetahui perkiraan umur pakai dari transformator – transformator tersebut. Dan juga dapat diketahui transformator mana yang lebih efisien dari segi ekonomis.

3.4 Variabel yang diamati

Variabel – variabel yang diamati dalam penelitian ini yaitu :

 Parameter – parameter transformator distribusi

 Beban transformator dalam waktu 24 jam

 Tahanan isolasi transformator distribusi

3.5 Prosedur Penelitian

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berikut adalah hasil penelitian dan analisis pada PT Razza Prima Trafo serta PT PLN (Persero) Rayon Medan Kota.

4.1 Pengujian 20 kV Transformator

Pengujian 20 kV atau disebut juga sebagai pengujian ketahanan AC transformator yang dilakukan pada bengkel PT Razza Prima Trafo ini bertujuan untuk menguji ketahanan isolasi kumparan dalam memikul tegangan lebih AC transformator – transformator distribusi yang sebelumnya rusak dan sudah melakukan sejumlah perbaikan – perbaikan seperti pergantian kumparan, pengecekan minyak, pergantian insulating paper transformator, dan sebagainya.

Pengujian dilakukan untuk mendapatkan nilai parameter – parameter transformator distribusi seperti , , cos , , frekuensi, dan sebagainya.

Metode pengujian dilakukan sesuai dengan rangkaian uji berikut ini :

Gambar 4.1 Rangkaian pengujian 20 kV Transformator 3 fasa pada PT Razza Prima Trafo

Keterangan Pengujian 20 kV Transformator :

Tegangan supply 380/220 V dari PLN disalurkan masuk ke dalam rangkaian.

Autotrafo menaikkan perlahan – lahan input tegangan menjadi 400 V. Kemudian tegangan 400 V masuk ke sisi primer transformator PLN atau transformator step up yang berfungsi untuk menaikkan tegangan. Oleh transformator PLN tegangan 400 V dinaikkan menjadi 20 kV. Selanjutnya tegangan 20 kV disalurkan masuk ke sisi primer transformator distribusi 200 kVA sebagai objek uji. Dari masukan tegangan 20 kV menghasilkan output keluaran tegangan 400 V yang kemudian masuk ke dalam alat ukur untuk dilakukan pembacaan parameter transformator.

Selanjutnya parameter – parameter dari hasil pengukuran digunakan sebagai dasar dalam penentuan kualitas transformator sesuai standar nilai dari PLN.

Gambar 4.2 Pengujian 20 kV Transformator

Pada pengujian ini objek yang diuji yaitu transformator distribusi 200 kVA berjumlah 2 buah. Transformator yang diuji merupakan transformator yang kapasitasnya sama tetapi berbeda merek. Pengujian dilakukan sesuai dengan rangkaian pengujian pada Gambar 4.1. Alat dan bahan yang digunakan untuk pengujian sesuai dengan yang ada pada PT Razza Prima Trafo.

4.1.1 Data hasil pengujian 20 kV Transformator Distribusi 200 kVA pada PT Razza Prima Trafo

Setelah tegangan 20 kV disalurkan ke dalam transformator distribusi 200 kVA dimana sebagai transformator uji, output berupa tegangan 400 V selanjutnya masuk ke dalam alat ukur PM 800 untuk diketahui hasil pengujian berupa parameter – parameter, seperti parameter , , frekuensi, dan sebagainya.

Gambar 4.3 Pembacaan parameter transformator menggunakan EMT - PORTABLE (PM – 800)

 Transformator 1

Tabel 4.1 Data pengujian 20 kV Transformator 1

No. Parameter R

Tabel 4.2 Data pengujian 20 kV Transformator 2

No. Parameter R

Mengacu pada SPLN 1 :1995 tentang “Standar Tegangan Pelayanan”, transformator 1 dan 2 dinyatakan masih dalam kondisi baik, karena nilai parameter tegangan yang terukur pada alat PM 800 (EMT – PORTABLE) masih sesuai dengan standar tegangan pelayanan yang ditetapkan PLN, dengan kisaran nilai tidak lebih dari 5% dan tidak kurang dari 10% jumlah tegangan nominal.

Tabel 4.3 Standar Tegangan Pelayanan PLN (SPLN 1 : 1995)

Tegangan nominal (V) Variasi tegangan pelayanan (%) 230/400

+5% , -10%

400/690 1000

4.2 Pengukuran tahanan isolasi transformator

Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui tingkat kekeringan, kebersihan, dan keamanan isolasi kumparan transformator serta untuk menjamin bahwa transformator masih cukup aman untuk diberi tegangan. Pengukuran tahanan isolasi pada kumparan transformator dilakukan dari isolasi antara kumparan belitan dengan body transformator untuk mendapatkan nilai Indeks Polarisasi. Apabila nilai nya semakin besar maka semakin baik pula nilai tahanannya begitu juga sebaliknya.

Didalam penelitian ini ingin membandingkan tahanan isolasi antara 2 transformator, dalam keadaan sebelum diperbaiki dan setelah diperbaiki.

Gambar 4.4 Pengukuran tahanan isolasi transformator dengan menggunakan Megger

4.2.1 Data Pengukuran Tahanan Isolasi diukur di PT Razza Prima Trafo

 Transformator 1

 Sebelum diperbaiki

Tabel 4.4 Data tahanan isolasi transformator 1 sebelum diperbaiki No. Kumparan/ belitan trafo HASIL PENGUKURAN (GΩ)

1 Menit 10 Menit IP 1 Primer – tanah 0.05 GΩ 0.036 GΩ 0.8 2 Sekunder – Tanah 0.076 GΩ 0.04 GΩ 0.52 3 Primer – sekunder 0.026 GΩ 0.91 GΩ 0.40

Perhitungan Indeks Polarisasi (IP) : - IP =

 Primer – tanah

Tabel 4.5 Data tahanan isolasi Transformator 1 setelah diperbaiki No. Kumparan/ belitan trafo HASIL PENGUKURAN (GΩ)

1 Menit 10 Menit IP 1 Primer – tanah 4.5 GΩ 8.5 GΩ 1.88 2 Sekunder – Tanah 12 GΩ 16 GΩ 1.33 3 Primer – sekunder 10 GΩ 14 GΩ 1.4

Perhitungan Indeks Polarisasi (IP) : - IP =

 Primer – sekunder IP =

= 1.4



Transformator 2



Sebelum diperbaiki

Tabel 4.6 Data tahanan isolasi Transformator 2 sebelum diperbaiki No. Kumparan/ belitan trafo HASIL PENGUKURAN (GΩ)

1 Menit 10 Menit IP 1 Primer – tanah 0.1 GΩ 0.063 GΩ 0.63 2 Sekunder – Tanah 0.126 GΩ 0.088 GΩ 0.233 3 Primer – sekunder 0.164 GΩ 0.069 GΩ 0.41

- IP =

 Primer – tanah IP =

= 0.63

 Sekunder – tanah IP =

= 0.233

 Primer – sekunder IP =

= 0.41



Setelah diperbaiki

Tabel 4.7 Data tahanan isolasi Transformator 2 setelah diperbaiki No. Kumparan/ belitan trafo HASIL PENGUKURAN (GΩ)

1 Menit 10 Menit IP 1 Primer – tanah 2.5 GΩ 3.5 GΩ 1.40 2 Sekunder – Tanah 4.5 GΩ 6.0 GΩ 1.33 3 Primer – sekunder 7.0 GΩ 9.0 GΩ 1.28

- IP =

 Primer – tanah IP =

= 1.40

 Sekunder – tanah IP =

= 1.33

 Primer – sekunder IP =

= 1.2

4.3 Analisis perhitungan umur pakai transformator

Perhitungan umur pakai transformator dilakukan dengan menggunakan data pembebanan dua buah transformator dengan kapasitas dan beban yang sama yang diambil dari PT PLN Rayon Medan Kota dengan kode MK199-1 dan MK160-1.

4.3.1 Data beban Transformator Distribusi PT PLN Rayon Medan

4.3.2 Perhitungan susut umur transformator

Dari data hasil pengukuran pada PT PLN Rayon Medan Kota dapat diperkirakan susut umur dari dua transformator. Analisis perhitungan dilakukan mengacu pada Tabel 2.2, serta suhu lilitan untuk pembebanan 100% mencapai .

Berdasarkan Tabel 2.2, nilai suhu terendah yang tertera yaitu , maka diasumsikan untuk suhu < , perkiraan susut umur nya juga sama dengan yang yaitu 0.125. Untuk waktu pembebanan selama 24 jam siang dan malam, diasumsikan untuk waktu beban puncak (WBP) terjadi mengikuti beban malam hari selama 4 jam (18.00 – 22.00) sedangkan untuk diluar waktu beban puncak (LWBP) terjadi mengikuti beban siang selama 20 jam (22.00).

a. Transformator MK160-1

 Beban LWBP : 23 %

Suhu lilitan = 23% x =

 Beban WBP : 49%

Suhu lilitan = 49% x =

- Suhu lilitan selama beban puncak berlangsung (4 jam) adalah dan diluar waktu beban puncak berlangsung adalah

- Jadi diperkirakan selama 4 jam transformator tersebut dibebani pada suhu dan selama 20 jam pada suhu .

- Perkiraan perhitungan susut umur selama satu hari satu malam berdasarkan kenaikan suhu titik panas adalah :

Diasumsikan untuk suhu ≤ perkiraan susut umur = 0.125.

Pada suhu perkiraan susut umut nya (p.u) = 0.125 dan suhu perkiraan susut umur (p.u) = 0.125.

- Perkiraan susut umur selama satu hari satu malam adalah :

= (Rentang waktu WBP x (p.u)) + (Rentang waktu LWBP x (p.u))

= (4 x 0.125) + (20 x 0.125)

= 0.5 + 2.5

= 3 jam  <24 jam

Dari hasil perhitungan didapat perkiraan susut umur transformator selama satu hari satu malam adalah 3 jam.

Apabila dari hasil perhitungan perkiraan susut umur transformator hasilnya kurang dari 24 jam, maka umur transformator tidak mengalami penyusutan.

 Jadi, perkiraan umur transformator MK160-1 masih diatas 20 tahun.

b. Transformator MK199-1

 Beban LWBP : 23 %

Suhu lilitan = 23% x =

 Beban WBP : 34%

Suhu lilitan = 49% x =

- Suhu lilitan selama beban puncak berlangsung (4 jam) adalah dan diluar waktu beban puncak berlangsung adalah - Jadi diperkirakan selama 4 jam transformator tersebut dibebani pada

suhu dan selama 20 jam pada suhu .

- Perkiraan perhitungan susut umur selama satu hari satu malam berdasarkan kenaikan suhu titik panas adalah :

Diasumsikan untuk suhu ≤ perkiraan susut umur = 0.125.

Jadi, pada suhu perkiraan susut umut nya (p.u) = 0.125 dan suhu perkiraan susut umur (p.u) = 0.125.

- Perkiraan susut umur selama satu hari satu malam adalah:

= (Rentang waktu WBP x (p.u)) + (Rentang waktu LWBP x (p.u))

= (4 x 0.125) + (20 x 0.125)

= 0.5 + 2.5

= 3 jam  <24 jam

Dari hasil perhitungan didapat perkiraan susut umur transformator selama satu hari satu malam adalah 3 jam.

Apabila dari hasil perhitungan perkiraan susut umur transformator hasilnya kurang dari 24 jam, maka umur transformator tidak mengalami penyusutan.

 Jadi, perkiraan umur transformator MK199-1 masih diatas 20 tahun.

4.4 Perbandingan transformator pada saat terpasang sebelum dan sesudah diperbaiki

a. Tahanan Isolasi

Standar indeks polarisasi transformator (IP) , apabila hasil pengukuran nilai nya di bawah 1.1 – 1.25, maka perlu penanganan lebih lanjut apakah transformator kotor, lembab, atau sudah bocor. Dari hasil pengukuran transformator, dilihat bahwa IP sebelum diperbaiki nilai nya <1, direkomendasikan transformator perlu ditindaklanjuti seperti dilakukan uji kadar minyak dan uji tan delta. Sedangkan IP transformator setelah diperbaiki nilainya menunjukkan 1.25 – 2, yang artinya sudah dalam keadaan baik.

 Transformator 1

No Hubungan

Sebelum perbaikan (GΩ)

Setelah perbaikan (GΩ)

1 Min 10 Min IP 1 Min 10 Min IP

1. Primer – tanah 0.05 0.036 0.8 4.5 8.5 1.88 2 Sekunder – tanah 0.076 0.04 0.52 12 16 1.33 3. Primer – sekunder 0.026 0.91 0.40 10 14 1.4

 Transformator 2

No Hubungan

Sebelum perbaikan (GΩ)

Setelah perbaikan (GΩ)

1 Min 10 Min IP 1 Min 10 Min IP

1. Primer – tanah 0.1 0.063 0.63 2.5 3.5 1.40 2 Sekunder – tanah 0.126 0.088 0.23 4.5 6.0 1.33 3. Primer – sekunder 0.164 0.069 0.41 7.0 9.0 1.28

b. Umur transformator

Umur transformator dibandingkan pada saat sebelum terpasang (mengacu pada tahun pembuatan transformator dan sesuai standar International Electrotechnical Commission (IEC) 354 tahun 1972) dan setelah terpasang di jaringan distribusi pada PLN Rayon Medan Kota.

 Transformator MK199-1

No. Standar Umur

1. 2004 & IEC 354 1972 20 tahun (tahun 2024) 2. Perhitungan data beban saat terpasang di PLN

Rayon Medan Kota

>20 tahun (diatas tahun 2024)

 Transformator MK160-1

No. Standar Umur

1. 2011 & IEC 354 1972 20 tahun (tahun 2031) 2. Perhitungan data beban saat terpasang di PLN

Rayon Medan Kota

>20 tahun (diatas tahun 2031)

4.5 Analisis Ekonomis

Nilai ekonomis yang dibahas disini adalah tentang kualitas dari

Dalam dokumen SKRIPSI STUDI PEMAKAIAN BERBAGAI JENIS TRANSFORMATOR TERHADAP NILAI EKONOMIS YANG ADA DI KOTA MEDAN (Halaman 14-0)