BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2. Pengaruh Pembebanan Transformator Dengan Beban Konstan
4.2.2 Pengaruh Suhu Sekitar
Pengaruh suhu terhadap transformator maka beban transformator dibuat menjadi 3 yaitu 100 %, 90 %, dan 80 % sedangkan suhunya diatur dari 20 0C sampai 38 0C. Karena ∆θbt dan ∆θc dipengaruhi oleh pembebanan, sedangkan pembebanan dibuat konstan maka ∆θbt dan ∆θc akan konstan juga. Oleh karena itu yang mempengaruhi temperatur hot spot dalam hal ini adalah temperatur ambient. Hasil perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 4.4
Untuk setiap kenaikan 1°C maka akan mengakibatkan naiknya temperatur hot spot sebesar 1°C juga, hal ini sesuai dengan rumusnya yaitu:
θc = θa + ∆θbt + ∆θc
33
Tabel 4.4 Tabel Pengaruh Suhu Ambient
Temperatur sekitar atau ambient menentukan perubahan temperatur hot spot, semakin besar temperatur sekitar maka semakin besar temperatur hot spot begitu pula sebaliknya. Kenaikan temperatur minyak dan suhu sekeliling akan mempengaruhi besarnya temperatur hot spot.
NO Suhu (0C)
34 4.2.3. Menentukan Perkiraan Umur
Transformator yang digunakan pada Gardu Induk GIS Listrik tahun beroprasinya adalah tahun 2014 sehingga umur oprasinya adalah 2 tahun.
Perkiraan sisa umur isolasi transformator karena pembebanan dapat dihitung sebagai berikut. Perhitungan perkiraan umur di bawah ini hanya memperhitungkan pengaruh penurunan isolasi belitan karena pengaruh suhu lingkungan transformator saja tanpa memperhitungkan faktor beban atau pengaruh yang lain. Adapun perhitungannya diperlihatkan sebagai berikut:
Sisa umur pada tahun ke-n = umur dasar - ( n x susut umur )
Sedangkan untuk pembebanan yang lain seperti pada Tabel 4.4 umurnya juga dapat ditentukan dengan cara yang sama, sehingga didapatkan tabel sebagai berikut:
Tabel 4.5 Susut umur transformator dari berbagai macam pembebanan
NO Beban
35
Gambar 4. 1 Grafik Hubungan Antara Nilai Susut Umur Dengan Umur Isolasi Transformator
4.3. Analisa Real Dengan Data Yang Ada 4.3.1. Perhitungan-Perhitungan
Berdasarkan data pembebanan Gardu Induk GIS Listrik Medan tahun 2016 dapat diambil sebagai contoh untuk perhitungan pengaruh pembebanan. Data yang diambil adalah data tanggal 30 Nopember tahun 2016 yaitu pada saat penelitian dimulai dengan pembebanan maksimalnya sekitar 75% dari daya terpasang transformator.
Perhitungan-perhitungan untuk pembebanan tanggal 30 Nopember 2016.
Seperti terlihat pada Tabel 4.1, besarnya daya pengenal dari trafo yang digunakan 36 MVA / 60 MVA ( ONAN / ONAF ). Besarnya beban trafo pada tanggal 30 Nopember 2016 maksimum terjadi pada jam 16:00, yaitu sebesar 28 MW daya aktif dan 10,7 MVAR daya reaktif.
0%
Grafik Hubungan Antara Nilai Susut Umur Dengan Umur Isolasi Transformator
36 Tahapan perhitungan
1. Menghitung daya semu/total S = �𝑃𝑃2+ 𝑄𝑄2
S = �282+ 10,72 S = 29,97 MVA
2. Menentukan Load Factor
Perbandingan Pembebanan atau Load Factor nya adalah K = 𝑆𝑆
𝑆𝑆𝑏𝑏
K =29,97
36
K = 0,8326 untuk jenis pendingin ONAN
K = 𝑆𝑆
𝑆𝑆𝑏𝑏
K = 29,97
60
K = 0,49958 untuk jenis pendingin ONAF 3. Menetukan rugi tembaga
Besarnya rugi beban nol adalah 38 KW dan rugi tembaga untuk daya pengenal 60 MVA adalah 220 KW
Besarnya Arus
Untuk daya pengenal 36 MVA Sr = V1 I1
Untuk daya pengenal 60 MVA Sr = V1 I1
I1 = 𝑆𝑆𝑏𝑏 𝑉𝑉1
37
4. Menentukan perbandingan rugi (d) Untuk daya pengenal 36 MVA
d = 𝑅𝑅𝐶𝐶𝑅𝑅𝑖𝑖 𝜔𝜔𝑒𝑒𝑚𝑚𝑏𝑏𝑚𝑚𝑅𝑅𝑚𝑚 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑦𝑦𝑚𝑚 𝑝𝑝𝑒𝑒𝑃𝑃𝑅𝑅𝑒𝑒𝑃𝑃𝑚𝑚𝑙𝑙 𝑅𝑅𝐶𝐶𝑅𝑅𝑖𝑖 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑏𝑏𝑚𝑚𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑤𝑤𝑙𝑙
d = 162
38
d = 4,26
Untuk daya pengenal 60 MVA
d = 𝑅𝑅𝐶𝐶𝑅𝑅𝑖𝑖 𝜔𝜔𝑒𝑒𝑚𝑚𝑏𝑏𝑚𝑚𝑅𝑅𝑚𝑚 𝑝𝑝𝑚𝑚𝑑𝑑𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑦𝑦𝑚𝑚 𝑝𝑝𝑒𝑒𝑃𝑃𝑅𝑅𝑒𝑒𝑃𝑃𝑚𝑚𝑙𝑙 𝑅𝑅𝐶𝐶𝑅𝑅𝑖𝑖 𝑏𝑏𝑒𝑒𝑏𝑏𝑚𝑚𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑤𝑤𝑙𝑙
d = 220
38
d = 5,78
38 5. Menentukan kenaikan temperatur stabil oil
Δθb= Δθbr�1+d K1+d2�𝑥𝑥
Pendingin yang digunakan adalah tipe ONAN/ONAF sehingga nilai Δθbr = 55 dan x = 0,9
6. Menentukan kenaikan temperatur top oil
Kenaikan temperatur top oil dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut ini:
Δθbt = Δθb0+ (Δθb – Δθb0) ( 1-e-t/τ ) Pendingin ONAN memiliki nilai τ = 3
Untuk besarnya Δθbo diasumsikan sama dengan Δθb karena beban awalnya dianggap stabil.
Δθbt = 42,53 + (42,53 – 42,53 ) ( 1 – e-1/3 ) = 42,53 °C
7. Menentukan selisih temperatur antara hot spot dengan top oil
∆θc = (∆θcr − ∆θbr) K2y
∆θc = (78 − 55) 0,83262 (0,8)
∆θc = 17,15 0C
8. Menentukan temperatur hot spot
Suhu rata-rata pada bulan Nopember adalah 31 0C θc = θa + ∆θbt + ∆θc
θc = 31 + 42,53 + 17,15 θc = 90,69 0C
39 9. Menentukan thermal Ageing
Menentukan Laju Penuaan Thermal Relatif Berdasarkan Persamaan V = 10(θc− 98)/19,93
V = 10(90,69−98)/19,93
V = 0,4298
Dengan cara yang sama untuk pembebanan pada jam lainnya dapat dilihat hasilnya pada Tabel 4.6.
40
Tabel 4.6 Perhitungan-perhitungan untuk jenis pendingin ONAN
Jam
41
Tabel 4.7 Perhitungan-perhitungan untuk jenis pendingin ONAF
Jam
42 10. Menghitung Pengurangan Umur Untuk jenis pendingin ONAN L = h
Untuk jenis pendingin ONAF L = h
Dari perhitungan diperoleh bahwa susut umur akibat pengaruh suhu lingkungan diperoleh untuk jenis pendingin ONAN sebesar 0,1222 p.u/hari atau 12,22 % dan jenis pendingin ONAF sebesar 0,1115 p.u/hari atau 11,15%.
Perhitungan umur isolasi transformator pendingin ONAN Sisa umur pada tahun ke n = umur dasar - ( n x susut umur )
43 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Semakin besar nilai pemebebanan maka semakin besar susut umur suatu transformator dan sebaliknya. Untuk pembebanan sebesar 100%, 90%, dan 80 %. Nilai susut umur terbesar diperoleh pada pembebanan 100% yaitu sebesar 483% dan yang terkecil pada pembebanan 80% yaitu sebesar 39%.
2. Diperoleh dari hasil penelitian bahwa suhu sekitar memengaruhi susut umur transformator dapat dilihat dari Tabel 4.4. Dengan rentang suhu antara 20 0C hingga 38 0C pembebanan 100% diperoleh rentang susut umur 100% hingga 800%, pembebanan 90% susut umurnya antara 27%
hingga 216%, dan pembebanan 80% susut umurnya antara 8% hingga 65%.
3. Menurut standar IEC suatu Transformator beroprasi pada suhu lingkungan 20 0C dengan pembebanan maksimum 100% menghasilkan susut umur sebesar 100%. Berdasarkan data real yang ada pada trafo tenaga 3 GIS Listrik Medan pembebanan maksimum pada tanggal 30 Nopember 2016 dengan suhu bulanan 31 0C diperoleh susut umur sebesar 12,22%.
5.2 Saran
Saran penulis untuk mengembangkan penelitian lebih lanjut untuk kedepannya adalah sebagai berikut :
1. Melakukan penelitian pada trafo yang melakukan pencatatan suhu lingkungan langsung pada lingkungan Transformator.
2. Agar penelitian selanjutnya dilakukan pada transformator dengan pendingin yang lebih kompleks misalnya kombinasi ONAN /OFAF atau ONAN /OFWF
44
Daftar Pustaka
1. Zuhal. 1993. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta:
Penerbit Gramedia Pustaka Utama.
2. Rijono, Yon. 1997. Dasar Tenaga Listrik. Yogyakarta: Penerbit Andi.
3. A. Arismunandar, S. Kuwara. 2004. Buku Pegangan Teknik Tenaga Listrik, Jilid III. Jakarta: Pradya Paramita.
4. Sitorus, Juni H. Studi Pemasangan Tapping Pada Transformator Distribusi Tiga Phasa (Aplikasi Pada PT. Morawa Elektrik Transbuana). Repository University of Sumatera Utara.
5. Winders Jr, John J, Power Transformers Principles Applications.
6. Tobing, B.L. 2012. Peralatan Tegangan Tinggi, Edisi Kedua. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
7. Purnama, Sigid, 2009. Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur Transformator Tenaga. Laporan Skripsi. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang.
8. PLN. Pedoman Pembebanan Transformator Terendam Minyak. SPLN 17:1979.
9. Z. Radakovic, E. Cardillo. 2003. The influence of transformer loading to the ageing of the oil-paper insulation. Rotterdam millpress.
10. IEC, Loading Guide For Oil Immersed Transformer, IEC Publication, 1972.
B LAMPIRAN
B
C
D
E
F
G
H
I
J