DISUSUN OLEH:
1. KEVIN SAMUEL SIMANGUNSONG
2. MIA SORAYA
3. MARIA F. SEMBIRING
4. ZIKRI ANANDA E.B.P.HAJI BOGOT
5. YOSEF DAMOS MANURUNG
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan karuniaNya saya dapat menyelesaikan Laporan ini dengan baik dalam mata kuliah Sistem Proteksi. Saya juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada bapak M.Safril, MT. yang telah membimbing kami selama pengenalan proses perbaikan trafo dan penyelesaian tugas laporan ini.
Adapun tujuan saya menulis tugas laporan ini adalah sebagai bagian dari penyelesaian akhir dari apa yang saya ketahui selama pengenalan proses perbaikan trafo di bengkel trafo jl.Gatot Subroto,Medan. Laporan ini saya gunakan sebagai media penyampaian secara tertulis atas hasil yang saya dapatkan selama saya melaksanakan kunjungan ke bengkel trafo di jl.Gatot Subroto,Medan.
Saya harap tugas ini dapat menjadi bahan pembelajaran bagi kita demi peningkatan kompetensi di bidang Sistem Proteksi dan saya harapkan tugas ini dapat menjadi acuan untuk menciptakan hal-hal baru yang dapat di gunakan untuk peningkatan kualitas hidup manusia.
Saya juga mengharapkan kritik serta saran demi perbaikan kerangka serta isi dari tugas laporan ini, karena saya menyadari bahwa saya adalah manusia yang tidak dapat mengerjakan sesuatu dengan sempurna. Akhirnya,saya ucapkan terima kasih atas segala perhatian pembaca.
Medan,22 Mei 2017
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang digunakan untuk mengubah besaran tegangan arus listrik bolak-balik (AC), seperti menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Transformator bekerja berdasarkan prinsip fluks listrik yaitu arus listrik bolak-balik yang mengelilingi inti besi akan berubah menjadi magnit dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan,maka antara kedua ujung belitan tersebut akan menghasilkan beda tegangan.
Trafo Distribusi adalah merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen. Kerusakan pada Trafo Distribusi menyebabkan kontiniutas pelayanan terhadap konsumen akan terganggu (terjadi pemutusan aliran listrik atau pemadaman). Pemadaman merupakan suatu kerugian yang menyebabkan biaya-biaya pembangkitan akan meningkat tergantung harga KWH yang tidak terjual. Pemilihan rating Trafo Distribusi yang tidak sesuai dengan kebutuhan beban akan menyebabkan efisiensi menjadi kecil, begitu juga penempatan lokasi Trafo Distribusi yang tidak cocok mempengaruhi drop tegangan ujung pada konsumen atau jatuhnya/turunnya tegangan ujung saluran/konsumen.
B.TUJUAN
1. Mengetahui fungsi dan komponen-komponen yang terdapat pada transformator. 2. Mengetahui kerusakan-kerusakan yang sering terjadi pada transformator. 3. Mengetahui langkah-langkah proses perbaikan transformator.
C.MANFAAT
Taruna dapat melihat secara langsung komponen-komponen yang terdapat pada transformator dan langkah-langkah proses perbaikan transformator.
PEMBAHASAN
I. BAGIAN- BAGIAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI A.Inti Besi
Terbuat dari lempengan-lempengan jenis feromagnetik(berupa besi dan nikel) tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi).Inti besi tersebut berfungsi sebagai penghantar yang mempermudah jalannya fluksi(aliran arus listrik) yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi pada trafo ada 2 jenis,yaitu inti besi tegak (current tegak) dan inti besi duduk (current duduk). Inti besi tersebut direndam dengan minyak trafo,agar mengisolasi dan mendinginkan trafo.
B.Kumparan Transformator
Kumparan transformator terdiri dari beberapa lilitan kawat berisolasi yang mengelilingi inti besi yang digulung dengan presspan pada kedua pinggir gulungan. Kumparan transformator terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder. Kumparan transformator menggunakan kawat tembaga emeldrat.kawat tembaga yang sering digunakan yaitu dengan ukuran 1.2mm untuk kapasitas 400-630kVA dan 0.8mm untuk kapasitas <400 kVA.
Kumparan transformator berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus. Pada kumparan primer biasanya menggunakan busbar sebagai terminal dan pada kumparan sekunder biasanya menggunakan kabel emeldrat yang diisolasi sebagai terminal.
C. Minyak Transformator
Minyak transformator yang digunakan adalah jenis APAR dengan merek poweroil buatan India. Minyak trafo tersebut terdapat pada bagian casing trafo yang mempunyai sifat sebagai isolasi dan media pemindah,sehingga minyak trafo berfungsi sebagai pendingin dan isolasi komponen trafo.
Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang terkandung adalah senyawa hidrokarbon parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa tersebut, minyak transformator masih mengandung senyawa yang disebut zat aditif meskipun kandungannya sangat kecil .
Gambar minyak trafo
D.Bushing
Bushing merupakan sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator yang sekaligus
berfungsi sebagai penyekat antara konduktor dengan tangka trafo. Bushing juga digunakan sebagai terminal untuk mengubungkan tegangan pada sisi primer dan sekunder. Kapasitas bushing juga tergantung pada besar kapasitas trafo nya.
E.Tangki Transformator
Berfungsi untuk menampung minyak akibat pemanasan trafo,menjaga agar minyak tidak
terkontaminasi dengan air yang masuk bersama udara melalui saluran pelepasan,dan masuknya udara kedalam konservator perlu dilengkapi media penyerap uap air pada udara (silicagel) tidak keluar mencemari udara disekitarnya.
F. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator
Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator, media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air.
Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator). Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forced).
G. Alat pernapasan (Dehydrating Breather)
Sebagai tempat penampungan pemuaian minyak isolasi akibat panas yang timbul, maka minyak ditampung pada tangki yang sering disebut sebagai konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan tidak boleh bersinggungan dengan udara, karena kelembaban udara yang mengandung uap air akan mengkontaminasi minyak walaupun proses pengkontaminasinya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut, udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin memerlukan suatu media penghisap kelembaban, yang digunakan biasanya adalah silica gel. Kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk menghindari terkontaminasi oleh kelembaban udara maka diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silica gel, yang secara khusus dirancang untuk maksud tersebut diatas.
H. Indikator-indikator
a . Thermometer / Temperature Gauge
alat ini berfungsi untuk mengukur tingkat panas dari trafo, baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak trafonya. Thermometer ini bekerja atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas.
Beberapa thermometer dikombinasikan dengan panas dari resistor (khusus yang tersambung dengan transformator arus, yang terpasang pada salah satu fasa fasa tengah) dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap panas sebenarnya yang terjadi.
b. Permukaan minyak / Level Gauge
alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis penunjukan, seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti
pada sistem pernapasan sehingga pemuaian dan penyusutan minyak-udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi kering dan aman.
II. CARA MENGETAHUI KERUSAKAN-KERUSAKAN YANG SERING TERJADI PADA TRANSFORMATOR
Pengukuran / Pengujian Kondisi Belitan
Salah satu indikator penting suatu trafo layak dioperasikan kondisi isolasinya, sebab bila kondisi isolasi jelek dan ini ditujukan dengan nilai tahanan isolasinya rendah dibawah batas minimal yang diinginkan, ketika dioperasikan (diberi tegangan) dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada trafo itu sendiri, bahkan dapat mengganggu kerja dari sistem jaringan, dimana trafo tersebut dipasang.
Hal lain yang lebih membahayakan, apabila sampai terjadi kontak antara kumparan tegangan tinggi dengan badan trafo, atau kumparan tegangan rendah, tetapi kerja sistem pengaman kurang baik, maka tak ayal lagi dapat menyebabkan kecelakaan bagi orang, karena tegangan sentuh terlalu tinggi atau paling tidak dapat marusak peralatan-peralatan listrik yang terpasang pada tegangan rendah.
Kerusakan-kerusakan atau kecelakaan seperti tersebut diatas adalah hal yang harus dihindari. Untuk trafo caranya adalah mengukur kondisi isolasi baik saat trafo yang akan dipasang maupun secara berkala pada trafo yang sudah beroperasi. Pengujian pada isolasi trafo yang harus dilakukan adalah :
Ø Test Kontinyuitas belitan.
Ø Pada bushing HV pada setiap tap changer (sadapan), nilai tahanan AB = AC = CA.
Ø Pada bushing LV nilai tahanan ab = ac = ca atau an = bn = cn Ø Pengukuran Tahanan Isolasi Belitan
Tujuannya untuk mengetahui ketahanan belitan terhadap tegangan kerjanya. Alat ukur yang digunakan adalah megger 1000-5000 V DC dengan arus minimal 1 mA. Cara pengukurannya adalah pengukuran antara bushing HV dengan LV, bushing HV ground/body dan bushing LV dengan ground/body, lama pengukurannya masing-masing 1 menit.
Nilai tahanan isolasi belitan paling rendah adalah :
C = Faktor belitan terendam dalam minyak besarnya = 0,8 E = Tegangan tertinggi ……….. (Volt)
kVA = Daya trafo ………. (kVA) k = Faktor koreksi suhu belitan
Temperatur Faktor koreksi 0°C 0,25 5°C 0,36 10°C 0,50 15°C 0,72 20°C 1,100 30°C 1,98 40°C 3,95 50°C 7,85 Contoh :
Trafo 1.000 WA dengan tegangan 20 kV / 400 V
Pelaksanaan pengukuran sebaiknya diawali dari penqukuran antara sisi LV dengan Body dengan tegangan 1000 V, sebab kesalahan pemilihan tegangan pengukuran pada Megger dapat menyebabkan kerusakan isolasi pada belitan trafo. Tabel pengamatan
Kesimpulan hasil test Ø Test Polaritas Index
Tujuannya untuk memastikan bahwa trafo tahan terhadap tegangan lebih. Cara pengujiannya seperti pengujian tahanan isolasi tetapi dilakukan pencatatan sebanyak 40 kali masing-masing setiap 1 menit.
3.2. Pengujian Dielektrik Minyak Isolasi
Ø Sebagai cairan isolasi Ø Sebagai pendingin
Sebagai cairan isolasi minyak trafo baru harus mempunyai tegangan tembus minimal 120 kV /cm, sedang untuk minyak yang terpakai minimal 80 kV/cm. Sebagai cairan pendingin, nilai viskositas untuk minyak baru maksimal 18,50 milipoises, sedang untuk minyak yang terpakai maksima! 19,24 miliposes. Titik nyala minimum 146°C.
Trafo dalam keadaan berbeban akan timbul panas antara 60°C – 80°C pada
kumparan-kumparan yang disalurkan pada minyaknya dengan cara konveksi dan radiasi ke udara melalui sistem pendinginannya.
Trafo dengan, type conservator, minyak trafo mempunyai kontak dengan udara luar yang mengandung asam. Dan inilah yang lambat laun dapat merusak minyak trafo. Zat asam pada suhu minyak antara 60°C – 80°C bereaksi dengan minyak trafo, sehingga terjadi persenyawaan asam dan air sehingga kadar asam dan air dalam minyak trafo ini makin tinggi. Bila minyak trafo berkadar asam tinggi bereaksi dengan kumparan dan bagian logam trafo dari trafo akan membentuk garam-garam yang tak dapat larut mengendap berupa bintik-bintik berwama merah coklat.
Kondisi tersebut bila dibiarkan berlangsung terus, berakibat merusak kumparan trafo dan minyak menjadi kental, hingga daya pendingin serta tegangan tembusnya makin turun. Untuk mencegah hal tersebut diperlukan secara periodik pemeriksaan minyak di laboratorioum guna mengetahui :
Ø Nilai tegangan tembus Ø Kadar asam dan air Ø Nilai viskositas
Ø Keadaan visual (warna, endapan, kejernihan)
Hasil pemeriksaan digunakan untuk melakukan tindak lanjut yaitu : Ø Minyak masih dapat dipakai
Ø Minyak harus diproses/disaring agar dapat dipakai Ø Minyak harus diganti
III. LANGKAH-LANGKAH PROSES PERBAIKAN TRANSFORMATOR.
a. Mencatat data transformator
Data transformator yang dimaksud adalah besarnya tegangan pada setiap tap baik primer maupun sekunder, hal ini penting untuk perhitungan lilitan kelak.
b. Membongkar kern
Lembaran kern dibuka satu persatu dengan hati-hati agar tidak rusak karena masih akan digunakan. Untuk memudahkan pada saat pemasangan kembali lembaran dengan model E dan model I dipisahkan tempatnya.
c. Mengukur koker
Mengukur panjang dan lebar koker, ukuran ini dibutuhkan untuk pembuatan koker baru. d. Mengukur diameter kawat
Kawat email pada gulungan primer dan sekunder harus diukur diameternya, agar tafo yang dibuat, spesifikasinya betul-betul sama dengan spesifikasi trafo yang digantikan terutama besaran arusnya.
Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan jangka sorong atau dengan menggunakan mikrometer untuk pengukuran yang lebih akurat/teliti.
e. Membuat koker baru
Jika koker tidak dapat diukur karena kondisi fisik (rusak misalnya meleleh) yang tidak
memungkinkan untuk dilakukan pengukuran yang teliti, ukuran koker dapat ditentukan dengan mengukur kernnya.
Misalnya P adalah panjang koker, L (lebar) koker adalah tinggi tumpukan kern, dan X adalah kedalaman koker.
Berdasarkan ukuran dari kern maka proses perencanaan koker yang baru baik model dan ukurannya dapat dilakukan.
f. Menghitung jumlah lilitan
Perhitungan jumlah lilitan pada sisi primer dan sekunder dapat dilakukan dengan menghitung lilitan pervoltnya terlebih dahulu. Lilitan pervolt dapat dihitung dengan menggunakan rumus pendekatan praktis yaitu :
L/V = F Dimana A = P x L A
L/V = Lilitan pervolt F = Frekuensi (Hz) A = Luas koker (cm2) P = Panjang koker (cm) L = Lebar koker (cm)
Catatan: Frekuensi yang digunakan adalah 50 Hz + 6. Frekuensi dijumlahkan dengan 6 sebagai nilai toleransi.
Setelah jumlah lilitan pervolt diketahui maka perhitungan jumlah lilitan pada setiap tap dapat dilakukan dengan mengalikan nilai nominal tegangan pada tiap tap, misalnya untuk tegangan 220 volt jumlah lilitannya adalah 220 x L/V.
g. Menggulung/melilit kawat email pada koker
Proses menggulung/melilit dapat dilakukan dengan cara manual (menggulung sambil menghitung jumlah lilitan). Cara kedua adalah dengan semi manual dengan menggunakan mesin/alat penggulung.
Catatan: Sebelum menggulung koker dilapisi dengan kertas prespan, begitu juga antara belitan primer dan sekunder dan setelah semua gulungan selesai kembali dibungkus dengan kertas prespan.
h. Memasang kern
Pemasangan kern dilakukan dengan cara selang seling dan berulang-ulang antara model E dan I (perhatikan gambar !)
i. Menyolder ujung-ujung kawat pada terminal
Ujung-ujung kumparan setiap tap pada transformator yang telah digulung dirapikan dengan menyolder pada terminal-terminal yang telah disiapkan. Terminal tersebut biasanya dipasang permanen pada sisi-sisi koker.
j. Menguji transformator
Pengujian transformator dilakukan dengan dua cara yaitu:
1. Pengujian tanpa tegangan, transformator diukur dengan menggunakan ohm meter, meliputi pengukuran antar lilitan primer dengan bodi, lilitan sekunder dengan bodi, dan litan primer dan sekunder. Hasil dari pengujian tersebut adalah ohm meter tidak menunjuk atau tidak boleh ada hubung singkat antara kedua belitan dan body serta antara belitan primer dan sekunder.
tegangan nominal pada sisi primer dan mengukur besaran tegangan pada sisi sekunder. Pengujian yang lebih lengkap adalah dengan mengukur karakteristik transformator beban nol (tidak berbeban), transformator berbeban dan transformator hubung singkat (langkah dan cara pengujian transformator akan disajikan lebih lengkap pada bagian lampiran).
k. Mencelup transformator pada seerlack
Jika langkah pengujian transformator sudah dilaksanakan dan disimpulkan bahwa transformator baik maka selanjutnya adalah memberi cairan isolasi (seerlack/vernis). Pemberian seerlack dapat dilakukan dengan menyiramkan seerlack pada transformator ataupun dengan mencelup langsung transformator pada cairan seerlack.
Jika pada proses pencelupan muncul gelembung-gelembung udara maka transformator diangkat dari dalam seerlack setelah gelembung-gelembung tersebut hilang.
l. Mengeringkan transformator
Transformator yang telah diberi seerlack selanjutnya dikeringkan. Proses pengeringan dilakukan dengan dua cara yaitu cara komvensional dengan menjemur transformator (transformator
dikeringkan dengan panas sinar matahari). Cara menjemur memiliki kekurangan yaitu membutuhkan waktu agak lama.
Adapun cara lain untuk memperbaiki transformator yaitu menggunakan oven dan biasanya jika menggunakan oven waktu yang di gunakkan lebih singkat.
Cara menggunakan oven:
Pastikan mcb pada posisi off
Pastikan posisi off pada panel oven
Buka penutup oven
Keluarkan lantai oven melalui relnya
Letakkan trafo diatas lantai oven, dengan posisi sekunder mengarah ke dinding oven
Pastikan tidak ada material diatas oven
Masukkan lantai oven kedalam oven
Lalu pastikan tidak ada yang bersentuhan dengan dinding oven
Tutup pintu oven
On kan mcb
Atur timer suhu dengan kebutuhan trafo yang ada di dalam oven
Gambar trafo di pabrik
Gambar diatas adalah contoh sesudah dan sebelum pemurnian minyak
Gambar mesin filter minyak
