UJI TEGANGAN TEMBUS MINYAK TRANSFORMATOR TERDESTILASI PADA TRANSFORMATOR DAYA MENGGUNAKAN TEGANGAN IMPULS DI PT. BAMBANG DJAJA

(1)

Jurusan Teknik Elektro-ITS

UJI TEGANGAN TEMBUS MINYAK TRANSFORMATOR

TERDESTILASI PADA TRANSFORMATOR DAYA

MENGGUNAKAN TEGANGAN IMPULS DI PT. BAMBANG

DJAJA

Page 1

Seminar dan Sidang Tugas Akhir

Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS

Nama : Fakhrudin Azhar

NRP : 2209 100 043

Pembimbing :

1. Dr. Eng. I Made Yulistya Negara,

ST.,MSc.

(2)

 PENDAHULUAN  TEORI PENUNJANG

 LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN  ANALISIS

 KESIMPULAN

(3)

 Isolasi cair merupakan bagian penting dalam peralatan sistem tenaga terutama pada transformator. Peralatan tegangan tinggi biasanya

menggunakan bahan isolasi cair sebagai media isolasi maupun sebagai

pendingin peralatan tegangan tinggi. Isolasi cair yang banyak digunakan yaitu minyak transformator.

 Sifat alami yang tidak dapat dihindari saat pengoperasian peralatan listrik tegangan tinggi adalah bahwa peralatan-peralatan tersebut sering terkena tegangan impuls, baik impuls petir maupun impuls kontak atau switching.

LATAR BELAKANG

(4)



Pengaruh kekotoran dan kemurnian minyak dalam

pengujian tegangan tembus menggunakan

tegangan impuls.



Perbedaan nilai tegangan tembus pada pengujian

menggunakan tegangan impuls dan tegangan AC.

(5)



_{Membandingkan kualitas isolasi 3 sampel minyak}

transformator yang digunakan di PT.Bambang

Djaja.



Membandingkan perbedaan pada pengujian

tegangan tembus menggunakan tegangan impuls

dan tegangan AC.

TUJUAN

(6)

 LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN  ANALISIS

 KESIMPULAN

(7)

TEORI PENUNJANG

Page 7

Teori Kegagalan Isolasi Cair

• Kegagalan Elektronik

Proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap

serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu

supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang

dimasukkan kedalam zat cair. Elektron awal inilah yang

akan memulai proses kegagalan.

• Teori Kegagalan Gelembung

Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk

kegagalan zat cair yang disebabkan oleh adanya

gelembung-gelembung gas.

(8)

TEORI PENUNJANG

Teori Kegagalan Isolasi Cair

• Teori Kegagalan Bola Cair

Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari

jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat

ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik.

• Teori Kegagalan Tak Murnian Padat

Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan

yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel)

didalam isolasi cair yang akan memulai terjadi

kegagalan .

(9)

TEORI PENUNJANG

Page 9

Kegagalan pada Isolasi Cair

• Bahan isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian

bagian yang mempunyai beda tegangan agar diantara

bagian bagian tersebut tidak terjadi lompatan listrik

(flash-over) atau percikan (spark-over).

• Setiap bahan isolasi mempunyai batas kemampuan.

Kegagalan dapat terjadi ketika isolasi bekerja di atas

batas kemampuan.

(10)

TEORI PENUNJANG

Bahan isolasi cair

• Merupakan bahan isolasi yang baik, membutuhkan

wadah kedap air dan harga lebih mahal.

• Memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi

• Bahan isolasi cair mempunyai kekurangan yaitu mudah

terkontaminasi.

• Kekuatan dielektrik berkurang akibat penuaan dan

kontaminasi

(11)

TEORI PENUNJANG

Page 12

Isolasi Minyak Transformator

Kualitas sebuah isolasi minyak dapat dilihat dengan

beberapa pengujian, diantaranya:

1. Pengujian tegangan tembus

2. Pengujian tangen delta

3. Pengujian kadar air

4. Pengujian Partial discharge

IEC 60814

IEC 60156

IEC 60270 IEC 60247

(12)

 KESIMPULAN

(13)

LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN

Page 14

Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:

• Regulator Tegangan

• Transformator Tegangan Tinggi

• Resistor Tegangan Tinggi

• Kapasitor Tegangan Tinggi

(14)

LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN

Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:

• Digital Measuring Instrument (DMI)

• Operating Terminal (OT)

• Peralatan Grounding

• Dioda Tegangan Tinggi

• Resistor Pengaman

(15)

LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN

Page 16

Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:

• Cawan Uji dan Elektroda

(16)

tidak

LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN

Mulai

Menyiapkan alat uji

Memasukkan minyak trafo ke cawan uji dan tunggu 5 menit

Menaikkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger

Tembus

Menurunkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger

Tembus tidak

(17)

 KESIMPULAN

DAFTAR ISI

(18)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 1. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator repair

• Dari 14 kali percobaan tegangan

Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status 1 35.78 35.27Tembus 2 34.76 Tidak Tembus 3 39.24 Tidak Tembus 4 40.21 40.025Tembus 5 39.42 Tidak Tembus 6 44.96 Tidak Tembus 7 47.13 45.67Tembus 8 47.1 Tidak Tembus 9 49.71 48.35Tembus 10 49.6 Tidak Tembus 11 50.6 48.3Tembus 12 50.18 Tidak Tembus

(19)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 21

Grafik tegangan impuls

(20)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 2. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator mentah

Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status 1 85.67 85.12Tembus 2 85.5 Tidak Tembus 3 86.33 84.62Tembus 4 87.17 Tidak Tembus 5 88.95 88.06Tembus 6 88.23 Tidak Tembus 7 89.16 87.48Tembus 8 89.1 87.89Tembus 9 88.12 Tidak Tembus

(21)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 23

(22)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 3. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator terdestilasi

Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status 1 81.19 78.43Tembus 2 81 Tidak Tembus 3 83.17 Tidak Tembus 4 84.76 Tidak Tembus 5 87.16 Tidak Tembus 6 89.11 88.53Tembus 7 89 Tidak Tembus 8 89.9 Tidak Tembus 9 91.24 Tidak Tembus 10 92.42 90.67Tembus 11 92.2 91.04Tembus

(23)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 25

(24)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 4. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator terdestilasi

Pengujian Tegangan (kV) 1 65.22 2 40.1 3 47 4 44.9 5 53.8 6 48.7

• Dari 6 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 49.95 kV

(25)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 27

Tabel 5. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator mentah

• Dari 6 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 21.97 kV

(26)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 6. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator repair

(27)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 29

Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujian tegangan impuls dan tegangan AC

No. Jenis Sampel Minyak

Rata-rata

Tegangan Impuls (kV) Tegangan AC (kV) 1 Minyak Repair 45.05 16.38 2 Minyak Mentah 87.08 21.97 3 Minyak Terdestilasi 87.91 49.95

• Pada pengujian tegangan impuls, rata-rata tegangan tembus pada

minyak mentah dan terdestilasi menunjukkan kesamaan yaitu 87 kV. Ini menunjukkan bahwa kedua sampel tersebut layak digunakan sebagai media isolasi cair pada transformator.

• Sedangkan perbedaan rata-rata tegangan tembus pada minyak kotor sangat rendah dibandingkan dengan minyak mentah dan minyak

(28)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Tabel 8. Hasil Tes Sedimen Content untuk minyak repair

• Hal ini disebabkan karena teori kegagalan elektronik dan teori

kegagalan tak murnian padat yang menjelaskan bahwa kegagalan terjadi karena elektron dan partikel zat yang terkandung dalam minyak transformator.

• Hal ini dibuktikan pula dengan pengujian sediment content pada tabel 8, dimana terdapat kandungan endapan partikel sebesar 68,55 mg/L pada minyak transformator repair dari PT.Bambang Djaja.

No. Parameter Hasil Unit Metode Pengujian 1 Sediment Content 68.555 mg/L ASTM 473 - 02

(29)

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

Page 31

Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujian tegangan impuls dan tegangan AC

No. Jenis Sampel Minyak

Rata-rata

Tegangan Impuls (kV) Tegangan AC (kV) 1 Minyak Repair 45.05 16.38 2 Minyak Mentah 87.08 21.97 3 Minyak Terdestilasi 87.91 49.95

• Pada pengujian tegangan AC, terlihat jelas perbedaan rata-rata tegangan yang disebabkan karena pengujian tegangan AC sangat tergantung pada kemurnian minyak dan zat yang terkandung dalam minyak transformator sehingga minyak terdestilasi lebih tinggi rata-rata tegangan tembus yang dihasilkan.

(30)

 KESIMPULAN

(31)

KESIMPULAN

Page 33

• Nilai rata-rata tegangan tembus menggunakan pengujian tegangan impuls

pada minyak terdestilasi dan minyak mentah mendekati sama. Pengujian impuls sendiri selain digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan lebih yang terjadi di isolasi cair pada peralatan, juga pengujian impuls tidak

tergantung pada elektron yang ada di media isolasi.

• Perbedaan rata-rata tegangan tembus menggunakan tegangan impuls yang

terjadi pada minyak repair terjadi akibat besarnya endapan partikel yang

terkandung dalam minyak tersebut sehingga menyebabkan kegagalan isolasi.

• Pada pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC, nilai rata-rata

dari minyak terdestilasi lebih besar daripada minyak mentah dan repair. Hal ini disebabkan karena pengujian tegangan AC tergantung dari kemurnian minyak serta elektron yang dapat menyebabkan kegagalan pada isolasi cair.

(32)