Didalam pengambilan data pada skripsi ini harus di perhatikan beberapa hal sebagai berikut :
3.1 PEMILIHAN TRANSFORMATOR
Pemilihan transformator kapasitas trafo distribusi berdasarkan pada beban yang akan dilayani, diusahakan presentasi pembebanan trafo distribusi mendekati 80 %. Trafo distribusi umumnya mencapai efesiensi maksimum. Bila beban terlalu besar maka akan dilakukan pergantian trafo atau mutasi trafo. Mutasi antar trafo dapat dilakukan setelah hasil pengukuran beban yang diperoleh. Maka didapatkanlah rumus rating trafo distribusi
𝐾𝑉𝐴 𝐵𝑒𝑏𝑎𝑛 (𝐾𝑉𝐴)
0,8 (3.1)
Dimana :
KVA : rating trafo yang ada pada trafo (KVA)
Pilih rating trafo distribusi yang sebenarnya mendekati hasil perhitungan dengan rumus diatas. Apabila perhitungan diluar rating trafo distribusi yang tersedia, maka diupayakan penyeimbangan beban. Beban yang ada atau pengalihan beberapa beban sampai tercapai rentangan tersebut.
3.2 PEMBEBANAN TRANSFORMATOR
Untuk menghitung besarnya pembebanan pada trafo distribusi, terlebih dahulu harus dihitung besarnya arus beban penuh dari sisi tegangan primer melalui persamaan daya berikut ini.
S = √3 x V x I (3.2)
Dimana :
S : Daya Trafo (KVA)
V : Tegangan Sisi Primer (kV) I : Arus Jala jala (A)
Sehingga untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan :
𝐼 𝑓𝑢𝑙𝑙 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 𝑆
√3 𝑥 𝑉 (3.3)
Dimana :
S : Daya Transformator (KVA)
V : Tegangan (kV)
I full load : Arus (A)
Kemudian dapat dihitung besarnya presentase pembebanan dengan menggunakan persamaan berikut :
%b = IPH𝐼𝐹𝐿 𝑋 100 % (3.4)
Dimana :
%b : presentasi pembebanan (%) IPH : arus fasa (A)
IFL : arus beban penuh (A)
Sehingga dapat menentukan presentasi rata rata pembebanan dengan menggunakan persamaan :
%IR = 𝐼𝐹𝐿Ir 𝑋 100 % (3.5)
%IS = 𝐼𝐹𝐿Is 𝑋 100 % (3.6)
%IT = 𝐼𝐹𝐿It 𝑋 100 % (3.7)
Sehingga nilai rata rata pembebanan di anataranya :
%I rata rata = Ir+Is+It 3 (3.8)
Dimana:
% IR/S/T : presentase beban per fasa (%)
3.3 BEBAN SEIMBANG DAN TIDAK SEIMBANG
Beban seimbang adalah suatu keadaan dimana ketiga vektor arus atau tegangan sama besar dan membentuk sudut 1200 satu sama lain, sedangkan
beban tidak seimbang adalah dimana keadaan salah satu syarat keadaan seimbang tidak terpenuhi. Dapat dilihat pada gambar 3.1
(a) (b)
Gambar 3.1 vektor diagram beban seimbang dan tidak seimbang Gambar 3.1 (a) menunjukkan vektor diagram aeus dalam keadaan seimbang. Terlihat juga bahwa ketiga vektor arusnya adalah sama dengan nol. Sedangkan pada gambar 3.1 (b) menunjukkan vektor diagram arus yang tidak seimbang, terlihat bahwa penjumlahan ketiga vektor arusnya tidak sama dengan nol sehingga muncul sebuah besaran yaitu arus netral yang bergantung dari seberapa besar faktor ketidak seimbangan
Beban tiga fasa yang tidak seimbang akan dipikul oleh dua fasa yang sehat, sehingga arus primer dari fasa yang sehat akan mengalami kenaikan(dapat mencapai 1,5 kali arus nominal). Pembebanan transformator yang tidak seimbang selain menambah besar rugi rugi akan memperngaruhi umur transformator itu sendiri. Pembebanan transformator yang tidak seimbang di batasi, 25 % dari rata rata beban fasa.
Untuk menghitung besarnya ketidak seimbangan beban pada trafo distribusi dapat dilihat dari persamaan berikut :
I rata rata = Ir+Is+It 3 (A) (3.9)
Dimana besar arus fasa dalam keadaan seimbang sama dengan besarnya arus rata rata maka koefisien a , b, dan c diperoleh dengan
a = Ir 𝐼 (3.10)
b = Is 𝐼 (3.11)
c = It 𝐼 (3.12)
dimana :
I : I rata rata (A)
Pada keadaan seimbang besar koefsien a,b,c adalah 1 dengan demikian rata rata ketidak seimbangan beban dalam presentase melalui persamaan dibawah ini :
%ITata rata = {|a−1|+|𝑏−1|+|𝑐−1|3 𝑋 100 % (3.13)
3.4 PENEMPATAN TRANSFORMATOR
Bila jarak antar trafo terlalu jauh dengan beban yang akan dilayani, maka mennyebabkan voltage drop yang besar. Pada waktu pendataan KVA trafo harus diperhatikan jarak maksimum dari trafo distribusi ke konsumen.
3.5 KONDISI LINGKUNGAN
Batas suhu ambient normal transformator desain SPLN(mengadopsi ketentuan IEC 6000-76-1) adalah -250 C sampai 400 C. Namun untuk
transformator pasang dalam suhu ruangan gardu berpotensi melebihi 40 0 C
3.6 PENEMPATAN POSISI SADAPAN
Faktor yang harus diperhatikan pada penempatan posisi sadapan adalah perbedaan antara tegangan SUTM pada beban rendah beban puncak. Bila posisi sadapan semua transformator ditempatkan pada posisi nominalnya (sadapan 3). Tegangan di sepanjang penyulang pada saat beban puncak digambarkan dengan kurva biru ; dengan tegangan pada ujung penyulang
sebesar 18,86 kV. Pada saat beban puncak (kurva merah), tegangan pada
ujung penyulang berkurang menjadi 17,68 kV
Pengaturan posisi sadapan transformator untuk sadapan ketentuan standar 2 x 5 % (SPLN 50 : 1997) pada gambar 3.2 dan untuk sadapan 2 x 2,5 % (SPLN D3.002-1 : 2007) pada gambar 3.3.
Gambar 3.2 Pengaturan sadapan pada SPLN 50: 1997 .
Gambar 3.3 Pengaturan sadapan pada SPLN D3.002-1 : 2007 3.7 KRITERIA KONDISI TRAFO DISTRIBUSI
Selain akibat resiko dari desain konstruksi trafo, unsur penuaan (aging) yang menjadi kodrat fisik material, ketidak sempurnaan pengendalian operasi atau pemeliharaan menjadikan transformator beresiko mengalami kerusakan saat beroperasi. Guna menghindari ini, maka perlu dilakukannya proses identifikasi kondisi trafo yang sedang beroperasi dengan membandingkan hasil pengukuran terhadap kriteria trafo distribusi dari berbagai segi. Adapun dari segi kelistrikan dan manajemen operasi, segi instalasi dan sistem proteksi
Kriteria trafo dari segi kelistrikan dan manajemen operasi dapat dilihat pada tabel 3.1 dibawah ini
Tabel 3.1 kriteria trafo dari segi kelistrikan dan manajemen operasi
No Pengukuran Rincian Kriteria Sehat
1 pengukuran beban tiap fasa dan arus netral
I ≤ I nominal fasa trafo I netral ≤ I fasa
pembebanan maksimum 80 % (ketetapan PLN)
2 ketidakseimbangan maksimum 25 % (ketetapan PLN)
3 terminasi pada Temperatur
beban puncak ∆t ≤ 50 (IEC 694 tahun 1996)
4 temperatur trafo
≤ 90 oC pada thermoter terpasang trafo (OTI) atau 85 oC
pengukuran suhu dinding tangki bagian atas trafo pada beban puncak dengan yearly ambient normal (30 oC) atau dt < 50 oC
(SPLN D3.002-1 : 2007) 3.7.2 Segi instalasi dan sistem proteksi
Kriteria trafo dari segi instalasi dan sistem proteksi dapat dilihat pada tabel 3.2 dan 3.3 dibawah ini
Tabel 3.2 kriteria trafo dari segi instalasi
No Pengukuran Rincian Kriteria Sehat
1 pemeriksaan Visual tidak terjadi kebocoran minyak trafo, isolator utuh dan baik secara fisik serta aksesoris trafo baik 2 pembumian instalasi tegangan rendah dan ≤ 1,73 Ω untuk tegangan menengah terpasang benar dengan nilai pembumian ≤ 5Ω untuk 3
instalasi kabel TR /
TM
sesuai standar konstruksi, rapi dan terpasang kuat pada kabel tray
Tabel 3.3 kriteria trafo dari segi sistem proteksi
No Pengukuran Rincian Kriteria Sehat
1 arrester instalasi arrester terpasang sesuai konstruksi dengan tahanan pentanahan arrester ≤ 1,73 Ω, arus bocor arrester ≤30 mA (disesuaikan dengan masing masing standar pabrikan) 2 tegangan fuse link
menengah
rating fuse link sesaui dengan kapasitas trafo (tidak terlalu besar atau kecil)
3 Fuse Peralatan hubung bagi (PHB) TR
rating Fuse sesuai dengan besaran maksimum proteksi arus maksimum tiap jurusan
3.7.3 Segi kualitas minyak trafo
Minyak trafo sebagai bahan isolasi utama setelah kertas, volumenya harus selalu dalam kondisi diatas batas minimum yang diijinkan. Apabila sampai terjadi kondisi minyak berada dibawah kondisi yang diijinkan, maka fungsi utama minyak sebagai isolasi trafo dan sebagai mediator pendingin, tidak akan berfungsi secara optimal sehingga hal ini memungkinkan terjadinya kegagalan pada trafo, baik itu karena stress tegangan ataupun karena stress panas yang ditimbulkan oleh winding. Dapat dilihat pada tabel 3.4
Tabel 3.4 kriteria trafo dari segi kualitas minyak
No Rincian pengukuran Kriteria sehat
1 Tegangan tembus / 2,5 mm baik >40 kV;sedang 30 – 40 kV; buruk < 30 kV
2 Kadar air baik <10; sedang10-25; buruk >25 ppm
3 Warna minyak baik =clear; buruk= dark
5 dielektrik (tan delta) Baik < 0,1; sedang 0,1-0,5; buruk >0,5
3.8 INSPEKSI TRANSFORMATOR
Inspeksi adalah suatu pekerjaan yang dimaksudkan yntuk mendapatkan suatu data dari sistem suatu peralatan untuk mencegah kegagalan operasi peralatan pada sistem atau jaringan distribusi. Dalam melakukan inspeksi terdapat dua metode diantaranya :
3.5.1. Inspeksi dalam keadaan bertegangan (ONLINE)
Inspeksi trafo distribusi online adalah bagian dari kegiatan inspeksi prediktif yang merupakan kegiatan pemeriksaan kondisi peralatan trafo distribusi yang dilakukan dalam keadaan bertegangan dan berbeban. Melalui kegiatan ini akan diperoleh data data awal kondisi kesehatan trafo distribusi yang kemudian digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam proses analisa penentuan kondisi trafo hingga rekomendasi perbaikan atau pemeliharan. Adapun kegiatan inspeksi online diantranya :
a. Pendataan asset trafo
Kegiatan inspeksi diawali dengan pendataan asset pada peralatan yang terpasang pada gardu distribusi
b. Pemeriksaan kondisi visiual dan konstruksi bagunan gardu Untuk mengetahui kelayakan dan kondisi peralatan terhadap standar konstruksi dan ketentuan ketenagalistrikan
c. Pengukuran temperature peralatan dan suhu ruangan
Pengukuran temperature peralatan untuk mengetahui kondisi ketidak normalan peralatan yang teridentifikasi melalui titik titik thermal yang diperoleh pada saat pengukuran. Sedangkan pengukuran suhu ruangan untuk menentukan kondisi temperature suhu ruangan pada gardu distribusi. Dengan menggunakan alat yang dinamakan Thermovision dengan prinsip gelombang infrared dengan jarak objek atau peralatan ± 60 cm, suhu dapat dilihat dari warna gradasi warna.
d. Pengukuran beban
Untuk mengetahui kualitas tegangan, faktor day, presentasi pembebanan trafo, ketidakseimbangan beban. Kesesuaian rating fuse yang terpasang dengan beban yang mengalir pada masing masing jurusa atau jalur.
e. Pengukuran pentanahan
Untuk mengetahui nilai tahanan dari sistem pentanahan gardu sebagai salah satu proteksi gardu dengan menggunakan Earth Tester (Megger). Nilai pentanahan peralatan yagn sangat besar diatas standar merupakan gambaran kondisi sistem pembumian peralatan yang tidak baik.
3.5.2. Inspeksi dalam keadaan tidak bertegangan (OFFLINE)
Adapun kegiatan inspeksi trafo dalam keadaan offline, diantaranya: a. Pemeriksaan visual
Pemeriksaan visual sama halnya dengan pemeriksaan visual yang dilakukan pada saat inspeksi dan pengukuran secara online, outputnya dari pengujian ini adalah untuk mengidentifikasi kerusakan kerusakan yang terjadi pada komponen transformator tanpa melepas dan membuka tangki.
b. Pengujian tahanan isolasi
Untuk mengetahui kondisi internal transformator dalam hal ini apakah fungsi utama transformator untuk mengisolasi tegangan antar belitan masih berada dalam kondisi baik saat dioperasikan. Dalam pelaksanaan pengujian ini dilakukan dengan alat Megger. Jika hasil pengujian tahanan isolasi tidak baik, sering kali menggambarkan kertas isolasi yang sudah terdegradasi (rusak) atau kualitas dari minyak isolasi yang sudah tidak baik. Besar nilai tahanan isolasi transformator minimum yang dikatakan baik ditentukan oleh kapasitas trafo dengan menggunakan rumus dibawah ini :
C : faktor belitan yang terendam isolasi minyak: 0,8 E : tegangan primer (volt)
KVA : daya transformator
KS : faktor koreksi suhu belitan 20o : 1
Tabel 3.5 Nilai tahanan isolasi
No Kapasitas Transformator (KVA)
tahanan isolaso minimum (MΩ)
TM - BODY TR – BODY TM - TR Megger 5000 V Megger 1000 V Megger 5000 V 1 100 1600 MΩ 1600 MΩ 1600 MΩ 2 160 1265 MΩ 1265 MΩ 1265 MΩ 3 250 1012 MΩ 1012 MΩ 1012 MΩ 4 315 902 MΩ 902 MΩ 902 MΩ 5 400 800 MΩ 800 MΩ 800 MΩ 6 630 637 MΩ 637 MΩ 637 MΩ 7 1000 506 MΩ 506 MΩ 506 MΩ
PENGUKURAN TAHANAN ISOLASI TM -TM DAN TR - TR HARUS NOL
(ZERO)
c. Pengujian Trun Transformator Ratio (TTR)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui normal tidaknya rasio antara belitan primer dan sekunder transformator pada setiap fasa pada masing masing sadapan. Dalam pelaksanaan pengujian ratio di lakukan dengan alat TrunTransformator Ratio melalui alat ini akan didapatkan besaran nilai rasio belitan transformator yang diukur. Hasil pengujian TTR yang tidak baik akan ditandai dengan nilai pengukuran rasio belitan yang berbeda dengan kondisi normalnya (perbedaan ±0,5%) pada masing masing fasa. Nilai rasio belitan transformator dalam
mengacu pada SPLN 20 :1997 (kenaikan tegangan ssadapan 5%) dan SPLN D3.002-1:2007 (kenaikan tegangan sadapan 2,5%)
