PT PLN (Persero)
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 5. Pemeliharaan Trafo Tenaga PT PLN (Persero)
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 5. Pemeliharaan Trafo Tenaga
5. PEMELIHARAAN TRAFO
TENAGA
PT . PLN (Persero) PUSDIKLAT
2009
PT PLN (Persero)
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 5. Pemeliharaan Trafo Tenaga PT PLN (Persero)
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 5. Pemeliharaan Trafo Tenaga
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI...i
DAFTAR GAMBAR...i
DAFTAR TABEL...ii
5. TRANSFORMATOR TENAGA ... 1
5.1 FUNGSI DAN PRINSIP KERJA TRAFO TENAGA ... 1
5.2 PEMELIHARAAN TRAFO TENAGA ... 26
5.3 PENGUJIAN TRAFO ... 32
5.4 PENGENALAN CONDITION BASED MAINTENANCE (CBM) ... 44
DAFTAR GAMBAR
Gambar 5-1. Arus magnetisasi secara grafis tanpa memperhitungkan rugi-rugi besi. 1 Gambar 5-2. Arus magnetisasi secara grafis dengan memperhitungkan rugi-rugi besi...1Gambar 5-3. Hukum Lorenz...1
Gambar 5-4. Suatu arus listrik mengelilingi inti besi maka besi itu menjadi magnet....2
Gambar 5-5. Suatu lilitan mengelilingi magnet maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL)...2
Gambar 5-6. Prinsip Dasar dari Transformator...2
Gambar 5-7. Inti Besi dan Laminasi yang diikat Fiber Glass...5
Gambar 5-8. Kumparan Phasa RST...5
Gambar 5-9. Bushing...6
Gambar 5-10. Konservator minyak trafo...7
Gambar 5-11. Pendingin trafo type ONAF...8
Gambar 5-12. On Load Tap Changer (OLTC)...9
Gambar 5-13. Air Breather...10
Gambar 5-14. Oil or Winding Temperatur...11
Gambar 5-15. Indikasi permukaan minyak...12
Gambar 5-16. Bucholz Relai dan Juction Relai type membran...13
Gambar 5-17. Plat mengaman tekanan lebih...13
Gambar 5-18. Relai Tekanan Lebih...14
Gambar 5-19. Relai Pengaman Tangki...15
Gambar 5-20. Pentanahan Peralatan...15
Gambar 5-21. Pentanahan Sistem Tenaga Listrik...16
Gambar 5-22. Gambar NGR...17
Gambar 5-23. Transformator...18
Gambar 5-24. Skema peralatan pengukuran tidak langsung...19
Gambar 5-25. Pengukuran NGR...34
Gambar 5-26. Manfaat Implematasi CBM...45
Gambar 5-27. Pemeliharaan yang tepat dpt menghambat ageing peralatan...46
Gambar 5-28. Ilustrasi CBM...47
PT PLN (Persero)
PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN 5. Pemeliharaan Trafo Tenaga
DAFTAR TABEL
Tabel 5-1. Load Faktor Trafo...4
Tabel 5-2. Parameter/Pengukuran Transformator...20
Tabel 5-3. Daftar Pemeliharaan Trafo Mingguan...27
Tabel 5-4. Daftar Pemeliharaan Trafo bulanan...29
Tabel 5-5. Daftar Pemeliharaan Trafo Tahunan...29
Tabel 5-6. Index Polarisasi...33
Tabel 5-7. Pengukuran pada trafo dengan 2 kumparan...36
Tabel 5-8. Hasil Pengukuran Tangen Delta...37
Tabel 5-9. Hasil Tes Pengujian Minyak...38
Tabel 5-10. Tabel Tegangan Tembus/Breakdown Voltage Sesuai IEC 156...39
Tabel 5-11. Jenis Gas Terlarut pada Minyak Isolasi Trafo dan Daya Larut Gas pada Minyak...41
Tabel 5-12. Interprestasi berdasarkan Gas Diproduksi...42
Tabel 5-13. Interprestasi berdasarkan Kandungan Gas Kunci...43
Tabel 5-14. Interprestasi Data Gas berdasarkan Total Combustable Gas...43
Tabel 5-15. Interprestasi Data Gas Menggunakan Ratio Rogers...44
5. TRANSFORMATOR TENAGA
5.1 FUNGSI DAN PRINSIP KERJA TRAFO TENAGA 5.1.1 Teori Dasar
Hukum utama dalam transformator adalah hukum induksi faraday. Menurut hukum ini suatu gaya listrik melalui garis lengkung yang tertutup, adalah berbanding lurus dengan perubahan persatuan waktu dari pada arus induksi atau flux yang dilingkari oleh garis lengkung itu (Lihat Gambar 5-1 dan Gambar 5-2).
Gambar 5-1. Arus magnetisasi secara grafis tanpa memperhitungkan rugi-rugi besi.
Gambar 5-2. Arus magnetisasi secara grafis dengan memperhitungkan rugi-rugi besi.
Selain hukum Faraday, transformator menggunakan hukum Lorenz atau lebih dikenal dengan kaidah tangan kanan seperti terlihat pada berikut ini:
Gambar 5-3. Hukum Lorenz
Arus listrik bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet (seperti Gambar 4 dan Gambar 5-5) dan apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan.
Gambar 5-4. Suatu arus listrik mengelilingi inti besi maka besi itu menjadi magnet.
Gambar 5-5. Suatu lilitan mengelilingi magnet maka akan timbul gaya gerak listrik (GGL)
Dari prinsip tersebut di atas dibuat suatu transformator seperti Gambar 5-6 di bawah ini,
Gambar 5-6. Prinsip Dasar dari Transformator
Rumus tegangan adalah: E = 4,44 N f x 10 -8
Maka untuk transformator rumus tersebut sebagai berikut: E1 / E2 = 4,44 N1 f 1x 10 -8 / 4,44 N2 f2 x 10 -8
karena f 1 = f2, maka
E1 / E2 = 4,44 N1 f 2x 10 -8 / 4,44 N2 f2 x 10 -8
E1 / E2 = N1/ N2 atau
E2 = (N2 / N1) x E1 Keterangan: E1 = tegangan primer E2 = tegangan sekunder N1 = belitan primer N2 = belitan sekunder VA primer = VA sekunder I1 x E1 = I2 x E2 E1/ E2 = I2 / I1 I1 = I2 ( E2/ E1) Keterangan: I1 = Arus primer I2 = Arus sekunder E1 = tegangan primer E2 = tegangan sekunder
Rumus umum menjadi :
E1 N1 I2
= = E2 N2 I1
5.1.2 Pembebanan Trafo
Spesifikasi trafo biasanya dinyatakan dalam Kapasitas trafo tenaga dalam MVA
•Tegangan kV
•Ratio tegangan
Perhitungan kemampuan arus trafo
Besarnya arus trafo dapat dihitung dengan rumus: S = P + jQ
S = √3 V I
P = S / √3 V cos φ
Q = S / √3 V sin φ
S : Daya Semu ( MVA)
P : Daya Nyata (MW)
Q : Daya Reaktif (MVAR)
V : Tegangan ( kV)
φ : Sudut daya
Trafo mampu dibebani melebihi rating daya dalam waktu tertentu. Batas factor pembebanan lebih dari trafo sesuai standard VDE adalah:
Tabel 5-1. Load Faktor Trafo
Load Factor
% Over-load
10 20 30 40 50
Jam Jam Jam Detik Detik
0.5 3 1,5 1 30 15
0.75 2 1 0,5 15 8
0.9 1 0,5 0,25 8 4
5.1.3 Konstruksi Bagian-bagian Transformator 5.1.3.1 Peralatan/Bagian Utama
1. Inti Besi
Berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current (Gambar 5-7).
Gambar 5-7. Inti Besi dan Laminasi yang diikat Fiber Glass
2. Kumparan Transformator
Adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.
Gambar 5-8. Kumparan Phasa RST
3. Minyak Transformator
Sebagian besar kumparan-kumparan dan inti trafo tenaga direndam dalam minyak trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai isolasi dan media
pemindah, sehingga minyak trafo tersebut berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
4. Bushing
Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian tentang kondisi bushing yang sering disebut center tap.
Gambar 5-9. Bushing
5. Tangki Konservator
Berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai bucholz yang akan meyebak gas produksi akibat kerusakan minyak karena listrik.
Untuk menjaga agar minyak terkontaminasi dengan air uyang masuk bersama udara melalui saluran pelepasan dan masukanya udara kedalam konservator perlu dilengkapi media penyerap uap air pada udara sering disebut denga silica gel tidak keluar mencemari udara disekitarnya.
Gambar 5-10. Konservator minyak trafo
5.1.3.2 Peralatan/Bagian Bantu 1. Sistem Pendingin
Sebagai instalasi tenaga listrik yang dialiri arus maka trafo akan terjadi panas yang sebanding dengan arus yang mengalir serta temperatur udara disekeliling trafo tersebut. Jika temperatur luar cukup tinggi dan beban trafo juga tinggi maka trafo akan beroperasi denagn temperatur yang tinggi pula. Untuk mengatasi hal tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistim pendingin yang bisa memanfaatkan sifat alamiah dari cairan pendingin dan dengan cara mensirkulasikan secara teknis baik yang menggunakan sistem radiator, sirip-sirip yang tipis berisi minyak dan dibantu dengan hembusan angin dari kipas-kipas sebagai pendingin yang dapat beroperasi secara otomstis berdasar pada setting relai temperatur dan sirkulasi air yang bersinggungan dengan pipa minyak isolasi panas. Dari sistem pendingin tersebut maka trafo dapat dibagi berdasarkan sistem pendinginnya seperti ONAN, ONAF, OFAN, OFAF dan OFWF.
Gambar 5-11. Pendingin trafo type ONAF
2. Tap Changer (On Load Tap Changer)
Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangannya nominal sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi terjadi penurunan tegangan sehingga kwalitasnya menurun untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada kondisi terbaik, konstan dan kontinyu. Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa sehingga perubahan tegangan pada salah sisi input berubah tetapi sisi outputnya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan tanpa terjadi pemutusan beban maka disebut On Load Tap Changer (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada perancang dan perubahan sistem tegangan pada jaringan.
Gambar 5-12. On Load Tap Changer (OLTC)
3. 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 prosesnya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka alan 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.
Tap pemilih (selector switch) Saklar pengubah (driverter switch)
Gambar 5-13. Air Breather
Silica gel mempunyai batasan kemampuan untuk menyerap uap air. Apabila silica gel sudah jenuh dengan uap air, maka tidak bisa lagi menyerap air. Hal tersebut dapat ditandai dengan berubahnya warna silica gel. Pada kondisi masih mampu menyerap air, warna silica gel adalah biru tua. Semakin berkurang kemampuannya, warnanya akan berubah menjadi bening. Apabila sudah berwarna seperti ini, silica gel harus segera diganti.
Indikator-indikator : 1. Thermometer,
Adalah alat pengukur tingkat panas dari trafo baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak. 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 CT yang terpasang pada salah satu fasa (fasa tengah) dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap kebenaran dari panas yang terjadi.
\
Gambar 5-14. Oil or Winding Temperatur
2. Permukaan minyak
adalah alat penunjukan tinggi permukaan minyak yang pada konservator. Ada beberapa jenis 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.
Keterangan : 1. Trafo arus 2. Sensor suhu 3. Heater 4. Thermometer Winding 5. Thermometer oil
Gambar 5-15. Indikasi permukaan minyak
5.1.3.3 Peralatan Proteksi Internal. 1. Relai Bucholz
Penggunaan relai deteksi gas (Bucholz) pada Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating yang umumnya menghasilkan gas.
Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan mengerjakan kontak-kontak alarm.
Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut. Ada beberapa jenis relai bucholz yang terpasang pada trafo.
Relai sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang OLTC dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat
beberapa jenis antara lain sema seperti relai bucholz tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan berkerja, disini tidak alarm langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan.
Gambar 5-16. Bucholz Relai dan Juction Relai type membran
2. Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane)/Bursting Plate
Adalah relai yang bekerja karena tekanan lebih akibat gangguan didalam trafo, karena tekanan ini melebihi kemampuan membran yang terpasang maka membran akan pecah dan minyak yang karena tekanan akan keluar dari dalam trafo.
Gambar 5-17. Plat mengaman tekanan lebih
Pipa penghubung
Konservator
V1
Tutup tangki Tangki
3. Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)
Suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu transformator terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas yang dibentuk oleh decomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah pelepasan tekanan pada trafo maka tekanan lebih yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, tangki trafo akan meledak dan terjadi panas lebih pada cairan, konsekuensinya pada dasarnya harus memberikan suatu peralatan pengaman. Peralatan pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi tekanan tersebut.
Gambar 5-18. Relai Tekanan Lebih
4. Relai pengaman tangki
Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, sirkulasi dan motor-motor bantu yang lain, pemanas dan lain-lain. Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistem relai pengaman tangki biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil. Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio CT antara 300 s.d. 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Ampere.
Gambar 5-19. Relai Pengaman Tangki
5.1.4 Sistem Pentanahan
Berdasarkan fungsi, pentanahan pada trafo daya dibagi dua yaitu:
− Pentanahan peralatan
− Pentanahan sistem tenaga listrik 5.1.4.1 Pentanahan Peralatan
Tujuan pentanahan peralatan adalah meratakan potential pada semua bagian peralatan yang pada kondisi normal tidak dialiri arus. Dengan demikian tidak terjadi perbedaan potential yang besar (tegangan kejut) sehingga tidak membahayak manusia bila menyentuh peralatan tersebut. Cara melaksanakan adalah dengan menghubungkan bodi atau casing peralatan tersebut ke tanah dengan menggunakan logam konduktif seperti besi, aluminium atau tembaga.
5.1.4.2 Pentanahan Sistem Tenaga Listrik
Pentanahan sistem adalah menghubungkan titik bintang dari belitan trafo atau generator ke tanah melalui logam konduktif ke tanah baik secara langsung atau tidak langsung.
Gambar 5-21. Pentanahan Sistem Tenaga Listrik
Tujuan dari pentanahan sistem adalah:
− membatasi kenaikan tegangan pada fasa yang tidak terganggu apabila terjadi gangguan sistem atau peralatan;
− Menghilangkan busur api;
− Mengontrol besarnya arus gangguan tanah untuk memudahkan perhitungan sistem proteksi.
Jenis-jenis petanahan sistem ada beberapa macam:
− Pentanahan langsung atau solid grounded, di P3B sumatera digunakan pada sistem 150 kV dan belitan tertier trafo;
− Pentanahan dengan NGR yaitu menghubungkan titik netral trafo ke tanah melalui NGR. Di P3B Sumatera dipakai di sistem 20 kV dan 70 kV. Sistem 20 kV menggunakan NGR 40 ohm dan 70 kV menggunakan NGR 133 ohm;
− Pentanahan mengambang (sistem tidak ditanahkan), di P3B Sumatera digunakan pada sistem delta di 12 kV.
Pentanahan Solid (Langsung) Pentanahan melalui NGR R S T r s t
JENIS NGR
Berdasarkan material untuk membuat tahanan atau resisator NGR dapat dibedakan menjadi :
1. Resistance Liquid ( Air )
Bahan resistance adalah air murni. Untuk memperoleh nilai Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH.
2. Resistance Logam
Bahannya terbuat dari logam nekelin dan dibuat dalam panel dengan nilai resistance yang sudah ditentukan.
Gambar 5-22. Gambar NGR
5.1.4.3 Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator Pemadam kebakaran (transformator - transformator besar)
Sistem pemadam kebakaran yang modern pada transformator saat sekarang sudah sangat diperlukan. Fungsi yang penting untuk mencegah terbakarnya trafo. Penyebab trafo terbakar adalah karena gangguan hubung singkat pada sisi sekunder sehingga pada trafo akan mengalir arus maksimumnya. Jika prose tersebut berlangsung cukup lama karena relai tidak operasi dan tidak operasinya relai juga sebagai akibat salah menyetel waktu pembukaan PMT, relai rusak, dan sumber DC yang tidak ada serta kerusakan wiring.
Sistem pemadam kebakaran yang modern yaitu dengan sistem mengurangi minyak secara otomatis sehingga terdapat ruang yang mana secara paksa gas pemisah oksigen diudara dimasukan kedalam ruang yang sudah tidak ada minyaknya sehingga tidak ada pembakaran minyak, sehingga kerusakan yang lebih parah dapat dihindarkan, walaupun kondisi trafo menjadi rusak.
Proses pembuangan minyak secara grafitasi atau dengan menggunakan motor pompa DC adalah suatu kondisi yang sangat berisiko sebab hanya menggunakan kaatup otomatis yang dikendalikan oleh pemicu dari saklar akibat panasnya api dan menutupnya katup otomatis pada katup pipa minyak penghubung tanki (konservator) ke dalam trafo (sebelum relai bucholz) serta adanya gas pemisah oksigen (gas nitrogen yang bertekanan tinggi) diisikan melaui pipa yang disambung pada bagian bawah trafo kemudian akan menuju keruang yang tidak terisi minyak. Dengan demikian mencegah terbakarnya minyak didalam trafo dapat dihindarkan.
Gambar 5-23. Transformator
5.1.4.4 Proteksi Eksternal Transformator 1. Relai thermis (Thermal Relay)
Pada instalasi Tegangan tinggi banyak digunakan thermometer jenis pengukur langsung ataupun pengukur tidak langsung.
Thermometer pengukur langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/ Gardu Induk, seperti pada ruang kontrol, ruang relai, ruang PLC dan lain-lain. Suhu ruangan dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan (contoh formulir terlampir) dan dievaluasi sebagai bahan laporan.
Thermometer pengukur tidak langsung
Termometer pengukur tidak langsung banyak digunakan pada instalasi tegangan tinggi/transformator yang berfungsi untuk mengetahui perubahan suhu minyak maupun belitran transformator. Suhu minyak dan belitan trafo dicatat secara periodik pada formulir yang telah disiapkan (contoh formulir terlampir) dan dievaluasi sebagai laporan. Skema peralatan ukur dimaksud dapat dilihat pada Gambar 5-24.
Gambar 5-24. Skema peralatan pengukuran tidak langsung
G E G E GE =Grounding Eletrode GB = Grounding Bus PI = Peralatan Instalasi. Keterangan : 1. Trafo arus 2. Sensor suhu 3. Heater 4. Thermometer Winding 5. Thermometer oil P I Peralatan instalasi P P GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GE GB GB GB GB GB GB
Tabel 5-2. Parameter/Pengukuran Transformator
INDIKASI KETERANGAN
Oil level transformer low alarm
Indikasi ini menunjukkan bahwa minyak transformator yang ada di dalam tangki trafo berkurang, sehingga alat ukur permukaan minyak (level) mengerjakan kontak dan mengirim alarm ke panel kontrol. Di panel kontrol muncul sinyal oil level transformer low alarm serta membunyikan bel (kontak penggerak untuk memberikan sinyal dan alarm bekerja).
Oil level OLTC low alarm Indikasi ini menunjukan bahwa minyak yang ada di dalam tangki tap changer berkurang, sehingga alat ukur permukaan minyak (level) mengerjakan kontak dan mengirim alarm ke panel kontral. Di panel kontrol muncul sinyal oil level OLTC low alarm serta membunyikan bel (kontak penggerak untuk memberikan sinyal dan alarm bekerja).
Bucholz Alarm Indikasi ini menunjukan bahwa kontak relai Bucholz untuk Alarm bekerja (kontak relai bucholz ada dua, satu alarm dan yang satunya trip). Bekerjanya disebabkan beberapa kejadian yaitu:
1. Jika didalam trafo ada gas yang disebabkan oleh adanya panas lebih sehingga terjadi gelembung-gelembung gas yang terakumulasi sampai nilai tertentu (300-350 Cm3). Gas tersebut menekan pelampung untuk kontak alarm, dan mengirim sinyal ke panel kontrol dan di panel muncul sinyal Bucholz alarm dan bel berbunyi. 2. Jika didalam trafo terjadi partial discharge pada isolasi, maka akan terjadi gelembung gas (seperti diatas) maka timbul Bucholz alarm dan bel berbunyi.
3. Jika minyak didalam trafo bocor sehingga sampai tingkat permukaan relai bucholz, maka apabila pelampung atas sudah tidak terendam
minyak, maka kontak bucholz alarm akan tertutup dan memberikan sinyal bucholz alarm dan bel berbunyi.
Winding temperature alarm
Winding primer
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85°C) dan susu trafo mencapai 85°C, maka kontak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke panel kontrol winding primer alarm serta bel berbunyi.
Winding sekunder
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan primer panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 85°C) dan suhu trafo mencapai 85°C, maka kontak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke panel kontrol winding sekunder alarm serta bel berbunyi. Winding temperature
trip
Winding primer
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan primer panas melebihi setting trip termometer (misalnya 95°C) dan susu trafo mencapai 95°C, maka kontak trip pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal trip ke PMT dan ke indikator panel kontrol winding primer temperature high, PMT trip serta bel berbunyi.
Winding sekunder
Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) kumparan sekunder panas melebihi setting trip termometer (misalnya 95°C) dan susu trafo mencapai 95°C, maka kontak trip pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal trip ke PMT dan ke indikator panel kontrol winding sekunder tempearuture high, PMT trip serta bel berbunyi.
OLTC voltage regulator alarm
Pengaturan setting tegangan pada peralatan regulator tidak sesuai dengan tegangan yang diminta, maka relai
regulator tegangan akan memberikan sinyal ke panel kontrol dan memberi sinyal OLTC voltage regulator alarm serta bel berbunyi.
Transformer cooling fault alarm
Indikasi ini menunjukan bahwa sistem pendingin (kipas atau pompa minyak sirkulasi ada gangguan) yaitu :
1. saklar termis untuk pasokan motor kipas pendingin trip (lepas) sehingga motor tidak berputar dan saklar termis tersebut kontak bantunya tertutup dan memberikan sinyal ke panel kontrol Transformer cooling fault alarm dan bel berbunyi. 2. pompa sirkulasi minyak tidak berputar/bekerja 3. saklar termis untuk pasokan motor pompa minyak pendingin trip (lepas) sehingga motor tidak berputar dan saklar termis tersebut kontak bantunya menutup dan memberikan sinyal ke panel kontrol Transformer cooling fault alarm dan bel berbunyi.
Marshalling kios fault alarm
Indikasi tersebut menunjukan terjadi gangguan sumber arus bolak-balik 220/380 V, yaitu saklar sumber tegangan AC 220/380 V trip, sehingga BAY tersebut tidak ada pasokan AC, dan saklar tersebut kontak bantunya menutup dan mengirim sinyal gangguan ke panel kontrol sehingga timbul sinyal Marshalling kios fault alarm dan bel berbunyi.
Fire protection out of service alarm
Indikasi ini menunjukan bahwa sistem pemadam api transformator tidak siap bekerja (out of service), yaitu akibat saklar DC 110 V sumber pasokan untuk sistem instalasi pemadam api trip (tidak masuk), sehingga kontak bantunya menutup dan memgirim sinyal ke panel kontrol dengan indikasi Fire protection out of service alarm dan bel berbunyi.
Bucholz trip Indikasi ini menunjukkan bahwa relai bucholz bekerja menjatuhkan PMT (trip) yang disebabkan oleh:
lilitan trafo/kumparan trafo sehingga terjadi penguraian minyak dan bahan isolasi lain serta menimbulkan gas dan aliran minyak dari trafo ke relai bucholz, sehingga kontak relai bekerja mengirim sinyal trip ke PMT primer dan sekunder, memberikan sinyal alarm bucholz trip dan membunyikan bel.
2. Gangguan minyak trafo bocor sehingga terjadi penurunan permukaan minyak sampai level yang minimum (sebelumnya terjadi alarm bucholz), sehingga kontak relai bekerja mengirim sinyal trip ke PMT primer dan sekunder, memberikan sinyal alarm bucholz trip dan bel berbunyi.
3. Terjadi gangguan alam, misalnya gempa bumi yang besar, sehingga terjadi goncangan minyak didalam terfo maupun relai bucholz, dan kontak relai menutup memberikan sinyal trip PMT primer dan sekunder dan sinyal bucholz trip bel atau klakson bunyi.
Oil temperature alarm Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) minyak trafo panas melebihi setting alarm termometer (misalnya 80°C) dan suhu trafo mencapai 80°C, maka kontak alarm pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal alarm ke panel kontrol oil alarm serta bel berbunyi.
Oil temperature trip Indikasi ini menunjukan bahwa suhu (temperature) minyak trafo melebihi setting trip termometer (misalnya 95°C) dan suhu trafo mencapai 95°C, maka kontak trip pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal trip ke PMT dan ke indikator panel kontrol oil temperature high, PMT trip serta bel berbunyi.
Winding sekunder
kumparan sekunder panas melebihi setting trip termometer (misalnya 95°C) dan susu trafo mencapai 95°C, maka kontak trip pada termometer (termostat) akan tertutup dan mengirim sinyal trip ke PMT dan ke indikator panel kontrol winding sekunder PMT trip serta bel berbunyi.
Protection device OLTC trip
Indikasi ini menunjukan relai Jansen dan atau pengaman OLTC bekerja, akibat terjadi breakdown isolasi pada wadah tap changer atau ketidaknormalan operasi tap changer atau terjadi tahanan pengalih putus, maka akan memberikan sinyal trip PMT primer dan sekunder dan sinyal ke panel protection device OLTC trip dan bel/klakson bunyi.
Pressure relief device transformer trip
Indikasi ini menunjukan terjadi gangguan didalam trafo, misalnya hubung singkat lilitan/kumparan sehingga terjadi tekanan hidraulik di dalam trafo. Tekanan ini didistribusikan ke semua arah didalam trafo yang akan mendorong dinding trafo,jika tekanan yang terjadi melebihi kemampuan gaya dorong relai sudden pressure (misalnya 10 psi) maka katup piringan akan terdorong dan mengerjakan limit switch relai ,memberikan sinyal trip ke PMT primer dan sekunder, serta sinyal ke panel kontrol pressure relief device dan bel/klakson bunyi.
Fire protection operated trip
Indikasi menunjukan ada gangguan fire protection trafo bekerja, yaitu indikasi ada kebakaran trafo, dan PMT trafo trip, bucholz bekerja, fire detector bekerja, maka pemadam api memberikan sinyal untuk mengerjakan sistem pemadam api bekerja yaitu membuang sebagian permukaan minyak, kurang lebih 15 cm dari deksel atas, menutup shutter, memasukan nitrogen bertekanan dan mengaduk minyak di dalam tangki trafo, yang akhirnya api yang berkobar dapat padam.dan mengirim sinyal ke panel kontrol pemadam atau panel kontrol fire protection operated bel bunyi.
Circuit breaker 20 kV open
Indikasi ini menunjukan bahwa pada kubikel 20 kV ada yang trip, PMT yang trip tersebut memberikan sinyal ke panel kontrol circuit breaker 20 kV open bel bunyi. DC supply failure Indikasi menunjukan ada saklar DC 110 V panel
kontrol atau proteksi pada panel trafo trip, dan kontak bantu saklar DC tersebut memberikan sinyal DC supply failure dan bel berbunyi
Main protection operated
Indikasi ini menunjukan relai utama pengaman trafo (diferensial) bekerja, sehingga kontak relai diferensial menutup dan mengirim sinyal untuk mentripkan PMT primer dan sekunder serta mengirim sinyal ke panel kontrol Main protection operated bel /klakson berbunyi.
Back up protection operated
Indikasi ini menunjukan relai cadangan (back up) pengaman trafo (OCR, REF, SBEF) bekerja, sehingga kontak relai menutup dan mengirim sinyal untuk mentripkan PMT primer dan sekunder serta mengirim sinyal ke panel kontrol Back up protection operated bel/ klakson berbunyi.
Breaker failure operated Indikasi menunjukan relai breaker failure bekerja, kontak relai breaker menutup memberi sinyal trip pada PMT dan PMT yang lain yang satu rel (bus) dan mengirim sinyal ke panel kontrol Breaker failure operated dan bel/klakson berbunyi.
Healty trip 1-2 alarm Indikasi menunjukan ada gangguan sistem pemantau rangkaian trip PMT melihat ada ketidaknormalan (coil trip putus) dan mengirim alarm ke panel kontrol Healty trip 1-2 alarm dan bel berbunyi
Transformer fault alarm stage
Indikasi menunjukan ada gangguan pada pengaman trafo (bucholz, suhu tinggi, permukaan minyak) dan kontak relai tersebut mengirim sinyal alarm ke panel kontrol Transformer fault alarm stage dan bel berbunyi.
Transformer fault tripping stage
Indikasi menunjukan ada gangguan pada pengaman trafo (bucholz, suhu tinggi, permukaan minyak, jansen, sudden pressure) dan kontak relai tersebut mengirim
sinyal trip ke PMT primer dan sekunder dan sinyal ke panel kontrol Transformer fault tripping stage dan bel berbunyi.
Auto reclose in progress Indikasi menunjukan relai recloser bekerja pada waktu ada gangguan, kontak relai memberikan indikasi ke panel kontrol Auto reclose in progress dan bel/klakson berbunyi.
5.2 PEMELIHARAAN TRAFO TENAGA 5.2.1 Pengertian Pemeliharaan
Pemeliharaan adalah suatu rangkaian tindakan atau proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
Tujuan pemeliharaan pada peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinyuitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, antara lain:
a. Untuk meningkatkan reliability, availability dan efficiency; b. Memperpanjang umur peralatan;
c. Mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan; d. Menigkatkan safety;
e. Mengurangi lama waktu padam akibat gangguan.
Faktor yang paling dominan dalam pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah pada sistem isolasi. Atas dasar kemampuan isolasi inilah kemampuan pengoperasian peralatan dapat ditentukan. Isolasi dapat terbuat dari bahan padat atau cair (minyak).
Pemeliharaan dapat dibedakan antara pemeriksaan atau monitoring, dalam keadaan operasi dan pemeliharaan (kalibrasi/pengujian, koreksi/resseting, serta perbaikan) dalam keadaan padam.
Pemeriksaan atau monitoring dilaksanakan oleh operator setiap saat dengan sisten chek list atau catatan saja. Untuk pemeliharaan harus dilaksanakan oleh regu pemeliharaan.
5.2.2 Jenis Pemeliharaan
Jenis jenis pemeliharaan peralatan:
a. Predictive Maitenance (Conditional Maintenace) adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara memprediksi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan peralatan tersebut mengalami kegagalan. Dengan prediksi kondisi tersebu dapat diketahui gejala kerusakan sejak dini. Monitor dilaksanakan pada saat trafo beroperasi dan tidak operasi. Pemeliharaan ini sering disebut Condiotional Base Maintenance (CBM). b. Preventive Maintenace (Time Base Maitenance) adalah pemeliharaan
yang dilakukan secara berkala sesuai jangka waktu tertentu, Pemeliharaan ini berpedoman pada Standard tertentu (IEEE, IEC, CIGRE dan lain-lain) atau sesuai Instruction Manual dari Pabrik. Pemeliharaan ini sering disebut dengan Time Base Maintenace (TBM).
c. Corrective Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berencana pada waktu tertentu ketika peralatan mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah dengan tujuan untuk mengembalikan ke kondisi semula. Pemeliharaan disertai dengan perbaikan, penggantian part atau bagian yang rusak atau kurang berfungsi untuk penyempurnaan instalasi. Pemeliharaan ini biasa disebut dengan Currative Maintenace.
d. Breakdown Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki kerusakan dengan waktu tidak tertentu dan bersifat darurat. 5.2.3 Pemeliharaan Trafo Tenaga
1. Pemeliharaan trafo yang berupa monitoring dan dilakukan oleh operator setiap hari untuk Gardu Induk yang dijaga dan setiap minggu untuk Gardu Induk yang tidak dijaga dalam keadaan operasi. (Trafo besar, sedang dan kecil).
Tabel 5-3. Daftar Pemeliharaan Trafo Mingguan
Diperiksa
1 Tangki, radiator, pipa-pipa, katup-katup, sumbat
Periksa apakah ada kebocoran minyak.
2 Kipas-kipas pendingin,
Pompa Minyak, Lemari Kontrol
Periksa apakah ada suara-suara atau bau yang tidak normal.
3 Terminal utama, rel, terminal kabel, jumper-wire.
Periksa apakah ada benda asing/binatang didekatnya.
4 Indikator tinggi minyak Periksa tinggi permukaan minyak
pada tangki utama dan konservator
5 Bushing Periksa apakah ada yang retak,
kotor, pecah dan kebocoran minyak.
6 Kipas pendingin, motor
pompa sirkulasi dan radiator
Periksa apakah kipas pendingin masih bekerja sesuai setting, indikator pompa sirkulasi apakah masih menunjukkan aliran minyak dengan sempurna dan apakah ada karat pada sirip radiator. 7 Sumber arus searah (DC)
dan arus bolak-balik (AC)
Periksa sumber arus AC/ DC apakah saklar dalam posisi ’on’ dan MCB ’on’ dalam posisi sempurna.
8 Pemadam Kebakaran Periksa tekanan botol pemadam
CO2, BCF dan tekanan nitrogen pada sistem alat pemadam
9 Suhu minyak dan kumparan trafo
Periksa indikator suhu minyak dan kumparan trafo
10 Beban trafo Periksa beban trafo
11 Lemari kontrol dan proteksi Periksa kondisi dan bersihkan bila kotor
12 Tekanan Nitrogen (Trafo tanpa konservator)
Periksa tekanan gas Nitrogen
2. Pemeliharaan trafo yang berupa monitoring dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap bulan untuk Gardu Induk yang dijaga maupun Gardu Induk yang tidak dijaga. (Trafo besar, sedang dan kecil).
Tabel 5-4. Daftar Pemeliharaan Trafo bulanan
No. Peralatan/Komponen yang Diperiksa
Cara Pelaksanaan
1 Lemari kontrol / Proteksi dan box kontrol serta Marshalling Kiosk.
Periksa lemari kontrol/proteksi dan box kontrol serta MK dari karat, kotoran/ bangkai, binatang, benda asing
2 Silica gel dan sistem
pernapasan
Periksa warna silikagel pada sistem pernapasan trafo apakah masih berwarna biru dan mulut pernapasan terendam minyak.
3 Kerja OLTC Periksa jumlah kerja OLTC
apakah sudah perlu
penggantian minyak, atau minyak OLTC sudah kotor.
3. Pemeliharaan trafo yang berupa pemeriksaan, pengukuran dan pengujian, dilakukan oleh petugas pemeliharaan setiap tahun untuk Gardu Induk yang dijaga ataupun yang tidak dijaga. (Trafo besar, sedang dan kecil).
Tabel 5-5. Daftar Pemeliharaan Trafo Tahunan
Diperiksa
1 Diafragma Bersihkan dan periksa adanya
kebocoran
Lakukan uji fungsi bagi yang ada rangkaian elektrik
2 Tahanan pentanahan dan tahanan tanah
Periksa rangkaian sistem pentanahan dan ukur nilai tahanan pentanahan serta tahanan tanah.
Apabila ada baut yang kendor, kencangkan. Apabila tahanan pentanahan berubah, perbaiki. 3 Ratio belitan trafo Ukur ratio belitan trafo apakah
ada perubahan 4 Kekuatan dielektrik minyak
trafo
Uji kekuatan dielektrik minyak trafo, sesuai standar yang dipergunakan.
5 Kadar asam dalam minyak trafo (Acidity)
Uji kadar asam dalam minyak apakah memenuhi standar.
6 Kekentalan minyak
(Viscoscity)
Uji kekentalan minyak apakah masih sesuai standar.
7 Kadar air dalam minyak trafo (Water Content)
Uji kekentalan minyak apakah masih sesuai standar.
8 Warna Minyak Uji warna minyak apakah masih
sesuai standar.
9 Kandungan Gas dalam
Minyak
Uji kandungan gas dalam minyak menggunakan DGA, apakah masih sesuai standar.
10 Peralatan pengaman trafo (Bucholz, Sudden Pressure,
Bersihkan terminal dari debu, karat, oksidasi dan beri vet.
Relai Suhu, Jensen) Periksa seal pada lobang kabel. Bersihkan rongga tempat sambungan kabel dari socket Sudden Pressure dan seal pada lobang kabel.
Uji fungsi alarm dan trip.
11 Body, Bushing trafo Bersihkan dari debu, kotoran,
karat.
12 Roda gigi OLTC Periksa,kencangkan mur baut,
beri pelumas bila perlu. 13 Baut terminal, baut bushing,
baut body dan baut pentanahan.
Bersihkan dan kencangkan.
14 Spark gap, bushing primer dan sekunder
Periksa baut dan jarak spark gap. Bila kendor kencangkan, bila jarak tidak sesuai perbaiki.
15 Baut terminal pada panel kontrol dan proteksi
Periksa baut terminal dari panel kontrol dan proteksi, apabila ada yang kendor agar dikencangkan. 16 Tahanan isolasi, Kontrol
mekanik, limit switch, indikator dari OLTC
Ukur tahanan isolasi dan IP dari trafo.
Uji kontrol, limit switch apakah bekerja normal dan indikator OLTC sesuai dengan posisinya.
17 Tegangan tembus minyak Uji tegangan tembus minyak
apakah masih sesuai standar.
18 Pondasi Periksa pondasi apakah ada
keretakan atau perubahan kedudukan trafo
Periksa apakah isolasi antara tangki terhadap tanah masih baik
(trafo memakai pengaman tangki). 5.3 PENGUJIAN TRAFO
5.3.1 Pengukuran Tahanan Isolasi Trafo
Pengukuran tahanan isolasi adalah suatau proses pengukuran dengan suatu alat ukur insulation tester (Megger) untuk memperoleh hasil atau besaran atau nilai tahanan isolasi belitan yang bertegangan dengan body atau case, maupun antara belitan primer dengan sekunder dan tertier (bila ada).
Tujuan pengukuran tahanan isolasi adalag untuk mengetahui besarnya kebocoran arus yang terjadi pada kumparan primer, sekunder maupun tertier. Pengukuran tahanan isolasi digunakan untuk mengetahui aman atau tidaknya suatu trafo untuk diberi tegangan. Kebocoran arus yang memenuhi ketentuan akan memberi jaminan bagi trafo terhindar dari kegagalan isolasi.
Pelaksanaan Pengukuran
Tahanan isolasi yang harus diukur adalah antara : 1. Kumparan primer dengan kumparan sekunder 2. Kumparan Primer ke tanah
3. Kumparan Sekunder ke tanah
Langkah pengukuran adalah sebagai berikut:
1. Lepas konduktor pada terminal bushing primer, sekunder dan pentanahan titik netral trafo
2. Hubung singkatkan semua terminal bushing sisi primer (R, S, T, N) 3. Hubung singkatkan semua terminal bushing sisi sekunder (r, s, t, n) 4. Buat rangkaian seperti gambar untuk pengukuaran Primer - Sekunder
b c n n a N C B A Chek list Serah terima instalasi
5. Buat rangkaian pengukuran seperti gambar dibawah untuk pengukuran Primer ke tanah
6. Buat rangkaian pengukuran seperti gambar dibawah untuk pengukuran Sekunder ke tanah
Untuk masing–masing pengukuran lakukan selama 10 menit, catat hasil pengukuran yang ditunjuk oleh alat ukur setelah pada menit ke-1 (pertama) dan hasil pengukuran pada menit ke-10 (kesepuluh).
Untuk keamanan, buang muatan yang tersisa didalam kumparan primer ataupun sekunder dengan cara menghubungsingkatkan terminal bushing 20kV dan 150 kV ke ground/body trafo menggunakan kabel berisolasi.
Dari hasil pengukuran hitung Indek Polaritas (IP) untuk masing-masing pengukuran. IP dihitung dengan cara membagi hasil pengukuran pada menit ke-10 (sepuluh) dengan hasil pengukuran selama pada menit ke-1 (pertama).
IP = M (10) / M (1)
Interprestasi hasil pengukuran IP dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 5-6. Index Polarisasi
b c n n a N C B A b c n n a N C B A Chek list Serah terima instalasi
FLUKE 40
NGR
40No Index Polarisasi (IP) Kondisi
1 <1,00 Berbahaya
2 1,00 – 1,10 Jelek
3 1,10 – 1,25 Dipertanyakan
4 1,25 – 2,00 Baik
5 >2,00 Sangat Baik
5.3.2 Pengukuran Tahanan Pentanahan
Pengukuran tahanan pentanahan dibagi dalam dua bagian yaitu:
− Pengukuran tahanan NGR
− Pengukuran tahanan tanah Langkah Pengukuran tahanan NGR
− Buka konduktor pada terminal bushing 20 kV NGR dan terminal pentanahan, kemudian bersihkan terminal tersebut.
− Ukur tahanan dari NGR seperti pada rangkaian gambar berikut.
− Bandingkan hasil pengukuran dengan nilai NGR pada name plate.
Gambar 5-25. Pengukuran NGR
Pengukuran Tahanan Tanah
Pentanahan peralatan dan pentanahan sistem tenaga listrik dipengaruhi oleh tahanan tanah di GI tersebut. Sistem pentanahan di GI biasanya di buat
dalam sistem mesh untuk mendapatkan tahanan pentanahan yang sekecil mungkin. Tahanan tanah ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri. Tanah kering, berbatu nilai tahanan tanhnya akan lebih besar dibanding tanah basah. Langkah Pengukuran Tahanan Pentanahan (alat ukur Kyoritsu)
1. Peralatan yang akan diukur Tahanan pentanahannya harus bebas tegangan, yaitu jika kita akan mengukur Tahanan Pentanahan titik Neutral Trafo / Solid Grounding, NGR, CT , LA dan CVT
2. Lepaskan terminal pentanhan dengan peralatan 3. Bersihkan ujung pentanahannya dan terminalnya
4. Lakukan pengukuran nilai tahanan peralatan dengan langkah sbb:
a. Hubungkan kabel alat ukur (Terminal E) ke terminal pentanahan
b. Hubungkan kabel alat ukur (Terminal C) ketanah dengan jarak 5 – 10 meter dari alat ukur dengan nggunakan road yang ditancapkan
c. Hubungkan kabel alat ukur (Terminal P) ketanah dengan jarak 5 –10 meter antara ujung kabel kuning dengan ujung kabel merah dengan memakai road yang ditancapkan ketanah.
5. Nilai pentanahan peralatan yang diukur dan kedua elektroda tersebut harus berada pada suatu garis lurus (segaris).
6. Operasikan alat ukur dengan memeriksa batere dari alat tersebut
7. Putar selector tahanan untuk melihat nilai tahanan peralatan dengan menjaga jarum pada galvanometer tetap ditengah.
8. Amati hasil pengujian masukkan dalam test report sebanyak 3 kali kearah lain hasil akhir adalah rata-rata dari total pengukuran tersebut. 9. Pengukuran selesai,lanjutkan dengan penyambungan kembali pentanahan keterminal yang kita lepas.
10. Kembalikan alat-alat yang telah dipakai seperti semula. 5.3.3 Pengukuran Tangen δ
Pengukuran tangen δdelta, pada prinsipnya addalah mengukur arus bocor kapasitif pada transformator. Trafo dianggap sebagai kapasitor murni. Pada kapasitor, apabila dialiri arus bolak-balik (AC) maka arus akan mendahului tegangan sebesar 90o.
Ic = ώ C V.
Oleh karena kehilangan daya dielektrik, sudut arus mendahului tegangan tidak lagi 90 derajat. Faktor daya dari kapasitor adalah cos φ . Dan φ adalah sudut fasa dari kapasitor.
Sudut kehilangan daya (loss angle) adalah δ = 90 – φ . Sehingga faktor daya bisa ditulis sebagai sin φ .
Kehilangan daya karena kapasitor yang tidak sempurna besarnya adalah : PD = V I cos φ = V I sin δ.
Komponen kapasitor yang tidak sempurna besarnya adalah Ic = I cos δ = I ώ C V. Sehingga
PD = V2 ώ C tan δ Rangkaian Pengukuran
Rangkaian pengukuran tangent δdelta ada bebarapa macam
− Test mode UST (CHL) obyek uji tidak diketanahkan
− Test mode GHT (CHG) obyek uji diketanahkan
− Test mode GHTg (CHG) obyek terhadap guard
Tabel 5-7. Pengukuran pada trafo dengan 2 kumparan
Test Mode C yang diukur
UST A CHL UST B CHL UST A+ B CHL GST A + B CHL + CHG GSTg A CHG GSTg B CHL + CHG GSTg A + B CHG
= CHL1 + CHL2 +CHL3
GST = Grounded Specimen Test = CUST + CHE1 + CHE2 +CHE3
GSTg = Grounded Specimen Test with Guard = CHE1 + CHE2 +CHE3
Keterangan : C = Capacitance H = High Voltage L = Low Voltage 1-3 = fasa E = Ground
Tabel 5-8. Hasil Pengukuran Tangen Delta
Hasil Uji Kondisi
< 0.5% Bagus
≥ 0.5 % - 0.7 % Mengalami Penurunan ≥ 0.7 % - 1.0 % dan naik Perlu Diperiksa
≥ 1.0 % Jelek
5.3.4 Pengujian Kekuatan Dielektrika dan Kualitas Minyak Standar
Tujuan pengujian adalah untuk mengukur kemampuan minyak trafo mengisolasi tegangan. Umur trafo sangat ditentukan oleh umur sistem isolasinya, oleh karena itu adalah sangat penting memelihara minyak trafo sebagai salah satu media isolasi trafo. Untuk menentukan jenis pemeliharaan minyak trafo, perlu diketahui kondisi dari minyak trafo tersebut. Pengujian minyak trafo bertujuan mengetahui kondisi minyak trafo tersebut. Selain kondisi minyak trafo, dari hasil pengujian dapat diketahui kondisi dari trafo itu sendiri.
Beberapa macam pengujian diperlukan untuk mengetahui kondisi minyak trafo tersebut diantaranya :
− Tegangan tembus − Kandungan air − Tegangan permukaan − Spesific resistance − Keasaman − Viscosity − Flash point − Pour point − Density − Sludge − Ash content
Beberapa pengujian harus dilakukan di laboratorium, satu mata uji yang bisa dan biasa dilakukan di lapangan adalah pengujian tegangan tembus. Pengujian yang lain biasa disebut dengan Standard Quality Oil Test.
Batasan hasil pengujian minyak standard adalah sebagai berikut :
Tabel 5-9. Hasil Tes Pengujian Minyak
Sifat Minyak Isolasi Satuan Spesifikasi Metode Uji
Kejernihan (Appearance) - Jernih IEC 296
Massa jenis (density) 20o
C g/cm3 ≤ 0,895 IEC 296 Viscositas kinematik (kinematic viscosity) : 20o C cSt ≤ 25 IEC 296 -15o C cSt - IEC 296 -30o C cSt ≤ 1800 IEC 296
Titik nyala (Flash point) o C ≥ 130 IEC 296A
Titik tuang (Pour point) o C ≤ - 40 IEC 296
Angka kenetralan (neutralization number)
mg KOH/g < 0,03 IEC 296 Kandungan air (Water
content)
ppm <25 ISO 760-1978
(E) Tegangan tembus
(Breakdown Voltage)
kV/2,5 mm ≥ 50 IEC 156 & IEC 296
Faktor kebocoran dielektrik (Dielectric Dissipation factor)
Stabilitas oksidasi (Oxydation stability)
IEC 474 & 74
- Kenetralan mg KOH ≤ 0,40
- Kotoran % ≤ 0,10
5.3.5 Pengujian Tegangan Tembus (Breakdown Voltage)
Pengujian tegangan tembus adalah pengujian minyak trafo dengan memberi tegangan pada frekwensi sistem. Dua elektroda dipasang pada jarak tertentu (2,5 mm) dan diberi tegangan secara bertahap dari rendah ke tinggi sampai minyak trafo mengalami flash over.
Agar hasil pengujian akurat, beberapa persyaratan harus dipenuhi misalkan : Pengambilan sampel harus mengikuti prosedur, wadah sampel harus bersih, tidak basah. Sampel tidak boleh terkena tangan. Wadah untuk mengambil sampel harus berwarna gelap dan lain-lain. Pengujian untuk satu sampel dilaksanakan beberapa kali ( 5 kali) dan hasilnya diambil rata-rata. Dalam satu trafo diambil dua sampel, minyak bagian atas dan bagian bawah trafo.
Standard hasil pengujian adalah sbb:
Tabel 5-10. Tabel Tegangan Tembus/Breakdown Voltage Sesuai IEC 156
Tegangan Operasi Trafo (kV)
Jarak Gap (mm) Nilai Minimum (kV)
Un ≤ 36 2,5 30
36 < Un ≤ 70 2,5 35
70 < Un ≤ 170 2,5 40
170 < Un 2,5 45
Standard yang biasa digunakan di lapangan adalah untuk trafo yang sudah dipakai adalah 40 kV / 2,5 mm dan minyak baru adalah 50 kV / 2,5 mm.
OIL TREATMENT
Apabila hasil pengujian tidak memenuhi standard, minyak bisa ditreatment dengan menggunakan Oil Perification. Peralatan ini mempunyai beberapa tahap perlakuan (treatment) diantaranya :
Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible
1. Filtering
Menggunakan filter yang berfungsi untuk menyaring material asing yang ada dalam minyak, misalkan sobekan kertas selulosa, rontokan cat, bangkai ular, bangkai burung, bangkai biawak, tusuk gigi, bungkus nasi, buku manual dan lain-lain.
2. Pemanasan
Menggunakan heater dengan tujuan untuk membuang air yang terkandung dalam minyak trafo. Minyak trafo dipanaskan sehingga mencapai suhu 70o – 80oC. Diharapkan air yang terkandung pada minyak
trafo dapat menguap dan terpisah dari minyak trafo. Tetapi secara teori dan kenyataan lapangan, air baru akan menguap pada suhu 100oC pada
tekanan 1 atm. Menaikkan suhu sampai suhu mencapai 100oC atau lebih
berkemungkinan dapat menyebabkan minyak atau peralatan oil purification rusak. Untuk itu diperlukan satu proses lagi yaitu vacuum. 3. Vacuum
Pada tekanan kurang 1 atm, dengan suhu dibawah 100oC, air sdh bisa
berubah menjadi uap dan terpisah dengan minyak trafo. 4. Sentrifugal
Proses ini dilakukan dengan cara memutar minyak trafo dalam satu wadah. Diharapkan material yang berat jenisnya lebih berat dari minyak trafo, misalkan beram tembaga, lumpur, karat dan lain-lain, bisa terkumpul di tengah wadah sehingga mudah dipisahkan dari minyak trafo. 5. Fuller Earth
Proses ini bertujuan memisahkan asam yang terdapat dalam minyak trafo. Cara kerjanya adalah material fuller earth akan mengikat asam yang ada dalam minyak trafo seperti halnya silica gel mengikat air/uap air dari udara.
5.3.6 Pengukuran DGA
Suatu analisa secara kualitatif maupun kuantitatif gas terlarut pada minyak isolasi trafo, untuk mengetahui dan menganalisa ketidaknormalan yang terjadi
Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible
pada bagian dalam/internal trafo. Analisa ini dilakukan dengan peralatan yang bernama Gas Chromatograph.
Cara pelaksanaan pengukuran :
− Ambil sampel minyak trafo untuk diuji di laboratorium (cara dan peralatan untuk pengambilan sampel mempunyai prosedure tertentu).
− Langkah pertama yang dilakukan di laboratorium adalah ekstrasi atau memisahkan gas dari contoh minyak. Pemisahan gas dari minyak menggunakan peralatan pompa vacum yang berada dalam peralatan gas chromatographi.
− Dari hasil akstrasi ini, gas – gas terlarut akan terpisahkan dari minyak selanjutnya akan dianalisa jenisnya.
− Gas Chromatographi dapat diartikan “ memisahkan “ dan mendeteksi jenis- jenis gas yang telah diekstrak dari contoh minyak.
− Jenis gas yang dapat dedeteksi dengan peralatan gas chromatographi hanya ada 9 jenis gas, terdiri dari gas-gas yang mudah terbakar (combustible gases) dan uncombustible gases (gas tidak mudah terbakar, CO2 , N2, O2)
− Gas yang di deteksi volumenya sangat kecil, hanya part per mllion (ppm) atau seper sejuta liter.
Tabel 5-11. Jenis Gas Terlarut pada Minyak Isolasi Trafo dan Daya Larut Gas pada Minyak Hydrogen Nitrogen Carbon Monoxide Oxygen Methane Carbon Dioxide Etahane Ethylene Acetylene H 2 N2 CO O2 CH4 CO2 C 2H6 C 2H4 C2H2 7,0 % 8,6 % 9,0 % 16,0 % 30,0 % 120,0 % 280,0 % 280,0 % 400,0 % Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible Combustible
JENIS
GAS
SYMBO
L
DAYA
LARUT
SIFA
T
INTERPRESTASI DATA
Setelah diperoleh data jenis gas yang diproduksi didalam tangki trafo, maka untuk mengetahui jenis ketidaknormalan atau gangguan yang terjadi, dilakukan interprestasi atas data-data tersebut.
Hasil pengujian di laboratorium dan pengalaman lapangan telah membuktikan bahwa apabila didalam minyak isolasi trafo ditemukan combustible gas maka dipastikan telah terjadi ketidak normalan pada trafo tersebut.
Tabel interprestasi Kandungan Gas Terlarut yang sering digunakan dibagi berdasarkan 4 (empat) bagian tabel, yaitu:
1. Berdasarkan jenis gas yang diproduksi 2. Berdasarkan prosentase gas kunci
3. Berdasarkan total kandungan combustable gas 4. Berdasarkan perbandingan/ratio rogers
1. INTERPRESTASI BERDASARKAN GAS DIPRODUKSI
Tabel 5-12. Interprestasi berdasarkan Gas Diproduksi
GAS TERDETEKSI INTERPRESTASI
Nitrogen dan kurang atau lebih 5 % Oksigen
Trafo operasi normal
Nitrogen dan lebih 5 % Oksigen Periksa kebocoran pada seal dan kran-kran
Nitrogen dan Carbon Dioksida, atau Karbon Monoksida atau
keduanya
Trafo beroperasi dengan beban lebih atau beroperasi dengan suhu tinggi, yang mengakibatkan isolasi kertas mengalami kerusakan
Nitrogen dan Hidrgen Terjadi Corona, lektroisa air atau terdapat karat
Nitrogen, Hidrogen, Karbon Dioksida dan Karbon Monoksida
Terjadi corona pada isolasi kertas atau terjadi pembebanan lebih pada trafo
sedikit Ethane dan Ethelene atau ada sebagian kecil minyak isolasi yang breakdown
Nitrogen, Hidrogen, Methan dan Karbon Dioksida, Karbon
Monoksida, dan sedikit Hidrokarbon (sedikit acythlene tidak terdeteksi)
Terjadi loncatan bunga api kecil (sparking) atau ada sebagian kecil isolasi kertas yang rusak
Nitrogen dengan Hidrogen yang tinggi, dan sejumlah hidrokarbon termasuk Acetylene
Terjadi loncatan bunga api panjang (arcing) akibat detorasi minyak isolasi
Sama dengan diatas, ditambah dengan Carbon Dioksida dan Carbon Monoksida
Sama dengan diatas, arcing juga terjadi pada isolasi kertas
2. INTERPRESTASI BERDASARKAN KANDUNGAN GAS KUNCI
Tabel 5-13. Interprestasi berdasarkan Kandungan Gas Kunci
Kondisi Trafo Gas Kunci
Arcing pada minyak isolasi Acethylene
Corona pada minyak isolasi Hydrogen
Overheating pada minyak isolasi Ethylene
Overheating pada Isolasi kertas Carbon Monoksida
3. INTERPRESTASI DATA GAS BERDASARKAN TOTAL COMBUSTABLE GAS
Tabel 5-14. Interprestasi Data Gas berdasarkan Total Combustable Gas
Total combustible gas 0 – 500 ppm : Trafo beroperasi dengan normal Total combustible gas 500 - 1000 ppm : Terjadi dekomposisi minyak isolasi,
kemungkinan akibat proses operasi penuaan usia.
Total combustible gas 1000 - 2500 ppm : Terjadi dekomposisi tingkat tinggi minyak isolasi, harus dilihat trend kenaikannya setiap saat.
minyak isolasi, trafo harus keluar Operasi, adakan pemeriksaan detail. 4. INTERPRESTASI DATA GAS MENGGUNAKAN RATIO ROGERS
Tabel 5-15. Interprestasi Data Gas Menggunakan Ratio Rogers
CASE (KASUS)
R2 R1 R5 Suggested Fault Diagnosis (Diagnosa gangguan yang
diperkirakan) C2H2/C2H4 CH4/CH2 C2H4/C2H6
1 < 0.1 > 0.1 < 1.0 < 0.1 Unit normal (Normal)
2 < 0.1 < 0.1 < 0.1
Low energi density arcing -Partial discharge (corona) (Energi kepadatan busur api rendah- telah terjadi korona dgn kapasitas rendah)
3 0.1 s/d 3.0 0.1 s/d 1.0 > 3
Arching - high density discharges
(terjadi busur api dengan kepadatan pelepasan yang tinggi)
4 < 0,1 > 0.1
< 1.0 1.0 s/d 3.0
Low temperature thermal over heating (mengalami pemanasan berlebih tapi tidak terlalu signifikan)
5 > 0.1 > 0.1 1.0 s/d 3.0
High tempertaure thermal overheating - less than 700°C (mengalami pemanasan berlebih s.d. 700°C)
6 > 0.1 > 0.1 > 3.0
High tempertaure thermal overheating - more than 700°C (mengalami pemanasan lebih diatas 700°C)
5.4 PENGENALAN CONDITION BASED MAINTENANCE (CBM) 5.4.1 Definisi CBM
Suatu strategi pemeliharaan yang didasarkan pada kondisi suatu asset fisik dengan menggunakan parameter-parameter yang bisa dianggap mampu merepresentasikan kondisi dari asset fisik tersebut.
5.4.2 Tujuan CBM
Untuk mendapatkan cost effectiveness dan mengetahui tindakan yang harus dilakukan terhadap asset fisik tersebut berdasarkan condition assessment. 5.4.3 Fakta CBM
±90% periodic preventive maintenance tidak diperlukan karena sistem masih dalam kondisi baik.
Kelebihan :
• deterministic intervention
• pemeliharaan dilakukan jika benar-benar dibutuhkan
• memperkecil maintenance costs
• mengurangi outage akibat pemeliharaan Tantangan :
- Investasi ekstra untuk peralatan monitoring
dibutuhkan parameter yg menggambarkan penurunan kondisi peralatan.
Product value Complementary costs C os t/ va lu e Time Endurable lifetime
New Endurable lifetime Technical lifetimeNew Technical lifetime Product value Complementary costs C os t/ va lu e Time Endurable lifetime
New Endurable lifetime Technical lifetimeNew Technical lifetime
Gambar 5-26. Manfaat Implematasi CBM
Product Value menurun, biaya pemeliharaan akan meningkat.
CBM membantu memperpanjang endurable lifetime dan technical lifetime. Usia asset dapat diperpanjang.
Fa ilu re R is k Time
(New) Random Failure Random Failure Infant Failure Ageing (New) Ageing Fa ilu re R is k Time
(New) Random Failure Random Failure
Infant
Failure Ageing
(New) Ageing
Gambar 5-27. Pemeliharaan yang tepat dpt menghambat ageing peralatan
5.4.4 Langkah-langkah Implementasi CBM
1. Tentukan critical HV component pada sistem (berdasarkan failure statistic). Menentukan peralatan yang akan dilakukan CBM.
2. Tentukan critical subcomponents dengan pendekatan FMECA (Failure Mode Effect Critical Analysis).
3. Membangun dan melakukan kegiatan diagnostics (pengukuran dan lain-lain) yang didasarkan pada critical component.
4. Menyimpan dan menganalisa hasil pengukuran dan pemeliharaan dengan menggunakan metode Data Mining.
CRITICAL HV COMPONENT:
1. Biaya pemeliharaan per switchgear peralatan HV saat ini. 2. Outage time yang dibutuhkan untuk pemeliharaan.
3. Resiko maintenance induced failure. Kompleksitas peralatan dan technical impact dari preventive maintenance.
4. Jumlah populasi peralatan.
5. Usia peralatan dan lifetime yang diharapkan.
6. Kecenderungan failure behaviour dan failure frequency saat ini.
DATA BASE DAN DATA MINING:
Proses data mining diperlukan untuk melakukan analisa data-data yang tidak dapat diimpretasikan secara langsung dengan standart yang ada atau hasil
pengukuran bergantung dengan kondisi lingkungan peralatan (temperatur, kelembaban dan lain-lain).
Metode diagnosis data mining:
Regresi, artificial neural network, fuzzy logic, case base reasoning, condition base reasoning.
