BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN SUSUT UMUR TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

54

ANALISIS PERHITUNGAN SUSUT UMUR

TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

4.1 Umum

Transformator yang akan digunakan sebagai obyek penelitian sebanyak dua buah dengan tipe transformator pasangan dalam (indoor). Kedua transformator tersebut berada di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang Area Ciputat, dalam hal ini jenis bebannya adalah beban perumahan/rumah tangga, untuk data spesifikasi transformator distribusi pada gardu yang dimaksud telah disebutkan pada bab sebelumnya pada (Tabel 3.2).

4.2 Data Transformator Distribusi di Lapangan

Berikut ini merupakan lokasi transformator distribusi pada gardu CP 165 dan TD 190, sebagai berikut :

1. Transformator distribusi CP 165 terdapat pada Penyulang Ibu yang dipasok dari Gardu Induk Gandul dengan daya pengenal 630 KVA. 2. Transformator distribusi TD 190 terdapat pada Penyulang Corona

yang dipasok dari Gardu Induk Serpong dengan daya pengenal 630 KVA.

Dari hasil ukur beban pemakaian harian pada gardu CP 165 dan TD 190 yang terdapat pada (Tabel 3.5), akan dihitung dengan menggunakan persamaan yang telah disebutkan pada bab III, guna mengetahui cara menghitung susut umur transformator.

4.2.1 Perhitungan Susut Umur Transformator Distribusi

Berikut ini merupakan salah satu contoh perhitungan beban pemakaian harian yang diambil dari sampel pengukuran beban harian pada gardu CP 165 pada tanggal 14 Desember 2014 dengan nilai beban pada pukul 20:00 sebesar 638,48 KVA, dimana langkah pertama dalam perhitungan adalah mencari nilai untuk menentukan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating yang dapat dicari dengan persamaan (3.4) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, dengan perhitungan sebagai berikut :

k =

k =

638,48/630

k =

1,012 oK

Didapatkan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating dengan beban maksimum sebesar 638,48 KVA adalah 1,012 oK. Kemudian nilai tersebut dimasukkan kedalam perhitungan pada persamaan (3.2) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, dimana kegunaannya untuk mencari nilai suhu titik panas ( h) transformator pada gardu distribusi CP 165, adalah sebagai berikut :

h

=

+

+

(23. (1,012)1,6)

h

= 30 + 55,883 + 23,443

h

= 109,326 °C

Didapatkan nilai suhu titik panas ( h) transformator pada gardu distribusi pada tanggal 14 Desember 2014 dengan nilai beban pemakaian pada pukul 20:00 sebesar 109,326 °C. Diketahui bahwa hasil suhu titik panas ( h) pada transformator tidak melebihi batas suhu titik panas yang diizinkan yaitu 140 °C, dan keadaan tersebut masih diizinkan.

Selanjutnya suhu titik panas sebesar 109,326 oC tersebut digunakan kembali dalam menentukan laju penuaan relatif pada beban lebih yang dapat dicari dengan menggunakan persamaan (3.5) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, yaitu :

V =

V =

V =

1,1655 jam

Didapatkan hasil laju penuaan relatif sebesar 1,1655 jam. Dengan menggunakan langkah perhitungan yang sama seperti diatas, maka akan dapat dicari perhitungan untuk mengetahui nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating (k), suhu titik panas ( h) dan laju

penuaan relatif (V) pada setiap lamanya waktu pembebanan harian selama 24 jam selama satu minggu. Tabel perhitungan selama satu minggu (8 s/d 14 Desember 2014) terlampir. Berikut ini merupakan tabel hasil perhitungan dalam satu hari (Tabel 4.1) pada tanggal 8 Desember 2014 dibawah ini.

Tabel 4.1 Hasil perhitungan suhu titik panas dan laju penuaan relatif untuk pembebanan dalam waktu 24 jam selama satu hari pada gardu CP 165

(8 Desember 2014) No. Waktu Pengukuran Daya (KVA) Perbandingan Pembebanan (⁰K) Suhu Titik Panas (Өh) (⁰C) Laju Penuaan Relatif (V) (jam) 1 08/12/2014 00:00 221.22 0.351 53.572 0.0019 2 08/12/2014 01:00 220.34 0.350 53.499 0.0018 3 08/12/2014 02:00 222.49 0.353 53.680 0.0019 4 08/12/2014 03:00 222.24 0.353 53.658 0.0019 5 08/12/2014 04:00 224.18 0.356 53.823 0.0019 6 08/12/2014 05:00 227.61 0.361 54.117 0.0020 7 08/12/2014 06:00 227.76 0.362 54.130 0.0020 8 08/12/2014 07:00 353.07 0.560 67.022 0.0088 9 08/12/2014 08:00 350.12 0.556 66.673 0.0084 10 08/12/2014 09:00 350.94 0.557 66.770 0.0085 11 08/12/2014 10:00 343.14 0.545 65.856 0.0077 12 08/12/2014 11:00 339.53 0.539 65.438 0.0073 13 08/12/2014 12:00 342.54 0.544 65.786 0.0076 14 08/12/2014 13:00 350.63 0.557 66.734 0.0085 15 08/12/2014 14:00 477.55 0.758 83.515 0.0591 16 08/12/2014 15:00 479.87 0.762 83.853 0.0615 17 08/12/2014 16:00 489.34 0.777 85.247 0.0722 18 08/12/2014 17:00 526.51 0.836 90.893 0.1386 19 08/12/2014 18:00 602.57 0.956 103.272 0.5792 20 08/12/2014 19:00 626.40 0.994 107.373 0.9301

21 08/12/2014 20:00 644.42 1.023 110.539 1.3409 22 08/12/2014 21:00 648.28 1.029 111.225 1.4514 23 08/12/2014 22:00 518.27 0.823 89.617 0.1196 24 08/12/2014 23:00 503.67 0.799 87.391 0.0925 25 08/12/2014 24:00 286.67 0.455 59.685 0.0038

Sama halnya dalam penggunaan persamaan dan langkah seperti diatas untuk mendapatkan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating (k), suhu titik panas ( _h) dan laju penuaan relatif (V) dari data pemakaian beban harian pada gardu TD 190 yang telah disebutkan pada (Tabel 3.5). Berikut ini adalah hasil perhitungan dalam satu hari pada tanggal 12 Desember 2014 (Tabel 4.2). Diketahui bahwa data tabel perhitungan selama satu minggu (12 s/d 18 Desember 2014) terlampir.

Hasil perhitungan data beban harian pada gardu TD 190 pada tanggal 12 Desember 2014 selama 24 jam menggunakan langkah perhitungan persamaan yang sama seperti menghitung pada gardu CP 165 dengan memakai persamaan (3.4), persamaan (3.2) dan persamaan (3.5) yang dapat dilihat pada (Tabel 4.2), sebagai berikut.

Tabel 4.2 Hasil perhitungan suhu titik panas dan laju penuaan relatif untuk pembebanan dalam waktu 24 jam selama satu hari pada gardu TD 190

(12 Desember 2014)

No. Waktu (jam) Daya (KVA)

Perbandingan Pembebanan (⁰K) Suhu Titik Panas (Өh) (⁰C) Laju Penuaan Relatif (V) (jam) 1 12/12/2014 00:00 216.36 0.343 53.166 0.0018 2 12/12/2014 01:00 212.29 0.337 52.831 0.0017

3 12/12/2014 02:00 213.43 0.339 52.925 0.0017 4 12/12/2014 03:00 212.03 0.337 52.810 0.0017 5 12/12/2014 04:00 213.68 0.339 52.945 0.0017 6 12/12/2014 05:00 214.41 0.340 53.005 0.0017 7 12/12/2014 06:00 210.23 0.334 52.663 0.0017 8 12/12/2014 07:00 350.58 0.556 66.727 0.0085 9 12/12/2014 08:00 348.78 0.554 66.516 0.0083 10 12/12/2014 09:00 349.43 0.555 66.592 0.0084 11 12/12/2014 10:00 349.42 0.555 66.591 0.0084 12 12/12/2014 11:00 351.34 0.558 66.817 0.0086 13 12/12/2014 12:00 354.43 0.563 67.184 0.0090 14 12/12/2014 13:00 352.79 0.560 66.989 0.0088 15 12/12/2014 14:00 485.17 0.770 84.631 0.0672 16 12/12/2014 15:00 485.53 0.771 84.684 0.0676 17 12/12/2014 16:00 491.80 0.781 85.612 0.0753 18 12/12/2014 17:00 528.55 0.839 91.209 0.1437 19 12/12/2014 18:00 601.10 0.954 103.023 0.5627 20 12/12/2014 19:00 623.03 0.989 106.786 0.8691 21 12/12/2014 20:00 641.40 1.018 110.005 1.2607 22 12/12/2014 21:00 647.70 1.028 111.122 1.4344 23 12/12/2014 22:00 518.57 0.823 89.664 0.1202 24 12/12/2014 23:00 473.88 0.752 82.980 0.0556 25 12/12/2014 24:00 270.66 0.430 58.083 0.0031

Dari hasil perhitungan yang terdapat pada dua tabel diatas, disebutkan bahwa terjadinya susut umur apabila suhu titik panas ( h) lebih dari 80 °C yang sesuai dengan standar IEC 345-1979.

Terlihat pada (Tabel 4.1) dan (Tabel 4.2) tersebut diketahui bahwa transformator pada gardu distribusi CP 165 dan TD 190 mengalami susut umur saat suhu titik panas ( h) lebih dari 80 oC pada saat pukul 14:00 s/d 23.00. Dari hasil perhitungan diatas, maka dapat dicari nilai susut umur transformator saat pembebanan lebih selama 24 jam per harinya dengan menggunakan persamaan

(3.6) dengan memakai sampel data perhitungan beban harian pada gardu CP 165 tanggal 14 Desember 2014 sebagai berikut :

Susut umur pada tanggal 14 Desember 2014 :

= ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + ….. = (1 x 0,0662) + (1 x 0,0707) + (1 x 0,0796) + (1 x 0,1489) + (1 x 0,5362) + (1 x 0,7748) + (1 x 1,1876) + (1 x 1,4808) + (1 x 0,1158) + (1 x 0,0881) = 4,5488 jam per hari

Berdasarkan SPLN 17A: 1979, publikasi IEC 354:1972 umur suatu transformator ditetapkan selama 20,55 tahun atau 7500 hari atau 180.000 jam. Dengan perhitungan 20,55 tahun x 365 hari x 24 jam = 180.000 jam. Maka didapatkan nilai susut umur transformator CP 165 dengan kondisi pembebanan harian selama 24 jam atau dalam satu hari akan berkurang umurnya 4,5488 jam, adapun perhitungan susut umur dalam menentukan persentase per hari pada gardu CP 165 tanggal 14 Desember 2014 adalah sebagai berikut :

Susut umur dalam 1 hari (%) = [ (4,5488 / 180.000) x 100 % ] = 0,00253 % per hari

= 2,53 x 10-3 % per hari

Dengan menggunakan persamaan dan langkah yang sama seperti diatas, maka didapatkan nilai perhitungan susut umur setiap harinya selama satu minggu pada gardu CP 165 dan TD 190 pada (Tabel 4.3) dan (Tabel 4.4) berikut ini.

Tabel 4.3 Susut umur saat beban puncak pada gardu CP 165 per hari (8 s/d 14 Desember 2014)

Laju Penuaan Relatif Pada CP 165 (V) (jam)

Waktu 8 Des 9 Des 10 Des 11 Des 12 Des 13 Des 14 Des

14:00 0.0591 0.0620 0.0688 0.0601 0.0512 0.0737 0.0662 15:00 0.0615 0.0622 0.0688 0.0642 0.0539 0.0792 0.0707 16:00 0.0722 0.0711 0.0762 0.0652 0.0602 0.0906 0.0796 17:00 0.1386 0.1345 0.1469 0.0906 0.1036 0.1665 0.1489 18:00 0.5792 0.5490 0.5686 0.3605 0.4250 0.5791 0.5362 19:00 0.9301 0.8881 0.8057 1.2039 0.7100 0.8630 0.7748 20:00 1.3409 1.2500 1.1795 1.0171 1.1078 1.3577 1.1876 21:00 1.4514 1.5964 1.5389 1.0125 1.3732 1.5473 1.4808 22:00 0.1196 0.1332 0.1202 0.0980 0.1189 0.1161 0.1158 23:00 0.0925 0.0934 0.0885 0.0809 0.1115 0.0828 0.0881 Total Penjumlahan

per hari (jam) 4.8449 4.8401 4.6620 4.0530 4.1154 4.9562 4.5488

Susut umur per

hari (%) 0.00269 0.00269 0.00259 0.00225 0.00229 0.00275 0.00253

Tabel 4.4 Susut umur saat beban puncak pada gardu TD 190 per hari (12 s/d 18 Desember 2014)

Laju Penuaan Relatif Pada TD 190 (V) (jam)

Waktu 12 Des 13 Des 14 Des 15 Des 16 Des 17 Des 18 Des

14:00 0.0672 0.0466 0.0643 0.0584 0.0601 0.0705 0.0698 15:00 0.0676 0.0545 0.0639 0.0545 0.0592 0.0711 0.0707 16:00 0.0753 0.0563 0.0715 0.0614 0.0662 0.0829 0.0791 17:00 0.1437 0.1214 0.1349 0.1148 0.1281 0.1575 0.1467 18:00 0.5627 0.5237 0.5644 0.4789 0.5405 0.5077 0.4775 19:00 0.8691 0.7897 0.7982 0.7439 0.8124 0.6926 0.6527 20:00 1.2607 1.1214 1.1238 1.1172 1.1923 0.9635 0.8925

21:00 1.4344 1.4388 1.4036 1.2418 1.4949 1.2031 1.0913

22:00 0.1202 0.1182 0.1151 0.1029 0.1162 0.1065 0.0999

23:00 0.0556 0.0627 0.0538 0.0760 0.0524 0.0749 0.0888

Total Penjumlahan

per hari (jam) 4.6566 4.3334 4.3933 4.0498 4.5223 3.9303 3.6690

Susut umur per

hari (%) 0.00259 0.00241 0.00244 0.00225 0.00251 0.00218 0.00204

Dari hasil susut umur per hari pada tabel perhitungan diatas dapat dihitung untuk menentukan susut umur selama satu minggu (7 hari) pada gardu CP 165 dan TD 190, sebagai berikut :

Susut umur pada gardu CP 165 (7 hari) :

= ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + …..

= [(2 x 0,00269) + (0,00259) + (0,00225) + (0,00229) + (0,00275) + (0,00253)] / 7 hari

= 0,00254 % per minggu = 2,54 x 10-3 % per minggu

Susut umur pada gardu TD 190 (7 hari) :

= ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + …..

= [ (0,00259) + (0,00241) + (0,00244) + (0,00225) + (0,00251) + (0,00218) + (0,00204) ] / 7 hari

= 0,00235 % per minggu = 2,35 x 10-3 % per minggu

Telah disebutkan bahwa transformator pada gardu CP 165 sudah beroperasi sejak tahun 1999, hingga saat ini transformator tersebut telah beroperasi selama

16 tahun. Sedangkan untuk transformator pada gardu TD 190 telah beroperasi sejak tahun 2002 atau sudah selama 13 tahun beroperasi. Sejauh ini transformator masih dalam kondisi baik, apabila selama beroperasi tersebut tidak mengalami pembebanan lebih secara terus - menerus dan jikalau pembebanan lebih hanya terjadi pada jangka waktu tersebut saja yaitu durasi dari tanggal 8 s/d 18 Desember 2014, maka diperkirakan umur transformator dapat beroperasi mencapai tahun 2019 untuk transformator distribusi pada gardu CP 165 dan perkiraan umur operasi untuk transformator distribusi pada gardu TD 190 mencapai tahun 2022.

Apabila suatu saat nanti terjadi gangguan hingga menyebabkan transformator mengalami kerusakan, maka umur transformator tersebut akan semakin berkurang. Untuk mengetahui susut umur selanjutnya, maka diperlukan perhitungan susut umur tiap hari berdasarkan terjadinya pembebanan lebih.

Berdasarkan analisis pada dua transformator tersebut didapatkan hasil bahwa kondisi pembebanan dan faktor suhu sekitar transformator masih dalam batas ketentuan, tidak melebihi batas pembebanan sesuai standarisasi SPLN yaitu sebesar 80% pembebanan ideal serta disebutkan bahwa terjadinya susut umur apabila suhu titik panas ( h) lebih dari 80 °C yang sesuai dengan standar IEC 345-1979. Diharapkan susut umur transformator dari gardu existing dapat tetap stabil walaupun adanya penambahan daya dan pemasangan baru calon pelanggan yang kian meningkat tiap harinya.