Lailiyana Farida

(1)

ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150

kV/70 kV DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL

PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN

METODE STOKASTIK

Lailiyana Farida

2205 100 091

Pembimbing

:

IGN Satriyadi H,ST,MT

(2)

Outline

(3)

(4)

I. Latar

Belakang

-

Gangguan sering terjadi pada internal transformator tenaga

(baik pada tahanan isolasi, tegangan tembus maupun pada

kandungan gas terlarut di minyak transformator)

-

Gangguan harus dapat didiagnosa dan dianalisis lebih lanjut

demi keperluan pemeliharaan transformator

II. Permasalahan

-

Mengevaluasi jenis gangguan yang terjadi di trasformator

150/70 kV di GI Banaran

-

Menghitung

nilai

keandalan

transformator

menggunakan

metode

Markov

(5)

III. Tujuan

-

Membuat

model analisis

kinerja

berdasarkan

data hasil

pengujian

-

Menghitung

kualitas

transformator

berdasarkan

hasil

tes

DGA

-

Menghitung

hasil

pengujian

tahanan

isolasi

-

Menghitung

hasil

pengujian

tegangan

tembus

dengan

menggunakan

metode

Markov

IV. Batasan

Masalah

-

Transformator tenaga yang dijadikan objek penelitian adalah

transformator 150/70

kV, yang berada di GI Banaran Kediri

-

Input

metode DGA adalah data-data hasil pengujian minyak

transformator selama 10 tahun

oleh GI Banaran setelah dilakukan uji

kromatograf.

-

Input

hasil pengujian tahanan isolasi dan pengujian tegangan

tembus dilakukan

berkala pada saat pemeliharaan selama 10 tahun.

-

Parameter jenis gangguan adalah hasil pengujian DGA,pengujian

tahanan isolasi dan tegangan tembus pada transformator.

-

Nilai kualitas transformator dianalisis dengan

metode Markov

berdasarkan data hasil tes DGA,

pengujian tegangan tembus, dan

tahanan isolasi.

(6)

(7)

4 Unsur

Sistem

Tenaga

Listrik

:

1. Pembangkit

Tenaga

Listrik

(PTL)

2. Sistem

Transmisi

3. Saluran

Distribusi

4. Pemakaian

Atas

Utilisasi

( Instalasi

Pemakaian

Tenaga

Listrik

)

4 Unsur

Sistem

Tenaga

Listrik

:

1. Pembangkit

Tenaga

Listrik

(PTL)

2. Sistem

Transmisi

3. Saluran

Distribusi

4. Pemakaian

Atas

Utilisasi

( Instalasi

Pemakaian

Tenaga

Listrik

)

(8)

Penampang Transformator Secara Umum Transformator mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga yang lainnya. Teg. Tinggi  Teg. Rendah ( Step Down )

Teg. Rendah  Teg Tinggi ( Step Up )

Bagian-bagian

Transformator:

-

Bagian

Utama

:

a.

Inti

Besi

b.

Kumparan

Transformator

c.

Minyak

Transformator

d.

Bushing

e.

Tangki

dan

Konsevator

-

Bagian

Bantu :

a.

Sistem

Pendingin

b.Peralatan

Proteksi

(9)

Transformator Tenaga

 Berfungi untuk menyalurkan tenaga / daya listrik dari tegangan tinggi ke teganganrendah

atau sebaliknya (menyalurkan tegangan)

 Macam-macam Transformator Tenaga :

a. Transformatorgenerator atau lebih dikenal dengan transformator penaik tegangan

b. Transformator transmisi digunakan untuk menyalurkandaya pada sistem transmisi

c. Transformator pengatur (control) digunakan sebagai pengatur tegangan

Transformator Distribusi  Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen

 Macam-macam Transformator Distribusi pada saluran udara : a. Conventional Transformer

b. Completely Self Protecting Transformer (CSP)

c. Completely Self Protecting for Secondary Banking

Transformer (CSPB)

Transformator Pengukuran

 Transformator yang khusus dipakai untuk pengukuran dan proteksi yaitu rele pengaman

 Terdiri atas :

a. Transformator Arus (Current Transformer)

(10)

Potensial Transformer

Potensial Transformer _{Current Transformer}_{Current Transformer}

Transformator Tenaga

(11)

Minyak transformator adalah minyak

mineral yang diperoleh dengan

pemurnian minyak mentah.

Dalam

pemakaiannya

,

karena

pengaruh

panas

dari

rugi

-

rugi

di

dalam

transformator

akan

timbul

hidrokarbon

.

(12)

M

inyak transformator

Fungsi dari minyak transformator adalah

sebagai :

1

1 .

.

Insulator

2.

2. Pendingin

Pendingin

3.

(13)

Proses terbentuknya gas dalam minyak

transformator

•

• Proses

Proses

over heating

•

• Proses pirolisis

Proses pirolisis

Penyebab utama terbentuknya gas-gas

•Thermal degradation

•Arcing

(14)

Dissolved Gas Analysis

Metode

laboratorium

yang

digunakan

untuk

menganalisis

gas

dalam

minyak

transformator

dengan

mengambil

sample

minyak

dari

transformator

,

kemudian

gas

terlarut

diekstrasi

,

dipisahkan

,

diidentifikasi

, dan

ditentukan

kwantitasnya

.

–

– Karbondioksida (CO2)Karbondioksida (CO2) –

– Karbonmonoksida (CO)Karbonmonoksida (CO) – – Hidrogen (H2)Hidrogen (H2) – – Asetilen (C2H2)Asetilen (C2H2) – – Etilen Etilen (C2H4)(C2H4) – – Metana (CH4)Metana (CH4) – – Etana (C2H6)Etana (C2H6)

(15)

(16)

Data pengujian minyak transformator ( Januari 2008 )

Jenis

Jenis gasgas ((Hasil Hasilppmppm)) KK

Hydrogen ( H2 ) Hydrogen ( H2 ) 20.0020.00 11 Carbon Monoxide ( CO ) Carbon Monoxide ( CO ) 5.25.2 11 Methane ( CH4 ) Methane ( CH4 ) 42.742.7 11 Carbon Dioxide ( CO2

Carbon Dioxide ( CO2

) ) 2547.852547.85 22 Ethylene ( C2H4 ) Ethylene ( C2H4 ) 1.991.99 11 Ethane ( C2H6 ) Ethane ( C2H6 ) 60.260.2 11 Acethylene Acethylene ( C2H2 )( C2H2 ) 0.000.00 11 TDCG TDCG 130.10130.10 11

Data pengujian tahanan isolasi transformator ( 2004 )

Tahanan

Tahanan isolasiisolasi 20042004 KK

Primery

Primery--groundground 10mnt10mnt 3500035000 11 Sekunder Sekunder- -ground ground 10mnt10mnt 3500035000 11 Primery Primery sekundery sekundery 10mnt10mnt 3500035000 11

Data pengujian tegangan tembus ( 2004 )

Teg

Teg Tembus Tembus Minyak

Minyak 20042004 KK

Minyak

Minyak Main Main Tank

Tank KV / KV / CmCm 3333 44 Minyak

(17)

Pembagian Kondisi Minyak Transformator Berdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm)

Jenis Gas Terlarut Kondisi

1 2 3 4 Hidrogen 100 700 1800 > 1800 Metanaa 120 140 1000 > 1000 Asetilen 35 50 80 > 80 Etilen 50 100 200 > 200 Etana 65 100 150 > 150 Karbonmonoksida 350 570 1400 > 1400 Karbondioksida 2500 4000 10000 > 10000 TDCG < 720 721-1920 1921-4630 > 4630

(18)

Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tahanan Isolasi (berdasarkan standar PLN dalam satuan MΩ)

Kondisi

1 2 3 4 5

21000 < 11000 - 21000 1000 - 11000 < 1000 F

Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus (berdasarkan standar PLN dalam satuan kV/cm)

Kondisi

1 2 3 4 5

(19)

Metode

Markov

_Markov

Metode

Markov

merupakan

suatu

proses

stokastik

dengan

menggunakan

pendekatan

peluang

suatu

kejadian

dalam

suatu

waktu

dimana

kejadian

masa

lalu

tidak

mempunyai

pengaruh

pada

masa

yang

akan

datang

bila

masa

sekarang

diketahui

.

Hasil

metode

Markov

adalah

karakteristik

dari

variabel

acak

peluang

suatu

kejadian

.

Dalam

tugas

akhir

ini

karakteristik

yang

dicari

adalah

:

1.

1. Keandalan

Keandalan

2.

(20)

Metode

Markov

_Markov

Keandalan

atau

r

ealibility

didefinisikan

sebagai

peluang

suatu

komponen

atau

sistem

memenuhi

fungsi

yang

dibutuhkan

dalam

periode

waktu

yang

diberikan

selama

digunakan

dalam

kondisi

beroperasi

.

Dengan

kata

lain

keandalan

berarti

peluang

tidak

terjadi

kegagalan

selama

(21)

Proses

Markov

Fungsi

Laju

Kegagalan

) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( t R t f t R dt t dR t    



Fungsi

Keandalan



















t

dt

t

R

0

'

)

'

(

exp

)

(



(22)

Proses

Markov

_Markov

•

• Dalam

Dalam

notasi

matriks

:

•

• atau

atau

:

       dt t dp dt t dp dt t dp₁( ) ₂( ) ₃( )





























2,1 2 2,3 3 , 1 2 , 1 1 3 2 1

(

)

(

)

(

)



t

p

t

p

t

p

A

t

p

dt

t

dp





(

)

(

(23)

 Kondisi 1 disimbolkan D1

 Kondisi pemfilteran disimbolkan F

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

Keandalan

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

Keandalan

λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan

dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b.

) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( t R t f t R dt t dR t    



Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCG

Data Laju Perubahan Kondisi TDCG

Perubahan Kondisi λ (kali/bulan) 1 - 3 0.017241379 1 - 2 0.010416667

(24)

Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari)

TDCG 1 - 3 58

Total 58

Rata-rata Total/jumlah 58

λ 1 - 3 0.017241379

TDCG 1 - 2 96

Total 96

λ 1 - 2 0.010416667

λ 3 - F 0.00091

Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram

pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar

berikut

(25)

Pemodelan Gas H₂ D1 D2 F Pemodelan Gas CO D1 D2 D3 F Pemodelan Gas CO₂ D1 D2 D3 F Pemodelan untuk TDCG D1 D2 D3 F

Untuk

gas dan

kondisi

yang lain perhitungan

sama

seperti

contoh

saat

perhitungan

TDCG

(26)

Pemodelan Gas C₂H₆ D1 D3 D4 F Pemodelan Gas C₂H₄ D1 D4 F Pemodelan Gas CH₄ D1 D2 D3 D4 F Pemodelan Gas C₂H₂ D1 D4 F

(27)

Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary Ground

D1 D2 D3 D4 F

Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Secondary Ground

D1 D2 D3 F

Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary-Secondary

D1 D2 D3 F

Pemodelan untuk Tegangan Tembus

(28)

Metode Markov

Ketersediaan atau

avaibility

didefinisikan sebagai peluang suatu

komponen atau sistem berfungsi

menurut kebutuhan pada waktu

tertentu saat digunakan dalam kondisi

beroperasi. Ketersediaan

diinterpretasikan sebagai peluang

beroperasinya komponen atau sistem

dalam waktu yang ditentukan.

(29)

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

Ketersediaan

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

Ketersediaan

Untuk perhitungan μ(laju perbaikan) sama seperti perhitungan λ, beda

dari μ

dan λ

adalah μ

laju perbaikan sedangkan λ

laju perburukan.

Data Laju Perubahan Kondisi TDCG

Perubahan Kondisi μ (kali/bulan) Perubahan Kondisi λ

(kali/bulan) 2 - 1 0.032258065 1 - 3 0.017241379 3 - 1 0.032258065 1 - 2 0.010416667

(30)

TDCG 1 - 3 58

Total 58

λ 1 - 3 0.017241379

TDCG 2 - 1 31

Total 31

μ 2 - 1 0.032258065

TDCG 1 - 2 96

Total 96