Analisis Performa Transformator GI Gandul 2 60 MVA Menggunakan Metode Indeks Kesehatan Transformator Berdasarkan Karakteristik Dissolved Gas Analysis

Analisis Performa Transformator GI Gandul 2 60 MVA Menggunakan Metode Indeks Kesehatan Transformator Berdasarkan Karakteristik Dissolved Gas Analysis

Muhammad Munawar1, Ir. I Made Ardita Y, M.T.2

Departemen Teknik Elektro, Universitas Indonesia, Depok 16424 Tel: (021) 78888805. Fax: (021) 78885656

Email: 1 _{awank.alhinduan@yahoo.com,} 2_{made@eng.ui.ac.id}

Abtrak  

Pada sistem pembangkitan, transmisi maupun distribusi sistem tenaga listrik, transformator merupakan salah satu aset yang paling berharga dan penting dalam penyaluran tenaga listrik. Kelangsungan operasi dari transformator sangat bergantung pada kualitas sistem isolasinya. Selama masa operasi transformator, minyak transformator akan mengalami degradasi atau pemburukan karena faktor temperatur yang tinggi serta reaksi kimia yang terjadi seperti oksidasi. Sehingga sangat penting untuk menjaga performa transformator pada sistem tenaga listrik. Skripsi ini membahas tentang kondisi performa transformator GI Gandul 2 60 MVA dimana dengan menggunakan karakteristik DGA dapat diketahui indeks performa transformator. Data diambil pada tahun 2012, 2013, dan 2014 dengan tujuan didapatkan trend performa transformator dari tahun sebelumnya sebagai evaluasi kondisi transformator. Kondisi performa transformator tahun 2012 sangat buruk dengan indeks performa 35% , tahun 2013 buruk dengan indeks perfoma 45%, dan tahun 2014 sangat buruk dengan indeks performa 0%. Dengan begitu didapatkan rata – rata indeks performa transformator 25% dengan kondisi sangat buruk dari tahun 2012 – 2014. Dengan diketahui kondisi performa transformator agar dapat menjadi evaluasi ke depannya untuk meningkatkan performa transformator sehingga kestabilan sistem tenaga listrik tetap terjaga.

Kata kunci : DGA, Key Gas, (%) DGAF, (%) HI

Transformator Performance Analysis of GI Gandul 2 60 MVA Using Health Index Transformator Method Based On DGA Characteristics

Abstract

In the generation, transmission, and distribution of electrical power system, transformers are the most valuable and important assets in electrical power system. The operation continuity of transformers are highly depends on the quality of insulation systems. During the service life of transformers, degradation and deterioration of the oil occurs because of high temperature and chemical reaction such as oxidation. So it is very important to maintain the performance of the transformer on the power system.This thesis discusses the performance conditions GI Gandul 2 transformer 60 MVA in which the DGA characteristics can be determined using the performance index of transformer. The data taken in 2012, 2013, and 2014 with the aim of transformer performance trends obtained from the previous year as the evaluation of the condition of the transformer. Conditions transformer performance in 2012 was poor, with 35% of the performance index, in 2013 poor performer with an index of 45%, and in 2014 was very bad with the performance index of 0%. With so obtained averages performance index of transformer 25% with a very poor condition from years 2012 to 2014. Transformer performance with known conditions that may be a future evaluations to improve the performance of the transformer so that the stability of the power system is maintained.

Pendahuluan

Pada sistem tenaga listrik banyak faktor yang mendukung agar terjaganya suatu kestabilan dan keandalan suatu sistem tersebut. Salah satunya yaitu transformator dimana performa harus selalu dijaga untuk kelangsungan stabilitas sistem tenaga listrik. Salah satu cara menjaga performa transformator yaitu pemantauan pada isolasinya, dimana isolasi menggambarkan area yang tidak boleh dilalui tegangan. Pada transformator terdapat dua isolasi, yaitu padat (kertas) dan cair (minyak transformator) dimana isolasi ini harus tetap terpantau dan dijaga agar fungsi dan keandalan dari tarfo tersebut tetap terjaga, sehingga secara tidak langsung juga menjaga agar kestabilan sistem tenaga listrik tetap terjaga pula.

Pada isolasi minyak transformator banyak terjadi indikator yang mengakibatkan terjadinya kegagalan isolasi, untuk itu perlu diadakan uji isolasi minyak transformator dengan berbagai karakteristiknya sehingga dapat diketahui kondisi transformator dari perubahan isolasi minyak yang terkandung gas terlarut. Apabila terjadi reduksi bahan dielektrik tersebut, perlu di purifikasi atau diganti dengan isolasi minyak yang baru. Sehingga sangat penting untuk di ketahui keadaan dari transformator, ini dilakukan untuk menjaga fungsi dan keandalan transformator tersebut sehingga mencegah adanya gangguan pada sistem tenaga listrik yang diakibatkan oleh kegagalan isolasi minyak transformator.

Metode Penelitian

Metodologi penelitian yang dilakukan secara analitik selama kegiatan pengambilan data ini adalah dengan studi literatur mengenai transformator daya, karakteristik dan pengujian DGA pada data sekunder dari PT PLN APP Cawang. Adapun pengujian DGA dilakukan pada minyak transformator daya (Generator Transformer 60 MVA) di GI Gandul transformator 2.

Analisi Data DGA

Setelah diketahui karakteristik dan jumlah dari gas-gas terlarut yang diperoleh dari sampel minyak, Terdapat beberapa metode untuk melakukan interpretasi data dan analisis seperti yang tercantum pada IEEE Std.C57 – 104.2008 yaitu: Gas Kunci (Key Gas), Roger’s

Ratio, dan Segitiga Duval.

Standar IEEE Std. C57 – 104.2008

IEEE telah menerapkan standarisasi untuk melakukan analisis berdasarkan jumlah gas terlarut pada sampel minyak, yaitu pada IEEE Std. C57 – 104.2008.

Gas Kondisi

1 Kondisi 2 Kondisi 3 Kondisi 4 Hidrogen (H2) 100 101 - 700 701 - 1800 >1800 Metana (CH4) 120 121 - 400 401 - 1000 >1000 Etana (C2H6) 65 66 - 100 101 - 150 >150 Etilen (C2H4) 50 51 - 100 101 - 200 >200 Asetilen (C2H2) 1 2 - 9 10 - 35 >35 Karbondioksida (CO2)* 2500 2500-4000 4001-10000 >10000 Karbonmonoksida (CO) 350 351 - 570 571 - 1400 >1400 TDCG 720 721–1920 1921- 4630 >4630 *_CO

2 tidak termasuk dalam penjumlahan TDCG karena tidak termasuk combustible gas

Jumlah gas terlarut yang mudah terbakar atau TDCG (Total Dissolved Combustible

Gas) akan menunjukkan apakah transformator yang diujikan masih berada pada kondisi

operasi normal, waspada, peringatan atau kondisi gawat/kritis. Sebagai catatan, hanya gas karbon dioksida (CO2) saja yang tidak termasuk kategori TDCG. IEEE membuat pedoman untuk mengklasifikasikan kondisi operasional transformator yang terbagi dalam empat kondisi, yaitu:

Kondisi 1, transformator beroperasi normal. Namun, tetap perlu dilakukan pemantauan kondisi gas-gas tersebut.

Kondisi 2, tingkat TDCG menunjukkan komposisi gas sudah melebihi batas normal. Ada kemungkinan timbul gejala kegagalan yang harus mulai diwaspadai. Perlu dilakukan pengambilan sampel minyak yang lebih rutin dan sering.

Kondisi 3, TDCG pada tingkat ini menunjukkan adanya dekomposisi dari isolasi kertas atau minyak transformator. Sebuah atau berbagai kegagalan mungkin sudah terjadi. Pada kondisi ini transformator sudah harus diwaspadai dan perlu perawatan lebih lanjut.

Kondisi 4, TDCG pada tingkat ini menunjukkan adanya dekomposisi/kerusakan pada isolator kertas atau minyak Transformator sudah meluas. Melanjutkan operasi Transformator akan mengarah pada kerusakan Transformator.

Standar IEEE merupakan standar utama yang digunakan dalam analisis DGA. Namun fungsinya hanyalah sebagai acuan, karena hanya menunjukkan dan mengggolongkan tingkat konsentrasi gas dan jumlah TDCG dalam berbagai tingkatan kewaspadaan. Standar ini tidak memberikan proses analisis yang lebih pasti akan indikasi kegagalan yang sebenarnya terjadi. Ketika konsentrasi gas terlarut sudah melewati kondisi 1 (TDCG > 720 ppm), maka perlu dilakukan proses analisis lebih lanjut untuk mengetahui indikasi kegagalan yang terjadi pada transformator.[1]

Gas Kunci (Key Gas)

Gas kunci didefinisikan oleh IEEE std.C57 – 104.2008 sebagai gas-gas yang terbentuk pada transformator pendingin minyak yang secara kualitatif dapat digunakan untuk menentukan jenis kegagalan yang terjadi, berdasarkan jenis gas yang khas atau lebih dominan terbentuk pada berbagai temperatur. Berikut ini jenis indikasi kegagalan dan kriteria berbagai kasus kegagalan transformator yang sering terjadi menurut analisis gas kunci.[1]

Tabel 6. Tabel Analisis Gas Kunci Standar IEEE Std. C57 – 104.2008

Gas Kunci Karakteristik Grafik

Etilen (C2H4) Termal – minyak

Dekomposisi menghasilkan Etilen dan Metana. Diikuti dengan jumlah gas Hidrogen dan Etana yang kecil. Sedikit Asetilen akan terbentuk jika kegagalan yang terjadi sangat besar atau kegagalan elektrik.

0   2   16   19   63   0   0   10   20   30   40   50   60   70   CO   H2   CH4   C2H6   C2H4   C2H2   %Combus(bles  

Overheated  Oil  

Gas  

Karbon-monoksida (CO)

Termal – Selulosa Jumlah yang besar dari Karbondioksida dan Karbon monoksida terbentuk dari pemanasan berlebih pada selulosa. Gas Hidrokarbon seperti metana dan etilen akan terbentuk jika kegagalan terkandung dalam struktur yang terendam minyak.

Hidrogen (H2) Elektrik-Partial discharge

Peluahan elektrik pada energy yang rendah akan menghasilakan Hidrogen dan Metana, dengan jumlah Etana dan Etilen yang kecil. Jumlah perbandingan antara Karbonmonoksida dan Karbondioksida akan muncul dari peluahan pada selulosa.

Asetilen (C2H2)

Elektrik-Arcing

Akan terbentuk Hidrogen dan Asitilen dalam jumlah besar, dengan jumlah Metana dan Etilen yang kecil. Karbondioksida dan Karbonmonoksida akan terbentuk juga jika kegagalan terjadi pada selulosa. Minyak akan akan terkarbonisasi 92   0   0   0   0   0   0   20   40   60   80   100   CO   H2   CH4   C2H6   C2H4   C2H2   %  Combus(bles  

Overheated  Cellulose  

Gas   0   85   13   1   1   0   0   20   40   60   80   100   CO   H2   CH4   C2H6   C2H4   C2H2   %  Combus(bles  

Par(al  discharge  in  oil  

Gas   0   60   5   ₂   3   30   0   50   100   CO   H2   CH4   C2H6   C2H4   C2H2   %  Combus(bles    

Arcing  in  oil  

Metodologi Analisa

Standar  IEEE  2008 Interpretasi Gas Kunci

Interpretasi Rasio Roger

Perhitungan % HIF dari % DGAF

Perhitungan % HI

Analisa kondisi transformator

Selesai Data DGA Transformator GI

Gandul 2 Mulai

Gambar 3. Diagram alur penilaian kondisi transformator berdasarkan data DGA

Langkah 1

Pada langkah 1 merupakan pengambilan data DGA pada transformator GI Gandul 2 pada tahun 2012, 2013 dan 2014.

Langkah 2

Pada langkah 2 metodologi ini berisi mengenai standar IEEE C57–104.2008, dimana dapat diketahui kondisi keadaan minyak transformator berdasarkan nilai TDCG. Dimana keadaan minyak transformator diklasifikasi pada kondisi 1,2,3 dan 4.

Langkah 3

Pada langkah 3 metodologi ini merupakan interpretasi dari data DGA dimana bertujuan untuk mengetahui indikasi kegagalan dengan metode gas dominan yang didapat (gas kunci). Gas kunci didapat dengan mengkonversi tiap nilai gas yang mudah terbakar (gas combustibles) dalam persentase terhadap nilai jumlah total gas

yang mudah terbakar ( TDCG). Sehingga dapat diketahui fenomena yang terjadi pada transformator dengan adanya gas kunci tersebut seperti pada tabel 3.6.[2]

Langkah 4

Pada langkah 4 metodologi ini merupakan interpretasi dari data DGA sama dengan langkah 3, tetapi dalam metode Rasio Roger juga berfungsi sebagai pelengkap metode Gas kunci. Maksudnya, apabila dengan metode gas kunci tidak dapat diketahui fenomena atau indikasi kegagalan pada table 3.6 maka dapat menggunakan metode Rasio Roger. Untuk mendapatkan indikasi kegagalan dari metode ini yaitu dengan cara sebagai berikut [2] :

1. Mencari rasio 1 (R1), rasio 2 (R2) dan rasio 5 (R5) R1 = CH4/H2

R2 = C2H2/C2H4

R5 = C2H4/C2H6

2. Melihat nilai R1,R2 dan R5 pada tabel berikut.

Tabel 7. Rasio Roger untuk gas kunci Standar IEEE Std. C57 – 104.2008

Kasus R2 (C2H2/C2H4) R1 (CH4/H2) R5 (C2H4/C2H6) Diagnosa kegagalan 0 <0.1 >0.1 - <1.0 <1.0 Unit normal 1 <0.1 <0.1 <1.0

Bunga api pada nergi yang rendah - peluahan 2 0.1 - 3.0 0.1 - 1.0 >3.0

Pelepasan bunga api pada energi yang tinggi 3 <0.1 >0.1 - <1.0 1.0 - 3.0 Pemanasan pada temperatur yang rendah 4 <0.1 >1.0 1.0 - 3.0 Pemanasan < 700 oC 5 <0.1 >1.0 >3.0 Pemanasan > 700 o_C

Jadi dengan langkah 3 dan 4 ini lebih menguatkan indikasi kegagalan yang terdeksi dengan adanya gas terlarut pada minyak transformator. Walaupun pada langkah 2 berada pada kondisi 1 (unit normal), tetap harus dilakukan pemantauan terhadap gas yang terlarut untuk mengetahui lebih spesifik adanya indikasi kegagalan yang bisa mempengaruhi performa dari transformator.[1]

Langkah 5

Pada langkah 5 metodologi ini merupakan perhitungan persentase faktor gas terlarut (% DGAF) dengan persamaan sebagai berikut [3]:

% 100 ) ( ) ( (%) 2 2 2 2 max × × × =

∑

∑

= = = = CO i H i I I CO i H i I I W S W S DGAF (1) Dimana :

(%) DGAF : perhitungan persentase faktor gas terlarut Si (Score) : penilaian kondisi pada tiap gas terlarut Wi (Weight) : bobot kondisi pada tiap gas terlarut S max i : nilai maksimum pada penilaian

Untuk mengetahui penilaian dan bobot pada masing - masing gas terlarut, dapat dilihat pada tabel 8 berikut :

Tabel 8. Penilaian dan bobot faktor gas terlarut

Gas Penilaian (Si) Bobot (Wi)

1 ( Baik) 2 3 4 5 6 (Buruk) (1-5) H2 ≤100 101 - 200 201 - 300 301 - 500 501 -700 >700 2 CH4 ≤75 76 - 125 126 - 200 201 - 400 401 - 600 >600 3 C2H6 ≤65 66 - 80 81 - 100 101 -120 121 - 150 >150 1 C2H4 ≤50 51 - 80 81 - 100 101 - 150 151 - 200 >200 3 C2H2 ≤3 4 - 7 8 - 35 36 - 50 51 - 80 >80 5 CO ≤350 351 -700 701 - 900 901-1100 1100-1400 >1400 1 CO2 ≤2500 ≤3000 ≤4000 ≤5000 ≤6000 >7000 1

Setelah didapatkan nilai (%) DGAF, maka dapat diklasifikasikan kondisi minyak transformator pada beberapa kondisi pada tabel berikut ini [3]:

Tabel 9. Perbandingan faktor indeks performa dengan (%) DGAF Faktor Indeks

Performa (HIF) Kondisi Deskripsi klasifikasi Warna

4 Baik DGAF ≤ 20% Hijau

2

Perlu

pemantauan 31% ≤ DGAF ≤ 40% Kuning

1 Buruk 41% ≤ DGAF ≤ 50% Oranye

0 Sangat buruk DGAF ≥ 50% Merah

Dari langkah 5 ini juga didapatkan nilai faktor indeks performa (HIF) berdasarkan nilai (%) DGAF. Dimana nilai (HIF) ini akan digunakan pada persamaan (%) HI pada langkah 6. [4]

Langkah 6

Pada langkah 6 metodologi ini merupakan perhitungan persentase indeks performa (%HI). Dimana terdapat persamaan yang digunakan sesuai kriteria kondisi transformator seperti pada tabel 10 berikut ini [4] :

Tabel 10. Metode pengujian dan faktor evaluasi keseluruhan kondisi transformator

No Kriteria kondisi transformator K HIF (4,3,2,1,0)

1 Gas terlarut (DGA) 10

2 Beban 10 3 Faktor daya 10 4 Scan termo 10 5 Kualitas minyak 8 6 Furan 6 7 Kondisi umum 1 8 Bushing 5

9 Penangkap petir (Surge arrester) 3

10 Tangki konservator 1

11 Tangki utama 1

12 Panas pada filter minyak 1 13 Radiator dan sistem pendingin 1 14 Pengontrol transformator 1 15 Pentanahan reactor (NGR) 1 16 Perlengkapan proteksi 1 17 Regulasi PT 1 18 OLTC 1 19 Pengendali OLTC 1

20 DGA pada OLTC 6

Untuk mendapatkan nilai (%) HI berdasarkan data DGA, maka digunakan persamaan sebagai berikut :

% 100 ) ( ) ( 6 . 0 (%) max 17 1 17 1 × ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ × × =

∑

∑

= = = = HIF K HIF K HI _j j j j j j j (2) Dimana :

(%) HI : persentase indeks performa

Kj : konstanta pada kriteria kondisi transformator

HIFJ : faktor indeks performa pada kriteria kondisi transformator (tabel 3.9)

HIFmax : faktor indeks performa maksimum (tabel 3.9)

Setelah didapat nilai (%) HI, maka dapat diklasifikasikan kondisi performa transformator pada tabel berikut ini [5] :

Tabel 11. Indeks performa transformator secara keseluruhan

(%) HI Kondisi Tindakan

Warna klasifikasi 86 - 100 Sangat baik Perawatan normal Hijau

71 - 85 Baik Perawatan normal Biru

51 - 70 Dapat diterima Meningkatkan pengujian/diagnosa Kuning 31 - 50 Buruk Memulai perencanaan

penanganan resiko Oranye 0 - 30 Sangat buruk Penanganan dan penilaian resiko Merah Langkah 7

Pada langkah 7 metodologi ini merupakan analisa dari masing – masing data DGA untuk mengetahui performa transformator dari tahun 2012 – 2014 dan perubahan performa transformator.

Data Transformator GI Gandul – APP Cawang Transformator : 2

Merk : ALSTHOM

Nomer seri : 217312-02 Rasio Tegangan : 150/20 kV Kapasitas : 60 MVA Kapasitas Minyak : 13500 kg Keterangan : RST

Tabel 12. Data DGA GI Gandul 2 60 MVA pada tahun 2012, 2013 dan 2014 [6]

Gas 2012 2013 2014

Hidrogen (H2)* 117.3 177.9 9492.8

Oksigen (O2) 14510 1634.8 183.7

Nitrogen (N2) 78170 176879.6 13043.8

Metana (CH4)* 498.5 222 747.5

Karbon monoksida (CO)* 0 161.7 433.1

Karbon dioksida (CO2) 3029 307.6 1897.1

Etilen (C2H4)* 37.3 0 60.9

Etana (C2H6)* 27.6 66.9 302.3

Asetilen (C2H2)* 1.7 0 0

TDCG 682.4 628.5 11036.6

Catatan: *Gas yang mudah terbakar

Analisa Tahun 2012

1. Standar IEEE 2008

Gambar 4. Persentase DGA pada tahun 2012

H2     CH4     CO     C2H4     C2H6     C2H2     Batas  Normal   13.89%   16.67%   48.61%   6.94%   9.03%   0.14%   NilaI  DGA  tahun  2012   17.19%   73.05%   0%   5.47%   4.04%   0.25%  

0.00%   10.00%   20.00%   30.00%   40.00%   50.00%   60.00%   70.00%   80.00%   %  combus(bles  

Dengan menggunakan standart IEEE C57–104.2008 didapatkan pada hasil uji DGA tahun 2012 berada pada kondisi 1 yaitu masih dalam batas keadaan normal dengan nilai TDCG 682.4. Namun perlu dilakukan diagnosa pada gas-gas yang muncul dengan metode sebagai berikut :

1. Gas kunci

Dengan menggunakan metode gas kunci didapatkan CH4 sebesar 73.05% pada gambar

4.5 walau terdapat indikasi gas metana (CH4) yang besar akan tetapi gas kunci ini tidak dapat

diinterpretasikan fenomena kegagalan pada minyak transformator.

2. Rasio Roger

Untuk melihat kemungkinan adanya indikasi kegagalan yang tidak didapat pada gas kunci, digunakan Rasio Roger dengan perbandingan beberapa parameter gas sebagai berikut :

R1 = CH4/H2 = 498.5/117.3 = 4.25

R2 = C2H2/C2H4 = 1.7/37.3 = 0.05

R5 = C2H4/C2H6 = 37.3/27.6 = 1.35

Dengan nilai R1,R2 dan R5 pada tabel 3.7 termasuk dalam kasus 4 yaitu indikasi kesalahan pada panas suhu di bawah 700o C. Jadi walaupun kondisi minyak masih dalam keadaan normal pada kondisi 1, perlu diadakan pemantauan dari masing-masing gas yang muncul untuk mencegah terjadinya kegagalan.

2. Indeks Performa Transformator

Untuk mengetahui kondisi transformator menggunakan DGA , di gunakan 2 tahapan yaitu menggunakan faktor indeks performa dari DGA ( HIF ) dan tahap kedua yaitu menggunakan Indeks performa kondisi Transformator ( HI ).

1. Tahap ke-1 ( HIF )

Mencari nilai % Faktor DGA (% DGAF ) menggunakan persamaan (3.1).

% 100 ) ( ) ( (%) 2 2 2 2 max × × × =

∑

∑

= = = = CO i H i I I CO i H i I I W S W S DGAF

Tabel 13. Data (%)DGAF tahun 2012 Gas Konsentrasi (ppm) Skor (Si) Bobot (Wi) Skor maksimum (Smax) Si x Wi Smax x Wi H2 117.3 2 2 6 4 12 CH4 498.5 5 3 6 15 18 C2H6 27.6 1 1 6 1 6 C2H4 37.3 1 3 6 3 18 C2H2 1.7 1 5 6 5 30 CO 0 1 1 6 1 6 CO2 3029 3 1 6 3 6 Jumlah 32 96 (%)DGAF 33.33%

Dengan melihat tabel 3.9, didapatkan nilai HIF sebesar 2 dengan kondisi perlu pemantauan terhadap minyak transformator berdasarkan nilai (%) DGAF sebesar 33.33%.

2. Tahap ke-2 ( %HI )

Dimana dengan nilai HIF sebesar 2 dapat diketahui kondisi keseluruhan transformator menggunakan persamaan (3.2). % 30 % 100 ) 4 10 ( ) 2 10 ( 6 . 0 % 100 ) ( ) ( 6 . 0 (%) max 17 1 17 1 = × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × = × ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ × × =

∑

∑

= = = = HIF K HIF K HI _j j j j j j j

Dengan melihat (%) HI yang didapatkan sebesar 30%, maka dapat ditentukan kondisi transformator secara keseluruhan berdasarkan parameter DGA pada tabel 3.11 yaitu sangat buruk . Dengan melihat tabel tersebut dapat diambil tindakan yaitu penilaian dan penanganan resiko terhadap transformator GI Gandul 2 pada hasil uji DGA tahun 2012.

Analisa tahun 2013

1. Standar IEEE 2008

Gambar 5. Persentase DGA pada tahun 2013

Dengan menggunakan standart IEEE C57–104.2008 didapatkan pada hasil uji DGA tahun 2013 berada pada kondisi 1 yaitu masih dalam batas keadaan normal dengan nilai TDCG 628.5. Namun perlu dilakukan diagnosa pada gas-gas yang muncul dengan metode sebagai berikut :

1. Gas kunci

Dengan menggunakan metode gas kunci didapatkan CH4 sebesar 35.33% pada gambar

4.6 , dibandingkan dengan tahun 2012 terdapat penurunan gas kunci metana (CH4) sebesar

37.72% dan TDCG sebesar 53.9. Ini menunjukan bahwa sudah ada tindak lanjut terhadap gas kunci dan indikasi gas lainnya pada tahun 2012, namum terdapat kenaikan pada gas hidrogen (H2) sebesar 11.12% .

2. Rasio Roger

R1 = CH4/H2 = 222/177.9 = 1.25

R2 = C2H2/C2H4 = 0/0 = 0

R5 = C2H4/C2H6 = 0/66.9 = 0

Dengan nilai R1,R2 dan R5 pada tabel 3.7 termasuk dalam kasus 0, yaitu minyak Transformator dalam kondisi normal.

H2     CH4     CO     C2H4     C2H6     C2H2     Batas  Normal   13.89%   16.67%   48.61%   6.94%   9.03%   0.14%   Nilai  DGA  tahun  2013   28.31%   35.33%   25.73%   0%   10.64%   0%  

0.00%   10.00%   20.00%   30.00%   40.00%   50.00%   60.00%   %  combus(bles  

2. Indeks Performa Transformator 1. Tahap ke-1 (HIF)

Mencari nilai % Faktor DGA (% DGAF ) menggunakan persamaan (3.1).

% 100 ) ( ) ( (%) 2 2 2 2 max × × × =

∑

∑

= = = = CO i H i I I CO i H i I I W S W S DGAF

Tabel 14. Data DGAF tahun 2013

Gas Konsentrasi (ppm) Skor (Si) Bobot (Wi) Skor maksimum (Smax) Si x Wi Smax x Wi H2 177.9 2 2 6 4 12 CH4 222 4 3 6 12 18 C2H6 66.9 2 1 6 2 6 C2H4 0 1 3 6 3 18 C2H2 0 1 5 6 5 30 CO 161.7 1 1 6 1 6 CO2 307.6 1 1 6 1 6 Jumlah 28 96 (%)DGAF 29.17%

Dengan melihat tabel 3.9 didapatkan nilai HIF sebesar 3 dengan kondisi normal dan masih bisa diterima pada minyak Transformator berdasarkan nilai (%) DGAF sebesar 29.17%.

2. Tahap ke-2 ( %HI )

Dimana dengan nilai HIF sebesar 3 dapat diketahui kondisi keseluruhan transformator menggunakan persamaan (3.2).

% 45 % 100 ) 4 10 ( ) 3 10 ( 6 . 0 % 100 ) ( ) ( 6 . 0 (%) max 17 1 17 1 = × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × = × ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ × × =

∑

∑

= = = = HIF K HIF K HI _j j j j j j j

Dengan melihat (%) HI yang didapatkan sebesar 45%, maka dapat ditentukan kondisi transformator secara keseluruhan berdasarkan parameter DGA pada tabel 3.11 yaitu kurang baik . Dengan melihat tabel tersebut dapat diambil tindakan yaitu dengan memulai perencanaan penangan dengan adanya pemantauan rutin terhadap transformator GI Gandul 2 pada hasil uji DGA tahun 2013.

Analisa tahun 2014 1. Standar IEEE 2008

Gambar 6. Persentase DGA pada tahun 2014

Dengan menggunakan standart IEEE C57–104.2008 didapatkan pada hasil uji DGA tahun 2014 berada pada kondisi 4 yaitu akan mengakibatkan kegagalan transformator apabila transformator masih berlanjut dengan nilai TDCG 11036.6. 1. Gas kunci

Dengan menggunakan metode gas kunci didapatkan hidrogen (H2) sebesar 86.01%

pada gambar 4.7 , didapatkan nilai (H2) dari tahun 2012-2014 semakin naik. Dibandingkan

dengan tahun 2013 terdapat kenaikan gas kunci hidrogen (H2) sebesar 57.7% dan kenaikan

nilai TDCG sebesar 10408.1. Ini menunjukan bahwa ada indikasi kegagalan yang mengakibatkan munculnya gas (H2) yang sangat tinggi nilainya akibat terjadinya fenomena

partial discharge pada minyak Transformator.

H2     CH4     CO     C2H4     C2H6     C2H2     Batas  Normal   13.89%   16.67%   48.61%   6.94%   9.03%   0.14%   Nilai  DGA  tahun  2014   86.01%   6.77%   3.92%   0.55%   2.74%   0%  

0.00%   10.00%   20.00%   30.00%   40.00%   50.00%   60.00%   70.00%   80.00%   90.00%   100.00%   %  combus(bles  

2. Rasio Roger

R1 = CH4/H2 = 747.5/9492.8 = 0.08

R2 = C2H2/C2H4 = 0/60.9 = 0

R5 = C2H4/C2H6 = 60.9/302.3 = 0.2

Dengan nilai R1,R2 dan R5 pada tabel 3.7 termasuk dalam kasus 1, yaitu diagnosa kesalahan disebabkan oleh adanya energi arcing yang rendah sampai terjadinya partial discharge.

2. Indeks Performa Transformator 1. Tahap ke-1 (HIF)

Mencari nilai % Faktor DGA (% DGAF ) menggunakan persamaan (3.1).

% 100 ) ( ) ( (%) 2 2 2 2 max × × × =

∑

∑

= = = = CO i H i I I CO i H i I I W S W S DGAF

Tabel 15. Data DGAF tahun 2014 Gas Konsentrasi _(ppm) Skor _(Si) Bobot _(Wi)

Skor maksimum (Smax) Si x Wi Smax x Wi H2 9492.8 6 2 6 12 12 CH4 747.5 6 3 6 18 18 C2H6 302.3 6 1 6 6 6 C2H4 60.9 2 3 6 6 18 C2H2 0 1 5 6 5 30 CO 433.1 2 1 6 2 6 CO2 1897.1 1 1 6 1 6 Jumlah 50 96 (%)DGAF 52.08%

Dengan melihat tabel 3.9, didapatkan nilai HIF sebesar 0 dengan kondisi sangat buruk pada minyak Transformator berdasarkan nilai (%) DGAF sebesar 52.08%.

2. Tahap ke-2 ( %HI )

Dimana dengan nilai HIF sebesar 0 dapat diketahui kondisi keseluruhan transformator menggunakan persamaan (3.2).

% 0 % 100 ) 4 10 ( ) 0 10 ( 6 . 0 % 100 ) ( ) ( 6 . 0 (%) max 17 1 17 1 = × ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ × × = × ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ × × =

∑

∑

= = = = HIF K HIF K HI _j j j j j j j

Dengan melihat (%) HI yang didapatkan sebesar 0%, maka dapat ditentukan kondisi transformator secara keseluruhan berdasarkan parameter DGA pada tabel 3.11 yaitu sangat buruk . Dengan melihat tabel tersebut dapat diambil tindakan yaitu dengan penangan berdasarkan kegagalan yang terjadi pada transformator GI Gandul 2 pada hasil uji DGA tahun 2014.

Analisa kondisi Transformator tahun 2012-2014

Gambar 7. Kondisi keseluruhan Transformator GI Gandul 2 150/20 kV 60 MVA

Dari hasil uji DGA tahun 2012 – 2014 didapatkan kondisi keseluruhan Transformator GI Gandul 2 150/20 kV 60 MVA sangat buruk dengan nilai rata-rata (%) HI sebesar 25%. Dari tahun 2013 di bandingkan dengan tahun 2012, terdapat kenaikan performa Transformator dimana hasil (%) HI naik sebesar 15% dan ini menunjukan sudah ada tindakan dari indikasi gas kunci pada tahun 2012 yaitu metana (CH4) menurun sebesar 276.5 ppm pada

tahun 2013. Namun pada tahun 2014 di bandingkan dengan tahun 2013 terjadi penurunan

2012   2013   2014   %HI   30%   45%   0%   Gas  Kunci  CH4   73.19%   35.33%   6.77%   Gas  Kunci  H2   17.19%   28.31%   86.01%   sangat   buruk   buruk   sangat   buruk   CH₄   CH₄   CH₄   H₂   H2   H2   0%   10%   20%   30%   40%   50%   60%   70%   80%   90%   100%  

persentase  indeks  kesehatan  trafo  

(%HI)

 

Performa  Transformator  GI  Gandul  60  

MVA  Dan  Gas  Kunci  

performa Transformator yang signifikan, ini ditunjukkan dengan nilai (%) HI sebesar 45% pada tahun 2013 menjadi 0% pada tahun 2014.

Dengan melihat perbandingan hasil uji DGA dari tahun 2012 – 2014 dapat diketahui bahwa gas dominan dari tahun 2012 – 2014 adalah gas hidrogen (H2). Ini dikarenakan gas

hidrogen (H2) dari tahun 2012 – 2014 memiliki kecenderungan naik dan klimaksnya pada

tahun 2014 terjadi fenomena partial discharge dimana terdapat indikasi kenaikan gas hidrogen (H2) yang tinggi dan berada pada kondisi 4. Hal ini yang mempengaruhi indeks

performa Transformator menurun dan terdeteksi adanya kegagalan isolasi minyak pada Transformator GI Gandul 2 150/20 kV 60 MVA di tahun 2014. Dengan melihat histori dari performa transformator dari tahun ke tahun, diharapkan bisa sebagai evaluasi kedepannya untuk meningkatkan performa transformator sehingga kestabilan sistem tenaga listrik dalam distribusi khususnya transformator tetap terjaga.

Kesimpulan

Performa dari tahun 2012 – 2014 maka didapatkan kecenderungan performa transformator yang semakin menurun. Dimana didapatkan rata-rata indeks performa transformator 25% dengan kondisi sangat buruk. Dari tahun 2012 performa transformator sangat buruk dengan nilai 30% dan gas kunci metana (CH4) sebesar 73.05% dan indikasi gas

hidrogen (H2) sebesar 17.19%. Kemudian pada tahun 2013 performa transformator naik

menjadi buruk dengan nilai 45% dan gas kunci metana (CH4) sebesar 35.33%, hal ini

dikarenakan ada tindakan maintanance atas gas kunci pada tahun 2012 akan tetapi gas hidrogen (H2) semakin naik dengan nilai 28.31% . Namun pada tahun 2014 performa turun

signifikan dengan nilai 0% dikarenakan indikasi gas hidrogen (H2) yang tinggi 86.01% dan

nilai TDCG 11036.6 dengan level kondisi 4 ini mengakibatkan terjadinya kegagalan transformator.

Perubahan performa transformator dipengaruhi berbagai karakteristik, salah satunya dengan karakteristik DGA. Dimana indikasi gas kunci dan nilai TDCG berbanding terbalik dengan performa transformator. Dengan melihat gas dominan dari tahun 2012 – 2014 yaitu didapatkan gas hidrogen (H2) yang mempunyai kecenderungan naik dari interval waktu 3

tahun. Namun kenaikan gas hidrogen (H2) ini tidak diantisipasi karena masih pada keadaan

normal dan klimaksnya terjadi pada tahun 2014 terjadi kegagalan transformator dengan gas kunci hidrogen (H2) sebesar 86.01% dengan nilai TDCG 11036.6. Sehingga dengan

didapatkannya gas dominan dari hasil perbandingan data DGA sebelumnya dapat dijadikan salah satu parameter evaluasi untuk menghindari terjadinya kegagalan kedepannya

Daftar Referensi

[1] IEEE Std C57.104.2008 IEEE Guide for the interpretation of Gases Generated in

Oil-Immersed Transformers. New York : IEEE 3 Park Avenue.

[2] Cattareeya Adsoongnoen, Ekkachai Chaidee & Thanaponh Suwanasri. (2008). Failure

Statistics and Power Transformer Condition Evaluation By Dissolved Gas Analysis Technique. Beijing : International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis.

[3] Rattanakorn Phadungthin & Juthathip Haema. (2012). Power Transformer Condition

Evaluation by the Analysis of DGA methods. Bangkok, Thailand : King Mongkut’s Unicersity

of Technology North Bangkok.

[4] Rattanakorn Phadungthin & Juthathip Haema. (2012). Condition Assessment of the Healt

Index for Power Transformer. Bangkok, Thailand : King Mongkut’s Unicersity of

Technology North Bangkok.

[5] R. Phadungthin & J. Haema. (2013). Developtment of Condition Evaluation for Power

Transformer Maintenance. Bangkok, Thailand : King Mongkut’s Unicersity of Technology

North Bangkok.

[6] APP Cawang. (2014). Laporan Analisa Gas Terlarut Dalam Minyak Trafo. Cawang : PT PLN (Persero) P3B APP Cawang Pemeliharaan