49 BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Transformator Distribusi 4.1.1 Umum
Pada sistem distribusi, Transformator digunakan untuk menurunkan tegangan penyaluran 20 kV ke tegangan pelayanan 400 / 231 V. Untuk fungsi tersebut, Transformator dapat berupa Transformator satu fase (Gambar 4.1) atau tiga fase (Gambar 4.2) dengan berbagai Kelompok Vektor. Berikut ini merupakan Gambaran dari kedua penjelasan Trafo tersebut.
Gambar 4.1 Trafo satu Fase Gambar 4.2 Trafo tiga Fase Secara umum untuk Transformator fasa tiga dengan kapasitas ≤ 160 kVA memiliki hubungan vektor Yzn5 sedangkan untuk Kapasitas > 160 KVA memiliki hubungan vektor Dyn5 (berdasarkan SPLN 50 tahun 1982 dan 1997, serta SPLN D3.002-1 : 2007)
4.1.2 Umur Transformator Distribusi
Umur Transformator merupakan fungsi dari umur sistem insulasinya. Umur insulasi didefinisikan berakhir bila kekuatan mekanikalnya telah menurun hingga 50% kekuatan awal. Pada batas ini Transformator masih dapat beroperasi namun rentan terhadap berbagai gangguan. Untuk kelas suhu insulasi A, seperti halnya Transformator distribusi yang umum digunakan di PLN, penurunan ini dicapai pada 180.000 jam (20,55 tahun)
50
bila Transformator dioperasikan pada kapasitas beban penuh secara berkelanjutan. Sistem insulasi didesain untuk beroperasi pada suhu belitan rata 65°C dan suhu belitan hottest-spot 80°C di atas suhu ambien rata-rata 30°C. Dengan kondisi ini, suhu operasi Transformator adalah:
- 65°C kenaikan suhu rata + 30°C suhu ambien = 95°C suhu rata-rata belitan
- 80°C kenaikan spot + 30°C suhu ambien = 110°C suhu hottest-spot
Secara operasional, umur Transformator akan ditentukan oleh suhu pada konduktor belitannya yang disebabkan oleh pembebanan pada Trafo itu sendiri. Suhu yang melebihi batas kemampuannya akan mempercepat umur Transformator dan sebaliknya. Gambar 4.3 berikut ini merupakan kurva umur operasi Trafo vs suhu belitan.
20,55 tahun 117 10,17 tahun 103 42,60 tahun 100 1.000 10.000 100.000 1.000.000 10.000.000 80 90 100 110 120 130 140 150 Suhu [°C] Um ur tr af o [ja m ]
Gambar 4.3 Kurva umur Transformator vs suhu belitan
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa untuk variasi suhu 7°C dari batas suhu operasi akan terjadi faktor kelipatan dua. Pada suhu 117°C, umur Transformator akan berkurang separuhnya akibat penuaan progresif oleh suhu tinggi terhadap sistem insulasi, sedangkan pada suhu belitan 107°C umur akan lebih panjang dua kalinya.
51
Pembebanan yang berlebihan pada Trafo (Overload), akan mengakibatkan panas berlebih pada transformator dimana akan mempercepat proses oksidasi pada minyak. Hasil oksidasi inilah sebagai pemicu pengikisan unsur logam hingga pada akhirnya penurunan kemampuan isolasi yang berujung pada kerusakkan Trafo.
Selain itu pula, dengan adanya thermal stress yang sangat tinggi tersebut akan merusak kertas isolasi pada Trafo itu sendiri. Gambar 4.4 berikut ini merupakan contoh figur kerusakan isolasi Trafo (kraft paper) pada suhu 150oC yang terendam dalam mineral oil (minyak Trafo) dengan variabel waktu:
Gambar 4.4 Figur penuaan kertas isolasi Trafo
Dari contoh figur diatas bisa dilihat bahwa ketika isolasi menerima suhu berlebih (150oC), akan mengalami penurunan kualitas yang sangat
signifikan yaitu dalam waktu kurang dari 6 bulan.
4.2 Gangguan Transformator Distribusi Tahun 2013
4.2.1 Data dan Evaluasi Gangguan Trafo Berdasarkan Kapasitas
Tabel 4.1 dan Gambar 4.5 berikut ini merupakan data jumlah gangguan Trafo distribusi yang terjadi selama periode tahun 2013 berdasarkan kapasitas Trafo (KVA).
Tabel 4.1 Data Jumlah Gangguan Trafo Tahun 2013 Berdasarkan Kapasitas NO KAPASITAS TRAFO JUMLAH GANGGUAN (UNIT)
1 315 KVA 1
2 400 KVA 4
52
Gambar 4.5 Grafik Persentase gangguan Trafo tahun 2013 berdasarkan Kapasitas
Dari data-data di atas terlihat bahwa Trafo distribusi yang paling sering terganggu adalah Trafo dengan kapasitas 400 kVA yaitu sebanyak 4 Unit dengan persentase sebesar 80 % dan Trafo 315 KVA sebanyak 1 unit dengan persentase 20 %. Dengan demikian diperlukan perhatian Khusus pada Trafo dengan Kapasitas tersebut.
4.2.2 Data dan Evaluasi Gangguan Trafo Berdasarkan Usia Trafo Tabel 4.2 dan Gambar 4.6 berikut ini merupakan data jumlah gangguan Trafo distribusi yang terjadi selama periode tahun 2013 berdasarkan Usia Trafo.
Tabel 4.2 Data jumlah gangguan Trafo tahun 2013 berdasarkan Usia Trafo
NO GARDU TAHUN
PEMBUATAN USIA (TAHUN)
1 PM 165 A 1995 19
2 PM 305 2012 2
3 CGR 16 2001 13
4 PM 139 B 2005 9
53
0 1 2 3
< 5 Tahun 5-10 Tahun 11-20 Tahun > 20 Tahun
1 1
3
0
Gambar 4.6 Grafik Persentase gangguan Trafo tahun 2013 berdasarkan Usia Trafo
Berdasarkan Usianya, dapat dilihat bahwa Trafo distribusi yang paling sering terganggu adalah Trafo dengan usia diantara 11 hingga 20 tahun yaitu sebanyak 3 unit atau dengan persentase sebesar 60 %. Trafo tersebut berarti sudah beroperasi ± setengah dari Konsep Umur Normal Trafo distribusi (20,55 tahun). Dengan demikian diperlukan strategi pengelolaan khusus pada Trafo dengan Usia tersebut.
4.2.3 Data dan Evaluasi Gangguan Trafo Berdasarkan Tipe Bushing Tabel 4.3 dan Gambar 4.7 berikut ini merupakan data jumlah gangguan Trafo distribusi berdasarkan tipe Bushing yang terganggu yaitu Tipe Indoor atau Outdoor.
Tabel 4.3 Data jumlah gangguan Trafo tahun 2013 berdasarkan tipe bushing
NO GARDU Tipe Bushing
1 PM 165 A Outdoor
2 PM 305 Outdoor
3 CGR 16 Outdoor
4 PM 139 B Oudoor
54 0 5 Indoor Outdoor 0 5
Gambar 4.7 Persentase gangguan trafo tahun 2013 berdasarkan tipe bushing Dari data-data diatas terlihat bahwa keseluruhan gangguan Trafo terjadi pada Trafo pasangan luar (Outdoor) yaitu sebanyak 5 Unit atau dengan persentase sebesar 100 % dari total gangguan. Hal ini menunjukkan bahwa Trafo yang sering terganggu adalah Trafo Distribusi yang dipasang pada Gardu pasangan luar sehingga perlu perhatian khusus dalam pengelolaan dan kegiatan pemeliharaannya.
4.2.4 Data dan Evaluasi Gangguan Trafo Berdasarkan Penyebab
Berdasarkan Penyebabnya, Gangguan Trafo distribusi Area Ciputat Posko Cinere secara keseluruhan diakibatkan oleh Kondisi Pembebanan yang tidak baik yaitu Beban berlebih (Overload) maupun beban tidak seimbang (Unbalance) seperti yang terdapat pada Tabel 4.4 dan Gambar 4.8 dibawah ini.
Tabel 4.4 Data Jumlah gangguan Trafo berdasarkan Kondisi beban
NO GARDU prosentase pembebanan (%) Unbalance (%) 1 PM 165 A 86 34 2 PM 305 102 13 3 CGR 16 42 47 4 PM 139 B 93.7 17 5 PM 161 DD 93 20
55 0 20 40 60 80 100 120 PM 165 A PM 305 CGR 16 PM 139 B PM 161 DD 86 102 42 93.7 93 34 13 47 17 20 Pembebanan Unbalance
Gambar 4.8 Grafik Persentase gangguan Trafo tahun 2013 berdasarkan kondisi beban
Dari Tabel 4.4 dan Gambar 4.8 diatas dapat dilihat bahwa 4 unit atau sebesar 80 % Trafo terganggu disebabkan oleh beban berlebih (Overload) dan 1 unit oleh beban tidak seimbang (Unbalance). Dengan demikian diperlukan perhatian khusus terhadap Trafo Overload di Area Ciputat Posko Cinere, mengingat berdasarkan Ketetapan PLN dibatasi Maksimum sebesar 80 % untuk pembebanan Trafo dan 25 % untuk beban tidak seimbang.
4.2.5 Data dan Evaluasi Gangguan Trafo Berdasarkan Akibat Kerusakkan
Tabel 4.5 dan Gambar 4.9 berikut ini merupakan data jumlah gangguan Trafo distribusi berdasarkan akibat kerusakan (fisik).
Tabel 4.5 Data jumlah gangguan Trafo berdasarkan akibat kerusakan (fisik)
NO GARDU Akibat
1 PM 165 A Hubung Singkat TM – Body 2 PM 305 Hubung Singkat TM – Body 3 CGR 16 Hubung Singkat TM – Body
4 PM 139 B TM – TR Zero
56 1; 20% 4; 80% Hubung Singkat TM-TR
Hubung Singkat TM-Body Hubung Singkat TR-Body
Hubung Singkat TM-TR-Body
Kumparan Putus Oli Bocor/Rembes
Acessoris (Bushing, tap changer dll)
Overheat (Body gembung,Meledak)
Kegagalan Proteksi Lain-Lain
Gambar 4.9 Grafik Persentase gangguan Trafo berdasarkan akibat kerusakan (fisik)
Berdasarkan Kerusakkan Fisik, secara keseluruhan gangguan Trafo tahun 2013 mengakibatkan terjadinya hubung singkat antar belitan Trafo baik sisi Primer dengan sekunder maupun Body. Dengan demikian dapat diketahui bahwa komponen yang mengalami kerusakkan adalah isolasi trafo (Kertas Isolasi maupun Minyak Trafo) yang tidak lain disebabkan oleh Pembebanan berlebih.
4.3 Analisa Penyelesaian Masalah Gangguan Trafo dengan metode RCPS (Route Cause Problem Solving)
Berdasarkan Data dan Evaluasi seputar Gangguan Trafo yang terjadi selama tahun 2013 yang terdapat pada bagian 4.2.1 hingga 4.2.5 maka dapat dicari akar permasalahannya untuk dibuatkan inisiatif perbaikannya seperti gamabr dibawah ini :
RCPS 1
57
RCPS 2
Gambar 4.11 RCPS 2 Gangguan Trafo Distribusi
RCPS 3
58
RCPS 4
Gambar 4.13 RCPS 4 Gangguan Trafo Distribusi 4.4 Inisiatif Perbaikan dan Prioritasisasi
Berdasarkan analisa akar masalah yang terdapat pada bagian 4.2.1 hingga 4.2.5 maka didapatkan Inisiatif perbaikan untuk menyelesaikan masalah sebagai berikut :
a. Melakukan Pecah Beban Gardu, Uprating kapasitas Trafo, pembangunan Gardu dan Trafo Sisip
b. Membentuk Tim Reksis antar bidang c. Melakukan Pemerataan beban
d. Melakukan in house training kepada Yantek (Petugas Inspeksi)
e. Memberi denda dan peringatan kepada Vendor Yantek untuk melengkapi kebutuhan material dan peralatan revisi dan inspeksi sesuai kontrak
f. Membentuk tim dan melaksanakan inspeksi oleh pegawai
g. Melakukan Assessment Trafo Distribusi (Penilaian Kondisi Trafo) h. Memperkuat Kontrak dan SLA Pekerjaan Yantek
59
j. Membuat perencanaan dan permintaan kebutuhan material Trafo pengganti secara optimal
Dari inisiatif-inisiatif perbaikan tersebut, diperlukan prioritasi inisiatif berdasarkan tingkat kemudahan (Easy) dan hasil (Impact) yang akan didapatkan apabila inisiatif tersebut dilakukan. Tabel 4.6 dan Gambar 4. 14 berikut ini merupakan Prioritasi inisiatif penurunan gangguan Trafo berdasarkan hasil analisa.
60
Gambar 4.14 Matrix Prioritasisasi inisiatif penurunan gangguan trafo
4.5 Trafo Overload
Jika dilihat dari Konsep umur trafo pada bagian 4.1.2, trafo yang dibebani secara overload akan berhubungan langsung terhadap kenaikan suhu (belitan dan isolasi) yang berdampak pada kerusakan belitan dan kertas isolasi trafo. Selain itu juga Pembebanan yang berlebihan (Overload) akan mengakibatkan panas berlebih pada transformator dimana akan mempercepat proses oksidasi pada minyak yang memicu pengikisan unsur logam hingga pada akhirnya penurunan kemampuan isolasi yang berujung pada kerusakkan Trafo.
Berdasarkan Analisa dan Evaluasi penyebab gangguan Trafo tahun 2013 dapat diketahui bahwa 80 % gangguan Trafo yang terjadi diakibatkan oleh pembebanan yang berlebih (Overload) sehingga harus dilakukan Pemeliharaan Trafo dengan Fokus perbaikan pada Trafo Overload.
61 4.5.1 Data Trafo Overload Tahun 2013
Tabel 4.7 dan Gambar 4.15 berikut ini merupakan data jumlah Trafo Overload di Area Ciputat Posko Cinere berdasarkan Kapasitas Trafo.
Tabel 4.7 Data jumlah Trafo Overload berdasarkan Kapasitas Trafo
NO KAPASITAS (KVA) JUMLAH (UNIT) PERSENTASE (%)
1 315 6 7.69%
2 400 31 39.74%
3 630 32 41.03%
4 1000 9 11.54%
TOTAL 78 100.00%
Gambar 4.15 Grafik Persentase Trafo Overload berdasarkan Kapasitas Trafo Dari data-data di atas terlihat bahwa Trafo Overload di Area Ciputat Posko Cinere didominasi oleh Trafo dengan kapasitas 630 kVA yaitu sebanyak 32 Unit atau dengan persentase sebesar 41,03 % dan Trafo 400 KVA sebanyak 31 unit dengan persentase 39,74. Hal ini adalah wajar, mengingat berdasarkan data aset Trafo distribusi yang dimiliki kedua kapasitas Trafo ini memang memiliki populasi dalam jumlah yang paling banyak bila dibandingkan dengan kapasitas Trafo yang lain.
Jika dilihat Dari Tipe Gardu (Trafo pasangan dalam atau luar) Trafo Overload didominasi oleh Trafo pasangan dalam yang terpasang pada Gardu Beton seperti yang terdaapat pada Tabel 4.8 dan Gambar 4.16 dibawah ini.
62
NO TIPE GARDU JUMLAH (UNIT) PERSENTASE (%)
1 PORTAL & RMU 30 38.46%
2 BETON 48 61.54%
TOTAL 78 100.00%
Gambar 4.16 Grafik Persentase Trafo Overload berdasarkan Tipe Gardu
Dari data-data diatas dapat diketahui besarnya Persentase Trafo Overload di Area Ciputat Posko Cinere pada persamaan 2.9 yaitu sebagai berikut :
% Trafo Overload terhadap Asset = 100% 518
78
= 15,06 %
Mengingat Kondisi Tersebut Maka Pada tahun 2014 ini Area Ciputat Posko Cinere menargetkan Penurunan Jumlah Trafo Overload dari persentase 15,06 % menjadi ≤ 10 % Asset.
4.5.2 Strategi Penyelesaian Program Penurunan Jumlah Trafo Overload
Dalam kegiatan Penurunan Jumlah Trafo Overload, diperlukan Strategi pemeliharaan yang diklasifikasikan kedalam tiga kategori pekerjaan
63
sehingga proses tindaklanjut penyelesaian dapat terlaksana dan termonitor dengan baik. Adapun ketiga kategori pekerjaan tersebut antara lain :
1. Uprating Trafo
Merupakan kegiatan peningkatan Kapasitas (Daya) Trafo ke Kapasitas yang lebih besar.
2. Pecah Beban Trafo
Merupakan kegiatan pemecahan sebagian beban Trafo ke Gardu terdekat yang kondisi beban Trafonya tidak Overload.
3. Pembangunan Gardu dan Trafo sisip
Merupakan kegiatan pembangunan Gardu atau Trafo baru dikarenakan tidak dapat memenuhi kegiatan Uprating maupun pecah beban Trafo. Dalam Pelaksanaannya agar Kegiatan dapat terlaksana dilakukan Koordinasi dengan bidang Perencanaan.
Tabel 4.9 dan Gambar 4.17 berikut ini merupakan Rekapitulasi rencana tindak lanjut penyelesaian Trafo overload berdasarkan kategori pekerjaan.
Tabel 4.9 Rekapitulasi Rencana kegiatan Penurunan Jumlah Trafo Overload
NO KLASIFIKASI PEKERJAAN JUMLAH TRAFO (UNIT) PERSENTASE (%)
1 UPRATING 10 12.82%
2 PECAH BEBAN TRAFO 44 56.41%
3 GARDU & TRAFO SISIP 24 30.77%
TOTAL 78 100.00%
Gambar 4.17 Grafik Persentase Rencana kegiatan Penurunan Jumlah Trafo Overload
64
4.5.3 Workplan Program Penurunan Jumlah Trafo Overload
Agar Program Penyelesaian Trafo Overload dapat terlaksana dengan baik maka diperlukan Monitoring kegiatan yang dituangkan dalam bentuk Workplan seperti yang terdapat pada Tabel 4.10 dibawah ini
Tabel 4.10 Rekapitulasi Rencana kegiatan Penurunan Jumlah Trafo Overload 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Plan Actual Plan Actual Plan Actual Plan Actual Plan Actual
Aktifitas Sesuai Jadwal
Langkah di dalam aktifitas proyek tertunda Deadline aktifitas proyek tidak tercapai Aktifitas belum dimulai
Aktifitas proyek selesai
Heddy R Udy INITIATIVE DETAIL INITIATIVE Mentor Team Members
PENURUNAN GANGGUAN TRAFO DISTRIBUSI Madayun Romodona SA
PROJECT PROGRESS TRACKING (TEAM LEADER)
Activities Deadline PIC Status AGUST SEPT OKT NOV Status
TIMELINE (WEEKLY) 2014 1 4-Aug-14 Madayun Romodona SA & TIM PENGUMPULAN DATA GANGGUAN TRAFO D E V E L O P M E N T D E P L O Y M E N T A C A D E M Y 3 PEMBUATAN SPK 15-Sep-14 Madayun Romodona SA & TIM 2 PENYUSUNAN STRATEGI PENURUNAN GANGGUAN TRFAO 18-Aug-14 Madayun Romodona SA & TIM 4 PELAKSANAAN PEKERJAAN 1-Oct-14 Madayun Romodona SA & TIM Madayun Romodona SA & TIM MONITORING DAN EVALUASI 5 1-Dec-14
65
4.5.4 Realisasi dan Progress Penurunan Jumlah Trafo Overload
Tabel 4.11 dan Gambar 4.18 berikut ini merupakan Progress Pekerjaan Penurunan Jumlah Trafo Overload hingga periode Desember 2014.
Tabel 4.11 Progress dan realisasi Pekerjaan Penurunan Jumlah Trafo Overload
NO JENIS PEKERJAAN RENCANA (UNIT) REALISASI (UNIT) (%)
1 UPRATING 10 10 100.00%
2 PECAH BEBAN TRAFO 44 9 20.45%
3 GARDU & TRAFO SISIP 24 2 8.33%
TOTAL 78 21 26.92%
Gambar 4.18 Progress dan Realisasi Pekerjaan Penurunan Jumlah Trafo Overload
Berdasarkan data diatas dapat dilihat bahwa besarnya Trafo Overload yang telah diperbaiki sebanyak 21 unit trafo dengan persentase sebesar 26,92 % terhadap Total Trafo Overload. Selain itu dapat pula dihitung besarnya persentase jumlah Trafo Overload terhadap keseluruhan Asset di Area Ciputat Posko Cinere hingga Periode November 2014 pada persamaan 2.9 yaitu sebagai berikut :
66
% Trafo Overload terhadap Asset = 100% 518 ) 21 78 ( = 100% 518 ) 57 ( = 11, 003 % 4.6 Manfaat
Adapun Manfaat tidak langsung yang didapat dari Program Penurunan Jumlah Trafo Overload adalah pada periode yang sama (Juli - November) tahun 2013 dan 2014, terjadi penurunan Gangguan Trafo Distribusi yang hingga saat ini realisasinya masih nol seperti yang terdapat pada Tabel 4.12 dan Gambar 4.19 berikut ini.
Tabel 4.12 Perbandingan Realisasi Gangguan Trafo Tahun 2013 dan 2014
NO TAHUN JUMLAH GANGGUAN
JUL AGT SEPT OKT NOV TOTAL
1 2013 1 0 1 1 0 3
2 2014 0 0 0 0 0 0
Gambar 4.19 Grafik Perbandingan Realisasi Gangguan Trafo Tahun 2013 dan 2014
Berdasarkan Realisasi Gangguan tersebut maka dapat dihitung estimasi Efisensi biaya langsung dari kerusakkan Trafo dan Rupiah hilang akibat KWH yang tidak terjual berdasarkan persamaan 2.10 sampai dengan persamaan 2.13, sebagai berikut :
67
- Kondisi Trafo 400 KVA Pada beban 100 % pada persamaan 2.10 :
- Ampere yang hilang ( beban trafo 80 % ) pada persamaan 2.11: = (Beban 100 %) x (80 %)
= 578,03 Ampere x 0,8
= 462, 43 Ampere ( pada kondisi beban 80 % ) - Beban yang Hilang pada persamaa 2.12 :
= Ampere yang hilang x Jumlah Gangguan Trafo = 462,43 Ampere x 3 kali gangguan
= 1.387,28 Ampere
- Energi yang Hilang pada persamaan 2.13 :
= (√3 x 380 x Beban yang Hilang x Cos Ø x Durasi Padam)
1000 = (√3 x 380 x 1.387,28 A x 0.9 x 3 Jam) 1000 ` = 2,462,400.00 1000 = 2.462,40 KWH
- Rupiah yang Hilang pada persamaan 2.14 : = Energi yang Hilang x Harga 1 KWH
= 2.462,40 KWH x Rp. 1.352,- = Rp. 3,329,164.80
kva
692
578
,
03
Ampere
000
.
400
400
3
400
68
Total Efesiensi Biaya yang diakibatkan oleh gangguan trafo yang benar – benar rusak tidak dapat diperbaiki lagi dan rupiah yang hilang akibat KWH tidak terjual ( Tabel 4.13 )
Tabel 4.13 Efisiensi Biaya akibat penurunan gangguan Trafo
NO Uraian
DETAIL Jml Satuan Harga Satuan
(Rp) Total
1 Material Trafo 400 KVA 3 unit 115.951.000 Rp 347,853,000
2 Biaya Ganti Trafo 400 KVA 3 unit 4.396. 000 3.756.520.00
Rp 13.188.000
3 Rupiah hilang (Kwh hilang) 2.462,40 Kwh 1.352 Rp 3.330.000
Total Saving rupiah dalam Periode yang sama (Juli - November) Rp 364.371.000
Selain itu. secara non finansial akan memberikan manfaat meningkatnya Citra PLN di masyarakat sebagai dampak dari tidak adanya Gangguan yang disebabkan oleh kerusakkan Trafo.
