BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini akan dilakukan di PLTU Riau Power PT. Riau Andalan Pulp and Paper, Pangkalan Kerinci, Riau. Penelitian dilaksanakan pada 11 Oktober sampai dengan 2 Desember 2016. Lama penelitian yang dilakukan adalah 45 hari.
3.2Bahan dan Peralatan
Adapun bahan dan peralatan yang diperlukan dalam melaksanakan penelitian sebagai berikut :
1. 1 Unit transformator daya 3 phasa 140 MVA sebagai penaik tegangan dari 11kV/150kV.
2. 1 Unit transformator daya 3 phasa 75 MVA sebagai penurun tegangan dari 150kV/21kV.
3. Voltmeter.
4. Amperemeter, dll.
3.3 Pelaksanaan Penelitian
efisiensi pada transformator, kemudian hasil yang diperoleh akan dibandingkan pada masing-masing transformator sehingga dapat diketahui transformator mana yang lebih efisien dalam melayani beban.
3.4 Variabel yang Diamati
Pada penelitian ini variabel yang diamati adalah:
Perbedaan besar efisiensi transformator pada saat berbeban.
Besar daya aktif transformator saat berbeban.
Besar daya semu (MVA) transformator saat berbeban.
Besar rugi inti dan rugi tembaga transformator saat berbeban.
3.5 Prosedur Penelitian
Berdasarkan diagram alir berikut dijelaskan secara skematik prosedur penelitian yang akan dilakukan:
Start
Pengambilan Data: - Nameplate - Pengukuran
- Pemgujian (FAT)
Apakah data perhitungan sesuai ?
Manampilkan Hasil Perhitungan
End Melakukan Perhitungan
YES
NO
3.6 Transformator Pada PT. Riau Prima Energi (APRIL)
PT. Riau Prima Energi mempunyai lebih dari 100 unit transformator, yang terdiri dari transformator daya dan transformator distribusi. Pada tugas akhir ini penulis mengambil sampel pada 2 unit transformator daya yang digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Berikut ditampilkan nameplate dari transformator tersebut:
3.6.1 Transformator Daya Penaik Tegangan (11kV/150kV)
Berikut ditampilkan name plate yang terdapat pada transformator daya penaik tegangan (step up):
Tabel 3.1 Name plate transformator penaik tegangan
Tag. No 292TB04
Manufacture EBG
Model Power
Type DOR150000/130E
Ser. No. 153517
Rated Power (MVA) 78,4/140
Voltage (KV) Primary 11
Secondary 157,5
Impedance (%Z) 13,06
Insulation Level (KV) 650/125/75
Current (A) Primary 287/513
Secondary 4115/7348
Year Of Manufacture 1997
Di bawah ini ditunjukkan transformator daya yang digunakan untuk menaikkan tegangan sesuai Gambar 3.2 berikut:
Gambar 3.2 Transformator daya penaik tegangan 3.6.2 Transformator Daya Penurun Tegangan (150kV/21kV)
Berikut ditampilkan name plate yang terdapat pada transformator daya penurun tegangan (step down):
Tabel 3.2 Name plate transformator penurun tegangan
Tag. No 292TC15
Manufacture ABB
Model Power
Type DO75000/130
Ser. No. 153852
Rated Power (MVA) 50/75
Voltage (KV) Primary 150
Secondary 21
Impedance (%Z) 12,36
Insulation Level (KV) 650/125
Current (A) Primary 192/289
Secondary 1375/2062
Frequency 50
Vector Group Dyn11
Cooling ONAN/ONAF
Standard IEC76
Oil Mass (T) 19,6
Weight Total (T) 83,5
Type Of Oil Shell Diala B
Year Of Manufacture 2011
Remarks -
Di bawah ini ditunjukkan transformator daya yang digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai Gambar 3.3 berikut:
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Umum
Transformator digunakan untuk menaikkan tegangan yang dihasilkan oleh generator menjadi tegangan yang lebih besar dan kemudian menurunkannya kembali ke tegangan yang lebih rendah sebelum sampai ke konsumen, hal ini dilakukan karena faktor rugi-rugi pada jaringan transmisi yang besar. Dengan demikian transformator memungkinkan pengiriman energi listrik jarak jauh. Karena transformator tidak mempunyai bagian yang bergerak, maka transformator hanya memerlukan biaya pemeliharaan yang rendah.
Pada transformator terdapat rugi inti dan rugi tembaga yang mempengaruhi kinerja dari transformator dalam menyalurkan daya ke konsumen. Rugi inti dan tembaga dapat ditemukan dari hasil pengujian yang dilakukan oleh perusahaan pembuat transformator pada factory assesment test (FAT) sebelum transformator tersebut dibebani.
Dalam bab ini akan dibahas mengenai pengaruh rugi inti dan rugi tembaga terhadap efisiensi transformator saat berbeban.
4.2 Data Percobaan
4.2.1 Data Pengukuran Transformator Daya
Berikut data yang diperoleh dari pengukuran transformator daya pada
Control Room dan Switchgear.
Tabel 4.1 Data hasil pengukuran transformator daya penaik tegangan (11kV/150kV) pada control room
4.2.2 Data Hasil Pengujian Rugi-rugi Transformator Saat Beban Penuh Berikut data yang diperoleh dari pengujian transformator daya yang dilakukan oleh perusahaan pembuat transformator saat beban penuh:
Tabel 4.3 Data hasil pengujian rugi tembaga dan rugi inti pada transformator saat beban penuh
Dari data hasil penelitian di Riau Prima Energi dapat dilakukan analisis data sebagai berikut:
4.3.1 Perhitungan Efisiensi Transformator Daya Penaik Tegangan (11kV/150kV)
Berikut ditampilkan perhitungan besar efisiensi pada transformator daya penaik tegangan dengan rated power 140 MVA:
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (100,8/140)2 x 300 Pt2 = 155,52 kW
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 155,52 kw + 60 kw = 215,52 kW
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
2. 26 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = 152 kW
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 152 kw + 60 kw
= 212 kW
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
3. 27 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (99,9/140)2 x 300 Pt2 = 152,75 kw
= 152,75 kw + 60 kw = 212,75 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
4. 29 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (99,38/140)2 x 300 Pt2 = 151,17 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
5. 31 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (101,84/140)2 x 300 Pt2 = 158,74 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti
= 158,74 kw + 60 kw
= 218,74 kw
6. 8 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (103,92/140)2 x 300 Pt2 =165,3 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 165,3 kw + 60 kw
= 225,3 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
7. 9 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (101,32/140)2 x 300 Pt2 = 157,12 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 157,12 kw + 60 kw = 217,12 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
8. 10 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (103,83/140)2 x 300 Pt2 =165 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 165 kw + 60 kw
= 225 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
9. 11 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (100,69/140)2 x 300 Pt2 =155,2 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 155,2 kw + 60 kw
= 215,2 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
10.12 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (99,72/140)2 x 300 Pt2 =152,2 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 152,2 kw + 60 kw
= 212,2 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
inti, rugi tembaga, dan besar efisiensi pada transformator penaik tegangan (11kV/150kV).
Berikut adalah Tabel dari hasil pengukuran dan perhitungan yang dilakukan sesuai data-data di atas:
Tabel 4.4 Efisiensi transformator daya penaik tegangan
No. menggambarkan perbandingan daya aktif dan daya semu sebagai berikut:
Grafik 4.1 Kurva daya vs waktu transformator penaik tegangan
4.3.2 Perhitungan Efisiensi Transformator Daya Penurun Tegangan (150kV/21kV)
Berikut ditampilkan perhitungan besar efisiensi pada transformator daya penurun tegangan dengan rated power 75 MVA:
1. 22 Oktober 2016:
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (31,09/75)2 x 340 Pt2 =58,42 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 58,42 kw + 30 kw
= 88,42 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
2. 25 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (26,72/75)2 x 340 Pt2 = 43,15 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 43,15 kw + 30 kw
= 63,15 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
3. 26 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (26,63/75)2 x 340 Pt2 =42,86 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 42,86 kw + 30 kw
= 72,86 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
4. 27 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (24,38/75)2 x 340 Pt2 =36 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 36 kw + 30 kw
= 66 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
5. 31 Oktober 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (39,59/75)2 x 340 Pt2 =94,73 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 94,73 kw + 30 kw
= 124,73 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
6. 8 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (38,6/75)2 x 340 Pt2 =90 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 90 kw + 30 kw
= 120 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
7. 9 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (34,17/75)2 x 340 Pt2 = 70,57 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 70,57 kw + 30 kw
= 100,57 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
8. 10 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (37,92/75)2 x 340 Pt2 =86,91 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 86,91 kw + 30 kw
= 116,91 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
9. 11 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (35,05/75)2 x 340 Pt2 = 74,25 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 74,25 kw + 30 kw
= 104,25 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
10.12 November 2016
√
√
Cos :
Sedangkan besar rugi-rugi tembaga saat berbeban adalah: Pt2 = (S2/S1)2 x Pt1
Pt2 = (35,74/75)2 x 340 Pt2 =77,2 kw
Sehingga rugi-rugi total = Rugi Tembaga + Rugi Inti = 77,2 kw + 30 kw
= 107,2 kw
Maka, efisiensi transformator saat berbeban adalah:
inti, rugi tembaga, dan besar efisiensi pada transformator penurun tegangan (150kV/21kV).
Berikut adalah Tabel dari hasil pengukuran dan perhitungan yang dilakukan sesuai data-data di atas:
Tabel 4.5 Efisiensi transformator daya penurun tegangan
No. menggambarkan perbandingan daya aktif dan daya semu sebagai berikut:
Grafik 4.2 Kurva daya vs waktu transformator penurun tegangan
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengukuran dan perhitungan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari 2 unit transformator daya yang dianalisis diperoleh rata-rata efisiensi pada kedua transformator adalah:
- Transformator Step Up (11kv/150kv) dengan efisiensi rata-rata 99,756%.
- Transformator Step Down (150kv/21kv) dengan efisiensi rata-rata 99,647%.
2. Besar rugi tembaga yang dihasilkan oleh kedua transformator saat beban penuh adalah:
- Transformator Step Up (11kv/150kv) sebesar 300 kW. - Transformator Step Down (150kv/21kv) sebesar 340 kW.
3. Besar rugi inti yang dihasilkan oleh kedua transformator saat beban penuh adalah:
- Transformator Step Up (11kv/150kv) sebesar 60 kW. - Transformator Step Down (150kv/21kv) sebesar 30 kW.
5.2Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Melakukan penelitian yang sama dengan menambahkan suhu pada transformator sebagai parameter yang akan diteliti.
