“PURIFIKASI MINYAK TRANSFORMATOR KAPASITAS 400
KVA”
Destario Yan P.1, Karnoto, ST MT.2 1
Mahasiswa dan 2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : yan_sta@yahoo.com
Abstrak - Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika..Kita tahu dii dalam Transformator berisi minyak yang berfungsi sebagai isolator.Biasanya minyak ini juga berfungsi sbagai pendingin agar trafo tidak panas .Untuk itu perlu adanya pemeliharaan minyak tarfo yaitu dengan cara purifikasi minyak transformator. Alat yang digunakan untuk memurnikan minyak transformator ini terdiri dari beberapa bagian diantaranya dua buah filter yang ditempatkan pada masukkan dan keluaran dar alat dimana filter ini berfungsi sebagai penyaring butiran pengotor yang terdapat dalam minyak transformator selain itu terdapat juga motor induksi 3 fasa yang berfungsi mensirkulasikan minyak trafo dari trafo keluar menuju mesin purifikasi dan kembali masuk ke trafo. Mesin ini juga menggunakan sistem tabung vacum yang didalamnya dilengkapi dengan pemanas atau hitter. Alat ini berfungsi untuk memisahkan minyak dengan zat jenis lain seperti air. Peralatan yang terakhir yaitu panel kontrol yang berfungsi mengatur dan mengendalikan mesin purifikasi ini.
I.PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Minyak di dalam transformator selain berfumgsi sebagai insulator juga berfungsi sebagai pendingin.Minyak dipilih sebagai isolasi trafo karena kekuatan dielektrik minyak lebih besar daripada isolasi lain.Untuk itu perlu dilakukan pemeliharaan transformator secara teratur.Pemelihraan transformator ini meliputi perawatan minyak trafo yaitu dengan cara dipurifikasi.
Sebelum dilakukan pemurnian minyak hendaknya dilakukan tes tegangan tembus untuk mengetahui kondisi minyak tersebut.apabila sudah tidak baik hendaknya dilakukan proses pemurnian minyak untuk mendapatkan kualitas minyak yang lebih baik lagi.Sebaiknya perawatan minyak tarfo ini dilakukan secara teratur (maintenance).
1.2 Tujuan
a. Mengetahui prinsip kerja alat purifikasi minyak transformator. b. Mengamati dan mengoperasikan
secara langsung alat purifikasi minyak trafo.
c. Mengetahui (mengetes) secara langsung tegangan tembus minyak trafo sebelum dan sesudah dipurifikasi.
1.3 Pembatasan Masalah
a. Pembahasan tentang Purifing Oil
Transformer
b. Pembahasan tentang hasil tegangan tembus minyak antara sebelum dan sesudah dipurifikasi.
c. Pembahasan tentang faktor – faktor yang mempengaruhi besarnya tegangan tembus minyak
II. DASAR TEORI
2.1 Isolator Cair
Terdapat tiga jenis bahan isolasi yang digunakan sebagai bahan pengisi pada peralatan – peralatan listrik yaitu bahan isolasi padat, cair dan gas. Akan tetapi pada umumnya bahan isolasi cair (liquid insulationmaterial) yang sering digunakan sebagai bahan pengisi pada peralatan - peralatan listrik seperti transformator, kapasitor, pemutus beban/CB (Circuit Breaker), rheostat serta peralatan lain.
2.2 Syarat Bahan Isolasi Cair
Tidak semua zat cair dapat digunakan sebagai bahan isolasi. Zat cair yang akan digunakan sebagai bahan isolasi ini harus memiliki beberapa persaratan tertentu, diantaranya :
1. Memiliki tegangan tembus (breakdown) yang besar. Hal ini dimaksudkan agar bahan isolator cair
tersebut dapat menahan timbulnya tembus listrik dalam skala tegangan tinggi.
2. Memiliki daya hantar panas yang tinggi (disirkulasi). Hal ini dimaksudkan agar isolator cair mampu menyerap panas yang timbul pada inti besi dan kumparan-kumparan akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga, untuk dibuang atau dilepaskan ke alam bebas. Dengan kata lain, isolator cair sekaligus dapat juga digunakan sebagai pendingin. 3. Memiliki sifat listrik dan sifat kimia yang dapat menunjang ketahanan isolasi tersebut.
2.3 Fungsi Minyak Trafo
Jika kita ketahui bahwa minyak trafo memegang peranan yang sangat penting. Adapun peranan dari minyak trafo tersebut antara lain :
a.Sebagai Insulator
Disini, minyak transformator berfungsi sebagai bahan untuk mengisolasi antara kumparan yang terdapat di dalam transformator. Hal ini bertujuan agar tidak terjadi percikan api listrik (Spark
Over) akibat tegangan yang sangat
tinggi.
2. Sebagai Pendingin
Minyak transformator juga dapat digunakan sebagai pendingin yaitu dengan menyerap panas tersebut kemudian melepaskan melalui saluran udara.
3.Sebagai Pelindung Komponen- Komponen di dalam Trafo
Minyak transformator juga dapat berperan sebagai pelumas untuk melindungi komponen-komponen yang berada di dalam transformator.
2.4 Pemeliharaan Transformer
Perawatan minyak transformstor sangat perlu. Salah satu caranya yaitu dengan cara pemurnian kembali minyak transformator atau yang sering disebut purifikasi minyak transformator. Purifikasi ini merupakan salah satu cara memperpanjang usia transformator, karena kita ketahui bahwa untuk penggantian minyak transformator
dengan yang baru memakan biaya yang tidak sedikit.
Pemeliharaan Transformer Secara Berkala ( 1 tahun ):
a. Pemeliharaan Bagian Luar
Memeriksa sambungan ulir, baut, keling, pres dan las apakah keadaannya memuaskan ( jangan sampai ada rembesan mnyak misalnya pada sambungan seperti sambungan las, sambungan pipa dengan pipa ).
Memeriksa sambungan - sambungan tegangan tinggi dengan pentanahan.
Memeriksa dan teliti silicagel dan konsevator.
b. Pengukuran Tingkat Isolasi Minyak ( Tegangan Tembus ) Pengukuran ini dilakukan setiap satu tahun sekali. Yaitu dengan mengambil sampel minyak dari trafo tersebut kemudian mengetes tegangan tembus minyak tersebut apakah masih dalam batas standar. Jika kurang dari batas standar dapat dilakukan purifikasi atau penggantian minyak.
c. Pembersihan
Yaitu dengan membersihkan bagian bhusing, sirip transformer
III.PROSES PURIFIKASI 3.1 Spesifikasi Alat
Oil Treatment Plant adalah alat yang diarncang khusus untuk treatment oiltransformer. Purifying atau treatment adalah merupakan proses pemurnian kembali minyak transformator dengan menggunakan alat yang disebut High Vacum Oil Purifier dengan cara sirkulasi.
Spesifikasi Peralatan :
Merk : EOK ex assembly Indonesia
Kapasitas : 1000 lite per jam Sistem : offline dan online Power Supply : Grearing pump motor
Gambar 3.1 Alat Yang Digunakan Untuk purifikasi
3.2 Prinsip Kerja
Ada 3 proses penting dalam purify minyak transformer antara lain :
1. Heating
Minyak transformer dipanaskan secara terus menerus dari proses awal hingga akhir dengan temperatur yang konstan . Proses ini untuk memisahkan air dengan minyak, dimana air akan menjadi uap, sedangkan minyak transformer tetap pada kmposisi semula dan juga menguraikan asam yang terkandung didalam minyak. 2.Pengkabutan
Setelah minyak dalam kondisi panas maka minyak akan dikabutkan . Hal ini untuk meisahkan antara oil dan uap, setelah itu divacum dengan tekanan 0.68 Bar, sehingga uap air dan kandungan asam dapat terurai dan terpisah dari minyak.
3. Penyaringan ( filter press )
Setelah minyak trpisah dari uap air dan asam , minyak transformer
tersevbut disaring dan dipadatkan . Hal ini dilakukan untk mencegah gelembung udara.
3.3 Metode Pemurnian
Purifikasi minyak transformator dilakukan dalam kondisi transformator tersebut sedang bekerja (on line), sehingga cara ini sangat efektif. Secara sederhana, prinsip kerja purifikasi ini yaitu mensirkulasikan minyak transformator yang akan dipurifikasi. Minyak disedot masuk ke dalam alat
purifikasi untuk dimurnikan, kemudian dipompa kembali dimasukkan ke dalam transformator (gambar 3.2)
Gambar 3.2 Diagram Alir Sederhana Sistem Purifikasi Minyak Transformator
Secara detail, proses purifikasi minyak transformator dapat dilihat pada diagram alir di bawah ini.
Gambar 3.3 Diagram Alir Purifikasi Minyak Trafo Secara detail
Proses sirkulasi minyak transformator dilakukan secara berulang – ulang. Menurut standar PLN (Manual BOOK Product Trafo ) untuk minyak lama dibutuhkan 4 – 6 sirkulasi sedangkan minyak lama membutuhkan 2 – 3 sirkulasi.
3.4 Bagian-Bagian Peralatan Purifikasi Yang Digunakan
Adapun berapa peralatan utama yang digunakan pada mesin purifikasi, adalah :
1.Filter
Dalam proses purifikasi diperlukan filter yang berguna untuk menyaring minyak dari butiran – butiran pengotor yang dapat mempercepat terjadinya tegangan tembus.
2.Tabung Vacum
Selain peralatan filter, tabung vacum juga diperlukan. Di dalam tabung ini berisi alat pemanas (heater) yang berfungsi memansakan minyak sehingga butiran – butiran zat lain seperti air dan gelembung gas menguap.
3.Indikator Permukaan Minyak Dalam Tabung Vacum
Indikator ini berfungsi sebagai pengatur ketinggian permukaan minyak yang terdapat dalam tabung vacum. Sehingga dalam tabung tersebut masih terdapat rongga yang digunakan untuk pernapasan. Indikator ini berbentuk sensor inframerah yang ditembakkan dari satu ujung tabung ke ujung tabung yang lain. 4.Motor Vacum
Dalam mesin purifikasi, motor vacum digunakan untuk menyedot udara keluar dari dalam tabung vacum (memvakum).
5.Motor Induksi 3 Fasa
Pada purifikasi minyak trafo digunakan motor induksi 3 phasa. Motor ini berfungsi menyedot den memompa minyak.
IV. HASILPENGUJIAN DAN
ANALISA
4.1 Pengujian Minyak
Pengijian tegangan tembus ini dilakukan dengan suatu alat yang dinamakan Breakdown Tester dengan dua buah elektroda didalamnya. Umumnya elektroda yang digunakan adalah elektroda bola standar. Dalam pengujian yang saya lakukan menggunakan elektroda setengah bola dengan jarak anatar elektroda 2.5 mm serta diameter bola 10mm. Berikut alat yang kami gunakan :
Gambar 4.1 Alat Tes Tegangan Tembus Minyak Max 60 KV 1.Jurusan Teknik Sipil
Jenis trafo : Trafo pasangan luar Merk trafo Trafindo No seri 8 736 864 Tahun pembuatan : 1997 Kapasitas trafo 400 KVA
Berat trafo : 1025kg Daya tampung minyak 415 liter
Jenis minyak : Diala B Warna Minyak
Sebelum Dipurifikasi : kuning keruh Setelah Dipurifikasi : kuning keruh
Tabel 4.1 Pembebanan Pada Trafo Teknik Sipil
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tegangna Tembus Sebelum Dipurifikasi
Tabel 4.3Hasil Pengujian Tegangna Tembus Setelah Dipurifikasi
0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 4 6 8 Pengujian Ke -T e g a n g a n T e m b u s ( K V ) Sebelum Dipurifikasi Tegangan Tembus Standar Setelah Dipurifikasi
Gambar 4.2 Grafik Pengujian Tegangan Tembus Trafo Teknik Sipil
Dari grafik dan tabel diatas terlihat bahwa minyak yang belum dipurifikasi memiliki tegangan tembus yang lebih kecil daripada minyak yang sudah dipurifikasi. Hal ini menandakan bahwa minyak yang belum dipurifikasi memilikki kondisi yang lebih buruk daripada minyak yang sudah dipurifikasi.Gambar diatas terlihat tegangan tembus standard berada pada angka 60 KV, dan grafik menunjukan tegangan tembus minyak sebelum dipurifikasi berada pada angka dibawah 60 KV,ini berarti minyak sudah tidak layak dipakai karena tegangan tembusnya di bawah standard. Sedangkan Tegangan tembus minyak yang sudah dipurifikasi berada pada angka diatas 60 KV.Ini berarti minyak yang sudah dimurinikan layak dipakai kembali karena dari tes tegangan tembus hasilnya menunjukan diatas tegangan tembus standard.
1. Fakultas Perpustakaan (Widya Puraya)
Jenis trafo : Trafo pasangan luar Kapasitas trafo : 400 KVA No seri : 56622 Tahun pembuatan : 1943 Berat trafo : 1025 kg Daya tampung minyak : 415 liter
Merk trafo : Trafindo Jenis minyak : Diala B Warna Minyak
Sebelum Dipurifikasi: kuning jernih Setelah Dipurifikasi : kuning jernih
Tabel 4.4 Pembebanan Pada Trafo widya Puraya
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Tegangan Tembus Sebelum Dipurifikasi
Tabel 4.6Hasil Pengujian Tegangan Tembus Sebelum Dipurifikasi
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 Pengujian Ke -T e g a n g a n T e m b u s ( K V ) Sebelum Dipurifikasi Tegangan Tembus Standar Setelah Dipurifikasi
Gambar 4.3 Grafik Pengujian Tegangan Tembus Trafo Widya Puraya
Dari grafik dan tabel diatas terlihat bahwa minyak yang sudah dipurifikasi memiliki tegangan tembus yang lebih besar daripada minyak yang belum dipurifikasi. Hal ini menandakan bahwa minyak yang belum dipurifikasi memilikki kondisi yang lebih buruk daripada minyak yang sudah dipurifikasi. Gambar diatas terlihat tegangan tembus standard berada pada angka 60 KV, dan grafik menunjukan tegangan tembus minyak sebelum dipurifikasi berada pada angka dibawah 60 KV,ini berarti minyak sudah tidak layak dipakai karena tegangan tembusnya di bawah standard. Sedangkan Tegangan tembus minyak yang sudah dipurifikasi berada pada angka diatas 60 KV.Ini berarti minyak yang sudah dimurinikan layak dipakai kembali karena dari tes tegangan tembus hasilnya menunjukan diatas tegangan tembus standard.
4.2 Analisa Perbandingan Kedua Trafo
Dari proses purifikasi yang dilakukan di dua tempat yang berbeda tapi dengan kapasitas sama dapat (400KVA) dihasilkan perbandingan dari beberapa hal. Dari lamanya waktu, waktu proses purifikasi di tempat Sipil lebih lama daripada waktu proses purifikasi di Widya Puraya, Ini dikarenakan kondisi atau kualitas (kekeruhan) dari minyak yang ada di Trafo Widya Puraya masih lebih baik daripada kondisi atau kualitas minyak yang ada di Trafo Sipil.
Untuk waktu proses pemurnian kita menggunakan metode sirkulasi. Dari standard PLN(Manual Book Product Trafo) dikatakan bahwa waktu pemurnian untuk minyak lama minimal 4 sampai 6 sirkulasi,sedangkan untuk minyak baru 2 sampai 3 sirkulasi. Dimana tiap satu
sirkulasi bisa untuk 1000liter minyak dengan waktu ±60 menit.
Kap,mesin dan speed motor dari alat purifikasi juga sangat berperan terhadap lama tidaknya waktu purifikasi. Bila volume minyak yang dapat dialirkan ke alat purifikasi kecil maka mesin pelan,jika volume oli banyak mesin akan berjalan cepat.
Dari tes tegangan tembus minyak juga bisa menandakan kurang lama atau tidakkah waktu purifikasi.Apabila dari tes tegangan tembus menghasilkan tegangan yang kurang dari 60KV,itu berarti waktu sirkulasi purifikasi kurang lama.Dari hasi pengujian tegangan tembus minyak transformator dari kedua tempat ini baik sebelum dan sesudah dipurifikasi, terjadi perbedaan hasil yang cukup signifikcn.Memang hasil pengujian sebelum dipurifikasi lebih buruk daripada hasil pengujian setelah dipurifikasi.
V. KESIMPULAN
Dari Proses purifikasi yang sudah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain :
1. Lama waktu purifikasi tergntung dari kapasitas minyak trafo itu sendiri, 1 liter minyak trafo membutuhkan waktu ± 17 menit untuk melakukan 1 sirkulasi. Pada trafo Fakultas Teknik Sipil dengan kapasitas 400 KVA membutuhkan 6 kali sirkulasi dengan waktu 4,8 jam, sedang untuk trafo Widya Puraya dengan kapasitas 400 KVA membutuhkan 4 kali sirkulasi dengan waktu 2,5 jam.
2. Tegangan tembus minyak trafo pada Fakultas Teknik Sipil sebelum dipurifikasi sebesar 25 KV dan setelah dipurifikasi sebesar 61 KV. Sedang pada Widya Puraya sebelum dipurifikasi tegangan tembus minyak sebesar 29 KV, sedang setelah dipurifikasi sebesar 60 KV.
DAFTAR PUSTAKA
Tobing, Bonggas L. 2003. Peralatan
Tegangan Tinggi, Jakarta :
Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama
Naidu, M.S. 1983. High Voltage Engineering, Tata Mc Graw Hill Publishing
Fizgerald, Kingsley Umans. 1997. Mesin -
Mesin Listrik, Jakarta: Erlangga
Sumanto, MA. 1993. Motor Listrik Arus
Bolak-Balik. Yogyakarta: Endi Offset
Syamsir, Abdul. 2003. Teori Kegagalan
Isolasi. Universitas Trisakti
Arismunandar, A. 1983. Teknik Tegangan
Tinggi Suplemen. Jakarta :
Ghalia Indonesia
Arismunandar, A. 2001. Teknik Tegangan
Tinggi. Jakarta : Pradnya Paramita
Dedy, K S. 2004. Studi Pengaruh
Temperatur Terhadap Karakteristik Dielektrik Minyak Transformator Jenis Shell Diala B. Bandung : ITB
Djulil, Amri Fali Okilas. 2003. Kekuatan
dan Rugi – Rugi Dielektrik Minyak Transformator yang Dipengaruhi Oleh Kontaminasi Air dan Kenaikkan Temperatur.
Semnas Teknik Elektro www.google.com
