METODOLOGI PENILAIAN
3.1 Kerangka Penilaian Kondisi
Penilaian kondisi ini membagi peralatan Transformator menjadi beberapa
komponen utama, seperti inti besi, belitan, bushing. Setiap komponen peralatan
akan diberikan nilai berdasarkan parameter kondisi yang ditetapkan. Kondisi
umum transformator dapat dievaluasi setelah setelah seluruh komponen selesai
dinlai.
Parameter kondisi sebagai dasar penilaian sebagai berikut :
• Age (Umur) : Jumlah tahun peralatan atau komponennya mulai beroperasi sejak awal commissioning atau penggantian sebelumnya.
• Physical Condition (Kondisi Fisik) : mengacu pada beberapa fitur dan kinerja peralatan yang dapat diamati dan dideteksi melalui inspeksi visual,
pengukuran dan pengujian. Kondisi Fisik generator & transformator
berbeda, generator misalnya Insulation Resistance dan polarization Index. • Installed Technology Level (Tingkat Teknologi Terpasang) : menunjukkan
kemajuan tingkat desain, machining, instalasi dan material. Tingkat
• tertinggal menyebabkan penggantian part menjadi lebih sulit dan outage berkepanjangan bila part tersebut rusak.
• Operating Restriction (Pembatasan Operasi) : pembatasan operasi akan meningkat seiring peningkatan proses kerusakan akibat penuaan.
• Maintenance Requirement (Kebutuhan Pemeliharaan) : menunjukkan riwayat kebutuhan pemeliharaan dan kondisi sekarang untuk perbaikan dan
perawatan, khususnya corrective maintenance.
• Specific Test (Uji Khusus) : nilai hasil tes dan analisa data dari tes khusus dapat menunujukkan kondisi kesehatan suatu peralatan misalnya Frequency
Response Analysis pada transformator. Secara detail akan dijelaskan pada
bagian selanjutnya.
3.2 Metrik Condition Assessment Transformator
Dalam condition assessment transformator, kondisi fisik tidak dapat
dinyatakan sebagai bahan evaluasi yang didasarkan pada inspeksi visual saja
karena parameter operasi dapat menunjukkan data yang berbeda sehingga harus
melakukan beberapa tes pengujian untuk kehandalan dari transformator itu
sendiri.
Dengan demikian dalam metrik penilaian kondisi trasformator parameter
utama yang menjadi penilaian tersebut adalah: - Kondisi visual
- Umur
- Teknology yang digunakan - Pembatasan operasi
- Tes elektrikal
- Kualitas minyak Isolasi
- Data dan kebutuhan pemeliharaan
Parameter tersebut diatas berdasarkan data operasi, pengujian dan
pengukuran sebelumnya, catatan sejarah O&M , gambar desain manufacture,
references dari manual book atau standart yang berlaku, laporan sertifikat uji, dan
data inspeksi sebelumnya menjadi penilaian dari kondisi transformator.
3.3 Kriteria pembobotan
Ada dua kategori dalam kriteria pembobotan.Yaitu skor kriteria pembobotan
utntuk parameter kondisi, kemudian skor kriteria pembobotan untuk parameter
tiap part atau bagian, yang lebih critical dengan part yang lain dengan melihat
kondisi transformator daya secara keseluruhan.
3.4 Rating Criteria
Rating criteria merupakan penilaian setiap bagian komponen transformator
untuk mendapatkan penilaian terhadap kesehatan keseluruhan transformator.
Rating criteria ini dibuat berdasarkan keputusan bersama oleh tim expertise
dengan dasar reference, pengalaman dan pengetahuan tentang transformator.
Berikut rating criteria yang dapat menjadi bahan penilaian kualitas
transformator:
a. Kriteria kondisi Visual
Kondisi visual generator yang mengacu pada fitur-fitur yang dapat
dideteksi atau diobservasi melalui inspeksi visual. Kondisi fisik seperti
tangki, system pendingin, monitoring kondisi minyak, serta masalah
dengan konsi visual. Hasil dari semua informasi diterapkan pada table 3.1
untuk menetapkan nilai kondisi transformer.
Table 3.1 Rating kondisi visual
Visual Condition Rating Scale Visual Score Excellent Tidak ada defect yang signifikan 8 – 10 Good Beberapa cacat terlihat jelas dan tidak
berpengaruh terhadap fungsi. Tidak terjadi kebocoran minyak isolasi, terdapat karat, cat mengelupas, cacat kecil pada sistem kontrol atau instrumentasi
5 – 7
Fair Kerusakan yang sedang dengan fungsi yang masih memadai, berpengaruh pada efisiensi dan reliabilitas. Beberapa area terjadi kebocoran minyak yang signifikan, tidak berfungsinya beberapa komponen sistem pendingin, penurunan nilai breakdown voltage , kerusakan pada control atau indicator suhu
3 – 4
Poor Kerusakan yang serius setidaknya pada beberapa bagian, funsi tidak memadai, berpengaruh signifikan terhadap efisiensi atau keandalan. Kebocoran minyak yang parah, korosi parah, bermasalah pada sistem pendingin, breakdown voltage dibawah standar, kerusakan pada bushing, overheating dan/atau overload indikator suhu dan sistem proteksi yang abnormal dan vibrasi yang tinggi.
0 - 2
b. Kriteria Umur transformer
Usia transformator merupakan factor penting untuk keandalan,
upgrade, rencana penggantian, dan sebagai indicator dari sisa umur
kondisi mekanik dan bahan isolasi seperti minyak dan kertas akan berkurang
kualitasnya. Dari indicator usia dapat diidentifikasi tingkat ekonomis dari
transformer dan juga dapat diterapkan untuk rencara perbaikan/upgrade
bahkan penggatian transformer. Kriteria pada table 3.2 merupakan penilaian
dari database HAP pada semua bagian transformer dengan pengecualian pada
bagian bushing karena memungkinkan ada penggantian bushing selama
pemeliharaan.
Table 3.2 Kriteria usia tansformator
Age of theTransformer Age Score < 20 years or App Damage 0% - 19% 9 – 10
20 – 30 years or App Damage 20% - 39% 7 – 8
30 – 35 years or App Damage 40% - 59% 5 – 6
35 – 40 years or App Damage 60% – 79% 3 – 4
> 40 years or App Damage > 80% 1 – 2
c. Kriteria teknologi
Teknologi yang terpasang menunjukkan level peralatan monitoring
yang mungkin berdampak pada keandalan transformator. Ketersediaan
system monitoring yang canggih dapat mendeteksi kondisi abnormal pada
banyak bagian saat transformer beroperasi yang memungkinkan dapat
dijadikan data untuk pemeliharaan. Tabel 3.3 merupakan table untuk
Tabel 3.3 Kriteria Teknologi yang terpasang
Technology Levels of Enhanced Condition Monitoring Systems
Score for Technology Peningkatan beberapa inovasi sistem pemantauan yang
digunakan yang meliputi: Thermography (pemanen atau
portabl ), DGA on-line monitor, Fiber optic Temperature, sensor Moisture in oil , Partial Discharge monitor, sensors
on-line bushing power factor, sensor vibrasi. (minimal 3 indikator
yang digunakan.)
8 - 10
Peningkatan beberapa inovasi sistem pemantauan yang
digunakan yang meliputi: Thermography (pemanen atau
portable ), DGA on-line monitor, Fiber optic Temperature, sensor Moisture in oil , Partial Discharge monitor, sensors
on-line bushing power factor, sensor vibrasi. (minimal 2 indikator
yang digunakan.)
5 – 7
Peningkatan beberapa inovasi sistem pemantauan yang
digunakan yang meliputi: Thermography (pemanen atau
portabl ), DGA on-line monitor, Fiber optic Temperature, sensor Moisture in oil , Partial Discharge monitor, sensors
on-line bushing power factor, sensor vibrasi. (minimal 1 indikator
yang digunakan.)
1 – 4
d. Kriteria pembatasan operasi
Pembatasan operasi transformer mengacu pada keterbatasan
kemampuan transformator untuk memberikan output seperti saat kondisi
awal. Misalnya efisiensi efisiensi system pendingin yang dapat menyebabkan
hambatan operasi yang disebabkan oleh thermal. Tabel 3.4 digunakan untuk
menentukan nilai pembatasan operasi pada transformer.
Tabel 3.4 Kriteria pembatasan operasi
Kondisi Pembatasan Operasi
Skor pembatasan
operasi Tidak ada perubahan dari standar desain awal pabrikan, tidak
memiliki kendala saat beroperasi.
8 – 10
Minimal restraints: Beberapa pembatasan operasi
disebabkan ditemukannya temperature isolasi yang berlebih,
penurunan rating isolasi, atau kekurangan sistem pendingin.
Efisiensi dan desain part tidak ditemukan.
5 – 7
Moderate restraints: Pembatasan operasi yang kerap dilakukan disebabkan temperatur, sering derating , vibrasi
berlebih, degradasi system pendingin yang berlebih
3 – 4
Severe condition: Transformator daya tidak memenuhi standart operasional yang dibutuhkan dan memiliki degradasi
yang signifikan
e. Rating kriteria DGA
DGA merupakan alat penting untuk memantau dan menentukan
kesehatan transformer. Sample DGA menyediakan diagnosa untuk
mendeteksi fault dan kondisi abnormal seperti overheating, partial discharge,
arcing, pyrolysis, dan penurunan nilai isolasi yang ada didalam transformer.
Dengan menganalisa laju pebentukan gas mudah terbakar akan sangat
berguna untuk kinerja operasional dan rencana pemeliharaan. Tren data DGA
harus dilakukan dalam tiap bulannya untuk menghitung tingkat gas yang
terbentuk maupun yang terlarut. Tabel 3.5 menunjukkan penilaian pada
kondisi DGA.
Tabel 3.5 Kriteria penilaian DGA
Dissolved Gas-in-Oil Analysis (DGA) Scoring Criteria Skor DGA
Total Dissolved Combustible Gas (TDCG) generation rate < 30 ppm (parts per million)/month AND all individual combustible gas generation rates < 10 ppm/month. Exceptions: CO generations < 70 ppm/month AND acetylene (C2H2) generation rate = 0 ppm.
10
Total Dissolved Combustible Gas (TDCG) generation rate >= 30 and < 50 ppm/month AND all individual combustible gas generation rates < 15 ppm/month. Exceptions: CO generations < 150 ppm/month AND
acetylene (C2H2) generation rate = 0 ppm.
7
Total Dissolved Combustible Gas (TDCG) generation rate >= 50 and < 80 ppm/month AND all individual combustible gas generation rates < 25 ppm/month. Exceptions: CO generations < 350 ppm/month AND
acetylene (C2H2) generation rate < 5 ppm/month.
3
Total Dissolved Combustible Gas (TDCG) generation rate >=80 ppm/month AND all individual combustible gas generation rates < 50 ppm/month. Exceptions: CO generations >= 350 ppm/month AND acetylene (C2H2) generation rate < 10 ppm/month.
f. Rating pengujian elektrik
Tes elektrik pada transformer daya dilakukan untuk mengetahui
kesehatan pada bagian belitan, inti besi, dan bushing. Tes ini mencakup tes
factor disipasi daya (tan delta) belitan, tahanan isolasi,excitation current, tan
delta bushing, Resistance DC, Frequency Respone Analysis, dan short
impedance. Tabel 3.6 menunjukkan kriteria penilaian elektik tes pada
transformer.
Tabel 3.6 Kriteria penilaian elektrik tes
Routine Electrical Tests Scoring
Skor Electrical Test Winding Insulation power factor (PF) < 0.5% dan dinilai
Good, nilai current excitation normal dan sebanding. Bushing C1 %PF < 75% dari nameplate dan dinilai Good, Bushing C1
capacitance < 10% lebih baik dari nilai nameplate, transformer
winding resistance +/- 5% dan seimbang seperti pada data dari vendor.
10
Winding Insulation power factor (PF) < 0.5% dan dinilai Good, nilai current excitation normal dan sebanding. Bushing C1 %PF < 75% dari nameplate dan dinilai Good, Bushing C1
capacitance < 10% lebih baik dari nilai nameplate, transformer
winding resistance +/- 5% dan seimbang seperti pada data dari vendor. (4 dari 5 kriteria terpenuhi)
8
Winding Insulation power factor (PF) < 0.5% dan dinilai Good, nilai current excitation normal dan sebanding. Bushing
Routine Electrical Tests Scoring
Skor Electrical Test C1 %PF < 75% dari nameplate dan dinilai Good, Bushing C1
capacitance < 10% lebih baik dari nilai nameplate, transformer
winding resistance +/- 5% dan seimbang seperti pada data dari vendor. (3 dari 5 kriteria terpenuhi)
Winding Insulation power factor (PF) < 0.5% dan dinilai Good, nilai current excitation normal dan sebanding. Bushing C1 %PF < 75% dari nameplate dan dinilai Good, Bushing C1
capacitance < 10% lebih baik dari nilai nameplate, transformer
winding resistance +/- 5% dan seimbang seperti pada data dari vendor. (2 dari 5 kriteria terpenuhi)
3
Winding Insulation power factor (PF) < 0.5% dan dinilai Good, nilai current excitation normal dan sebanding. Bushing C1 %PF < 75% dari nameplate dan dinilai Good, Bushing C1
capacitance < 10% lebih baik dari nilai nameplate, transformer
winding resistance +/- 5% dan seimbang seperti pada data dari vendor. (1 dari 5 kriteria terpenuhi)
1
Tidak ada kriteria diatas yang terpenuhi 0
g. Rating kriteria isolasi minyak
Isolasi minyak juga merupakan bagian penting pada transformator
daya. Minyak mengandung sifat dielektrik dari sistem isolasi, memiliki
batasan isolasi dari perubahan kimiwi dan suhu minyak, dan sebagai media
dianalisa dan sifat elektrik dari minyak dapat ditentukan. Karena semua
kertas isolasi dan pressboard terendan didalam minyak, sifat minyak
memiliki dampak langsung pada proses degradasi isolasi. Data kualitas
minyak akan dibandingkan dengan tabel 3.7 untuk menentukan apakah
minyak isolasi masih dalam kriteria yang masih diterima. Tabel 3.8
merupakan penilaian kriteria kualitas minyak isolasi.
Tabel 3.7 Suggested Limits for Continued Use of Service-Aged Insulating Oil
Test and Method Voltage Class of Transformer
<= 69kV >69-<230 kV >=230 kV Dielectric Strength ASTM D1816 1 mm gap kV, min 2 mm gap kV, min 23 40 28 47 30 50 Neutralization No. ASTM D974 mg KOH/g maximum 0.20 0.15 0.10 Interfacial Tension ASTM D971 mN/m minimum 25 30 32 Power Factor@20C ASTM D924 25 C % maximum 0.5 0.5 0.5 Water Content ASTM D1533 ppm maximum 35 25 20
Tabel 3.8 Penilaian minyak isolasi
Insulating Oil Quality Test Scoring
Score for Oil Quality Pengujian kondisi oil terakhir menunjukkan neutralization number
(acid), interfacial tension (IFT), dielectric strength, % power factor, dan water content masih dalam kondisi yang dapat diterima.
10
Pengujian kondisi oil terakhir menunjukkan neutralization number
(acid), interfacial tension (IFT), dielectric strength, % power factor, dan water content masih dalam kondisi yang dapat diterima. (4 dari
5 kriteria terpenuhi)
8 – 9
Pengujian kondisi oil terakhir menunjukkan neutralization number
(acid), interfacial tension (IFT), dielectric strength, % power factor, dan water content masih dalam kondisi yang dapat diterima. (3 dari
5 kriteria terpenuhi)
5 – 7
Pengujian kondisi oil terakhir menunjukkan neutralization number
(acid), interfacial tension (IFT), dielectric strength, % power factor, dan water content masih dalam kondisi yang dapat diterima. (2 dari
5 kriteria terpenuhi)
2 – 4
Pengujian kondisi oil terakhir menunjukkan neutralization number
(acid), interfacial tension (IFT), dielectric strength, % power factor, dan water content masih dalam kondisi yang dapat diterima. (1 dari
5 kriteria terpenuhi)
1
h. Rating kriteria pemeliharaan rutin
Kondisi trafo daya dapat dilihat dari jumlah pemeliharaan korektif yang
telah dilakukan maupun yang harus dilakukan. Faktor yang harus
dipertimbangkan untuk melakukan penilaian korektif meliputi : • Kebutuhan pemeliharaan seiring dengan factor usia operasi • Kualitas hasil tren data yang menurun pada pengujin isolasi • Kegagalan atau masalah unit trip yang pernah terjadi sebelumnya • Kandungan gas mudah terbakar pada minyak
• Pengalaman kegagalan pada industry pembangkit dengan desain transformer yang sama
Hasil dari riwayat pemeliharaan transformer (prediktif dan korektif) dan data
tren dianalisa dan diterapkan pada table 3.9.
Table 3.9 Kriteria penilaian pemeliharaan
Maintenance Requirement Rating Criteria Score Minimum Level (kondisi normal) – pemeliharaan preventif
rutin, analisis minyak dan pengujian rutin dilakukan pada
frekuensi yang direkomendasikan.
9 – 10
Low Level – Dilakukan sejumlah pemeliharaan korektif dalam skala yang kecil. Perbaikan part yang dapat dilakukan saat
preventive yang dijadwalkan secara periodic dan tidak
mengharuskan padamnya unit(misalnya pemeliharaan system
pendingin, kalibrasi meter dan indicator, kebocoran ringan)
Maintenance Requirement Rating Criteria Score Moderate Level – Beberapa pemeliharaan korektif yang
menyebabkan pemadaman unit saat pemeliharaan preventif
(misalnya penggantian bushing, perbaikan kebocoran minyak,
perbaikan system pendingin, purifikasi minyak)
5 – 6
Significant/Extensive Level – Pemeliharaan yang membutuhkan perbaikan yang signifikan, force outage dan pemadaman unit
yang lama karena pemeliharaan (misalnya kebocoran minyak
yang signifikan, penggantian system pendingin, overheating
pada instalasi kontrol).
3 – 4
Severe Level – Pemeliharaan korektif yang disebabkan kondisi yang parah pada trafo, telah dilakukan pemadaman berulang
ulang, kerap dilakukan perbaikan, pemakaian dan komponen
yang abnormal sehingga dilakukan pemeliharaan yang intens.
0 – 2
i. Rating kriteria kualitas data transformator
Penilaian kualitas data menunjukkan kualitas inspeksi, pengujian, dan
hasil pengujian untuk mengevaluasi kondisi tiap bagian dari transformer.
Semakin muthakhir dan lengkap dalam inspeksi, semakin baik konsisten
dalam pengujian dan pengambilan data tren seperti yang telah
direkomendasikan oleh pabrikan. Kegiatan yang dilakukan meliputi inspesi
manual dan pengumpulan data (pengukuran, tes, catatan pemeliharaan,
history operasi, gambar desain, laporan commissioning, dan lai-lain). Kriteria
yang disarankan untuk mendapatkan penilaian kualitas data transformer dapat
Table 3.10 Penilaian kriteria ketersediaan data
Data Availability, Integrity and Accuracy
Data Quality
Score High – Semua kebijakan dan prosedur pemeliharaan
transformator telah diterapkan oleh unit pembangkit dan telah
dilaksanakan pemeliharaan rutin dan pengujian dalam
frekuensi normal. Data dan informasi yang diperlukan semua
tersedia untuk data penilaian.
8 – 10
Medium – Dilakuan satu atau lebih inspeksi rutin, tes dan pengukuran dalam kurun 6-24 bulan terakhir, atau sebagian
kecil dari data informasi dan dokumen yang tidak tersedia
untuk data penilaian.
5 – 7
Low – Dilakuan satu atau lebih inspeksi rutin, tes dan pengukuran dalam kurun 24-36 bulan terakhir, dan beberapa
data tidak tersedia untuk data penilaian
3 – 4
Very Low – Dibutuhkan satu atau lebih inspeksi, tes dan pengukuran dalam kurun >36 bulan terakhir, atau banyak data
yang tidak tersedia.
3.5 Penilaian Transformator
Pada table 3.11 diperlihatkan nilai dan assesmen kondisi untuk transformer dimana Indikator Kondisi (CI) dapat dihitung dengan rumus
𝐶𝐼 =∑𝐽=1,𝑁𝐾=1,𝑀𝑆𝐶(𝐾,𝐽)𝑥𝐹(𝐾)𝑥𝐹(𝐽)
∑𝐽=1,𝑁𝐾=1,𝑀𝐹(𝐾)𝑥𝐹(𝐽) … (3.1)
Dimana :
• M : Total jumlah parts
• K : Identifikasi nomor dari part • N : Jumlah total parameter kondisi
• J : Nomor identitas dari parameter kondisi • SC(K,J): Skore kondisi part untuk kondisi parameter
• F(J) : Weighting factor untuk parameter kondisi didefinisikan berdasarkan tingkat kepentingan dari parameter kondisi dari keseluruhan assesmen kondisi
• F(K) : Weighting factor untuk part / item, didefinisikan
berdasarkan tingkat kepentingan terhadap keseluruhan kondisi komponen
Tabel 3.11 Nilai kriteria keseluruhan kondisi transformer Transformer Ta xon om y I D Visu al C on dit io n S co re Ag e S co re In st alle d T ec hn olo gy Sc ore O pera tig R es tri ct io ns Sc ore D isso lv ed G as -in -O il An aly sis S co re Tra ns fo rme r E lect ri ca l Te st s S co re In su la tin g O il Q ua lit y Te st s S co re Ma int ena nc e Req ui re men t S co re D at a Q ua lit y S co re W ei gh tin g Fa ct or s f or Pa rt s Core NA NA 2.0 Windings NA NA 2.5 Insulating Fluid 2.5 Bushings 2.0 Cooling system NA NA 1.5 Tap Changer 1.0
Tank & Other NA NA NA NA 0.5
Weighting Factor for
condition Parameter 1.0 1.5 1.0 1.5 2.5 2.5 1.5 1.0 Data Quality
CONDITION INDICATOR
Perhitungan hasil CI dengan nilai 0 - 10 beserta saran yang dianjurkan ditunjukkan pada tabel 3.11. Berdasarkan nilai range CI dapat dibuat keputusan pembatasan pengoperasian atau keputusan evaluasi lebih mendalam.
Tabel 3.12 CI dan saran berdasarkan kondisi CI 7 ≤ CI ≤ 10 Good Continue O&M without restriction
3 ≤ CI ≤ 7 Fair Continue operation tapi re-evaluation suggested 0 ≤ CI ≤ 3 Poor Immediate evaluation and O&M adjustment required
3.6 Tahapan Penilaian Kondisi Transformator
Dari sisi jenis pemeliharaan yang dilakukan oleh pembangkit, penulis membagi
kelompok penilaian part transformator berdasarkan komponen inti dari transformator
(belitan), isolasi minyak, bushing, system pendingin, tap changer, tangki dan
komponen peralatan lainnya (panel, indicator, sistem proteksi) dimana komponen
peralatan transformer ini akan menjadi objek rating kriteria penilaian (tabel 3.11).
Penilaian kondisi tiap objek komponen melalui serangkaian pengujian baik
berupa visual, laboratorium, maupun tes elektrik. Pengujian yang dilakukan pada
komponen transformator diantaranya adalah:
a) Core : Excitation Current
b) Windings : - insulation resistance/polaritas index test - Winding resistance
- Turn ratio & polarity
- TanΔ test (dissipation factor) - FRA (Frequency Respone Analyzer) c) Bushing : Pengujian tanΔ (Disipasi Faktor Daya)
d) Minyak : DGA (Dissolved Gas-in-Analysis), Furan, dan physical test
oil quality
Setelah melakukan serangkaian pengujian, tiap komponen dinilai berdasarkan
rating kriteria yang diinput kedalam tabel 3.11 untuk mendapatkan nilai kondisi
indicator CI. Hasil perhitungan CI dapat dijadikan acuan bagi unit pembangkit untuk
melakukan perbaikan atau investasi peralatan komponen atau dapat dijadikan
