ANALISA DESAIN KONEKSI KAPASITOR KOMPENSASI ARUS PADA PENGETESAN LOAD LOSSES TRANSFORMATOR

(1)

ANALISA DESAIN KONEKSI KAPASITOR KOMPENSASI ARUS PADA

PENGETESAN LOAD LOSSES TRANSFORMATOR

Abdul Hafidh Hajar

Jurusan Teknik Elektro – FTI , Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Kampus ITS, Keputih-Sukolilo, Surabaya-60111, Email:

Hafidelits@yahoo.com

ABSTRAK

Transformator menjadi bagian yang begitu penting dalam menjaga kestabilan tenaga listrik dan merupakan suatu peralatan tegangan tenaga listrik yang mengubah tegangan arus bolak balik dari satu tingkat tegangan ketingkat tegangan yang lain dengan menggunakan prinsip induksi magnet. Dalam tugas akhir ini, pengujian rugi-rugi pembebanan pada transformator dibahas. Saat melakukan pengujian tersebut dibutuhkan arus pengujian yang sangat besar, maka untuk memenuhi kebutuhan terhadap arus tersebut digunakan sebuah generator yang dihubungkan pada transformator bantu serta pemasangan kapasitor bank kompensasi. Rangkaian kapasitor bank kompensasi yang tepat, dapat menyuplai kebutuhan arus pada saat pengujian.

1. PENDAHULUAN

Untuk mendapatkan kinerja transformator yang handal, perlu dilakukan pengujian terhadap transformator tersebut sebelum digunakan. Berdasarkan standar IEC 70067, salah satu pengujian pada transformator adalah pengujian rugi-rugi pembebanan (load losses test). Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui rugi-rugi dan impedansi dari transformator. Saat dihubungkan terhadap beban maka arus yang mengalir pada transformator akan maksimal (Imax), dengan kata lain bahwa saat melakukan pengujian ini maka dibutuhkan suplai berupa arus yang maksimal sesuai dengan kebutuhan transformator.

Dalam tugas akhir ini suplai berupa arus diperoleh dari sebuah generator yang dihubungkan dengan transformator bantu untuk memenuhi kebutuhan arus saat pengujian. Tetapi arus yang dihasilkan oleh transformator bantu masih mengalami kekurangan , maka dibutuhkan kompensasi berupa pemasangan kapasitor bank untuk melakukan kompensasi terhadap kebutuhan saat pengujian transformator objek uji.

Transformator merupakan suatau peralatan tenaga listrik yang mengubah tegangan AC (alternative current) dari satu tingkat ke tingkat tegangan yang lain berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Transformator terdiri dari sebuah inti yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan yaitu, kumparan primer serta kumparan sekunder. Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan Hukum Faraday, yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu belitan diberi arus AC, jumlah garis garis gaya magnet pada inti berubah. Akibatnya pada sisi primer terjadi induksi, sisi sekunder menerima garis

gaya magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah pula, maka timbul beda tegangan antara ujung ujung belitan.

2. PENGUJIAN TRANSFORMATOR DAYA DAN PEMODELAN SISTEM PADA ETAP 4.0.

Rugi-rugi pembebanan merupakan rugi-rugi yang diakibatkan oleh efek pembebanan pada transformator. Rugi-rugi ini tersiri dari I2R belitan yang disebabkan oleh arus yang mengalir di belitan dan rugi-rugi lain yang tidak teridentifikasi (stray

loss).

Rugi-rugi pembebanan diukur dengan melakukan hubungan singkat pada salah satu belitan baik belitan tegangan tinggi maupun belitan tegangan rendah, untuk menghasilkan arus maksimal yang mengalir pada belitan. Rugi-rugi transformator pada kondisi ini dapat bernilai sama dengan rugi-rugi yang diakibatkan oleh kenaikan suhu saat sejumlah arus mengalir melalui transformator.

a j L

P

=

+

(2.1)

Dengan,

PL : rugi pembebanan (Watt)

Pj : rugi belitan I

2

R (Watt)

Pa : stray loss (Watt)

Nilai dari rugi-rugi pembebanan (PL) dan rugi

rugi belitan mengalami kenaikan seiring dengan naiknya suhu oleh sebab itu diperlukan koreksi suhu dari suhu pengujian (Φm) ke suhu yang lebih tinggi. Standar IEEE, pengujian dikoreksi pada suhu 750C. Koreksi terhadap suhu ini dapat menggunakan persamaan, m k k m j j T T T P T P φ φ + + = ( ) ) ( (2.2) T T T P T P k m k m a a + + = (φ ) φ ) ( (2.3)

(2)

Dengan,

Φm : suhu saat pengukuran (0C)

T : 750 C

Tk : konstanta 2350C (tembaga) dan 2250C

(almunium), standar IEC

2.1 Parameter pengujian rugi-rugi pembebanan

Pada pengujian ini bagian transformator yang dihubungkan singkat adalah belitan tegangan rendah, hal ini dipilih karena jika pada sisi tegangan tinggi yang dihubungkan singkat maka arus yang dibutuhkan saat pengujian sangat besar, terdapat kendala jika arus yang dibutuhkan terlalu besar yaitu berupa keterbatasan suplai generator dan peralatan pengukuran.

Gambar 2.1 Rangkaian pengukuran Transformator Tiga Fase Bentuk rangkaian yang digunakan pada pengukuran rugi-rugi beban dapat dilihat pada gambar 2.1 untuk pengukuran transformator 3 fasa.

2.2 Pemodelan system

Simulasi pada tugas akhir ini adalah simulasi pengujian rugi-rugi pembebanan pada sebuah transformator dengan pemasangan kapasitor bank kompensasi untuk menyuplai kebutuhan arus dan tegangan yang dibutuhkan ketika pengujian. Data yang telah didapatkan dari hasil pengujian, disimulasikan kedalam software ETAP 4.0.

2.2.1 Parameter Generator Suplai

Pada sistem, sumber yang digunakan merupakan sebuah generator diesel dengan tegangan sebesar 6 kV dan pada pemodelan menggunakan ETAP 4.0 digunakan sumber berupa synchronous generator yang dipasang secara swing. Parameter sumber yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 2.1 sebagai berikut :

Tabel 2.1 Parameter Generator Suplai

Vrms (kV) 6 kV

Frekuensi (Hz) 50 Hz Konfigurasi Y solid

MVA 5 MVA

2.2.2 Parameter Transformator Bantu

Pada pengujian rugi-rugi pembebanan tranformator bantu berperan sebagai penyuplai arus dan tegangan yang dibutuhkan oleh transformator objek uji. Transformator arus ini dipasang seri

dengan transformator objek uji dan memiliki tingkat tap tegangan. Parameter transformator bantu seperti pada Tabel 2.2

Tabel 2.2 Data Transformator Bantu

2.2.3 Parameter Kapasitor Kompensasi

Kapasitor bank yang digunakan untuk mengkompensasi kekurangan arus yang dibutuhkan pada transformator objek uji, kapasitor bank ini dipasang secara paralel terhadap transformator objek uji. Terdapat masalah mengenai bentuk pemasangan rangkaian kapasitor pada software ETAP.4.0. Masalah tersebut mengenai penyusunan rangkaian kapasitor baik secara seri maupun paralel tidak dapat dilakukan. Maka masalah ini di atasi dengan terlebih dahulu menghitung nilai VAR dari susunan rangkaian kapasitor, kemudian menginputkan data tersebut ke parameter kapasitor pada software

ETAP4.0.

3. SIMULASI DAN ANALISA

3.1 Analisa Pengujian Rugi-rugi Pembebanan

Gambar 3.1 Pemodelan Sistem Pengetesan Rugi-Rugi Beban Transformator

Terdapat dua buah transformator yang akan diuji, adapun parameter transformator yang akan diuji sebagai berikut,

Tabel 3.1 Parameter Trafo uji 60 MVA

Daya 60 MVA LV 20 kV HV 150 kV Frekuensi 50 Hz Tap ±1.5% PCU 215.31 kW Impedansi 12.35%

Tabel 3.2 Parameter Trafo uji 100 MVA

Daya 100 MVA LV 20 kV HV 150 kV Frekuensi 50 Hz Tap ±1.5% PCU 325.76kW Impedansi 12.35%

Rating MVA 5 MVA

Rating kV primer/kV sekunder 6/0-51.2 Hubungan belitan Yg/Yg

(3)

Pada transformator yang diuji memiliki tap tegangan pada sisi tegangan tingginya, adapun tap tegangan yang digunakan pada tugas akhir ini adalah, seperti pada Tabel 3.3 berikut,

Tabel 3.3 Tap Tegangan Trafo Objek Uji untuk 60 MVA dan 100 MVA

TAP Tegangan

1 167.750

8 150.000

18 127.500

Pengetesan ini dilakukan untuk mengetahui rugi-rugi beban dan rugi-rugi belitan serta impedansi pada transformator objek uji. Arus yang disuplai pada bagian primer dari transformator objek uji bersumber dari sebuah generator dengan spesifikasi sebagai berikut ,

Daya = 5 kVA

Tegangan = 6 kV

Frekuensi = 50 Hz

Generator ini dihubungkan dengan transformator penaik tegangan dengan tujuan dapat memenuhi kebutuhan arus dan tegangan pada transformator objek uji. Pada pengetesan ini transformator yang digunakan untuk menyuplai arus tersebut dinamakan transformator bantu. Parameter dari transformator bantu ini :

Daya = 5 MVA

LV = 6 kV

HV = Tap ( 1.6 – 51.2) kV

Frekuensi = 50 Hz

Taping = ±10%

Perbedaan taping tegangan dari transformator bantu ini menyebabkan nilai arus yang dihasilkan juga berbeda-beda tiap tapnya. Maka dari itu pemilihan tap tegangan yang sesuai akan mempengaruhi besarnya arus yang akan disuplai pada trafo objek uji.

Tabel 3.4 Tap Tegangan Transformator Bantu

Lanjutan Tabel 3.4 Tap Tegangan Transformator Bantu

Dari nilai tap tegangan transformator yang ada dapat diketahui besarnya nilai arus yang dapat disuplai oleh transformator bantu terhadap kebutuhan arus pada pengujian. Untuk transformator dengan nilai arus dan tegangan yang dibutuhkan untuk pengetesan, digunakan persamaan 3.1 dan persamaan 3.2 sebagai berikut : 3 % base test V x impedance V = (3.1) base test test V Mva I 3 = (3.2)

Nilai tegangan base yang digunakan disesuaikan dengan nilai tap tegangan tinggi pada belitan transformator objek pengujian, dalam tugas akhir ini tegangan base yang digunakan adalah bervariasi sesuai dengan tap belitan tegangan tinggi transformator objek pengujian.

Tabel 3.5. Nilai Kebutuhan Arus dan Tegangan Trafo 60 MVA

Tabel 3.6. Nilai Kebutuhan Arus dan Tegangan Trafo 100 MVA

Nilai tegangan dan arus yang dibutuhkan oleh sistem pengujian rugi-rugi beban cukup besar, sehingga transformator bantu tidak dapat menyuplai seluruh arus dan tegangan yang dibutuhkan oleh transformator objek uji. Nilai arus transformator objek uji yang disuplai pada sistem tidak mencukupi oleh karena itu dibutuhkan kompensasi berupa pemasangan kapasitor bank secara paralel terhadap transformator objek uji. Pemasangan kapasitor bank Karakteristik Transformator Bantu

Tap Tap Tegangan (kV) Tap Arus (Ampere) A1 0.0 0.0 A2 1.6 793.9 A3 3.2 451.1 A4 4.8 601.4 A5 6.4 451.1 A6 8.0 360.8 A7 9.6 300.7 A8 11.2 257.7 A9 12.8 225.5 A10 14.4 200.5 A11 16.0 180.4 B1 17.6 164.0 B2 19.2 150.4 B3 20.8 138.8 B4 22.4 128.9 B5 24.0 120.3 B6 25.6 112.8 B7 27.2 106.1

Karakteristik Transformator Bantu

Tap Tap Tegangan (kV) Tap Arus (Ampere) B8 28.8 100.2 B9 30.4 95.0 B10 32.0 90.2 B11 33.6 85.9 C1 35.2 82.0 C2 36.8 78.4 C3 38.4 75.2 C4 40.0 72.2 C5 41.6 69.4 C6 43.2 66.8 C7 44.8 64.4 C8 46.4 62.2 C9 48.0 60.1 C10 49.6 58.2 C11 51.2 56.4 No Tap kV test L-N Arus test (A) 1 1 11.96 209.00 2 8 10.69 230.94 3 18 9.08 271.69 No Tap kV test L-N Arus test (A) 1 1 11.96 344.17 2 8 10.69 384.90 3 18 9.08 452.82

(4)

ini bertujuan untuk menyuplai kekurangan arus saat pengujian.

3.2. Analisa Kebutuhan Arus pada Pengujian Rugi-rugi beban

Kapasitor bank yang digunakan untuk memberikan kompensasi berupa arus dan tegangan pada pengetesan, kapasitor bank yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Tegangan (

V

_tiap_kapasitor) = 5 kV Kapasitansi tiap unit = 27.5 µFarad

Nilai tegangan yang harus dipenuhi oleh rangkaian kapasitor kompensasi harus lebih besar dibandingkan dengan nilai tegangan tes (Vtest). Nilai

tegangan ini diperoleh dengan merangkai kapasitor secara seri . Nilai arus yang harus disuplai oleh kapasitor bank dapat diperoleh dengan cara melakukan pengurangan antara arus yang dibutuhkan oleh transformator objek uji dengan arus yang diperoleh dari tap tegangan pada transformator bantu.

bantu trafo tap Kapasitor test I I I = + (3.3) Dengan,

IKapasitor :arus suplai kapasitor bank (A)

ITest : kebutuhan arus pengujian(A)

Itap trafo : arus suplai oleh trafo bantu (A)

Nilai dari arus yang yang dibutuhkan pada pengujian tiap tap transformator dapat dilihat pada tabel,

Tabel 3.7 Kekurangan Arus pada Transformator 60 MVA Tap 1 Tap 1

Arus test (A)

Trafo Bantu Kebutuhan arus (A) Tap Tegangan (kV) Arus (A)

209.00 A11 16.0 180.4 28.6 B1 17.6 164.0 48.8 B2 19.2 150.4 58.6 B3 20.8 130.8 70.2 B4 22.4 128.9 80.1 B5 24.0 120.3 88.7 B6 25.6 112.8 96.2 B7 27.2 106.1 102.9

3.3 Analisa Rangkaian Kompensasi Kapasitor

Sebuah kapasitor bank kompensasi yang digunakan idealnya mampu menyuplai arus senilai 43.175 Ampere apabila dipasangkan secara paralel.

kapasitor tiap C kapasitor tiap kapasitor tiap fCxV X V I = =2π ( 3.4) 3 6 10 5 10 5 . 27 2 f x x x x Itiapkapasitor − = π Ampere Itiapkapasitor =43.175

Dalam menentukan jumlah kapasitor yang dirangkai baik secara paralel maupun seri digunakan persamaan sebagai berikut,

kapasitor tiap I arus kebutuhan paralel Unit = (3.5) kV V seri Unit test 5 = (3.6)

Untuk transformator 60 MVA (tap 1) dengan menggunakan transformator bantu (tap A11), maka diperoleh kekurangan arus yang dibutuhkan adalah 26.1 A (dapat dilihat pada Tabel 3.7). Kekurangan arus ini dapat digunakan untuk menentukan jumlah kapasitor yang akan dirangkai secara paralel

1 60 . 0 175 . 43 1 . 26 ≈ = = A A paralel Unit 3 33 . 2 5 69 . 11 ≈ = = kV seri Unit

Rangkaian yang diperoleh untuk memenuhi kebutuhan arus dan tegangan pada transformator ini adalah 3 buah seri, untuk rangkaian 3 seri dapat dilihat pada Gambar 4.1.

3 2 1 1 1 1 1 C C C Ctotal + + = F Ctotal = 9.16 µ Ω = 347.42 C X MVAR X V c test 41 . 0 var 2 = =

Gambar 3.2 Rangkaian 3 Seri Kapasitor

Sedangkan untuk nilai arus yang mampu disuplai oleh rangkaian kapasitor 3 seri adalah,

A X V I c test kompensasi 19.88 3 = =

Arus yang dihasilkan oleh rangkaian 3 seri kapasitor tidak dapat memenuhi kebutuhan arus saat pengujian, oleh karena itu dibutuhkan penambahan kapasitor yang dirangkai secara paralel.Untuk rangkaian 2 paralel dan 3 seri didapatkan,

Gambar 3.3 Rangkaian 2 Paralel dan 3 Seri Kapasitor

F C C C Cp= p1= p2= p3=55µ 3 2 1 1 1 1 1 P P P total C C C C + + = F C_total=18.33µ Ω =173.71 C X MVAR X V c test 81 . 0 var 2 = = C2 C1 C4 C6 C3 C5 CTo CP CP2 CP3 Ctotal C C C

(5)

Sedangkan untuk nilai arus yang mampu disuplai oleh rangkaian kapasitor 2 paralel dan 3 seri adalah, A X V I c test kompensasi 39.75 3 = =

Arus yang dihasilkan oleh rangkaian 2 paralel dan 3 seri kapasitor dapat memenuhi kebutuhan arus saat pengujian, sehingga untuk memenuhi kebutuhan arus pada transformator 60 MVA (tap 1) dengan suplai dari transformator bantu (A11) digunakan rangkaian 2 paralel dan 3 seri seperti pada Gambar 4.2.

Dari hasil perhitungan tersebut diperoleh data berupa bentuk rangkaian kapasitor yang digunakan, kapsitansi total rangkaian, MVAR rangkaian serta suplai arus dari pemasangan kapsitor tersebut, untuk kebutuhan arus yang diperlukan saat tap transformator bantu yang lain dapat dilihat pada tabel 3.8,

Tabel 3.8. Rangkaian Kapasitor Kompensasi Trafo 60 MVA Tap 1 Vtes (kV) Tap Kebutuhan arus Rangkaian kapasitor s p µ

Farad Mvar Ampere

11.96 A11 28.6 3 2 18.00 0.81 39.75 B1 48.8 3 3 27.50 1.32 59.62 B2 58.6 3 4 36.00 1.62 79.50 B3 70.2 3 5 45.83 2.22 99.37 B4 80.1 3 5 45.83 2.22 99.37 Lanjutan Tabel 3.8. Rangkaian Kapasitor Kompensasi

Trafo 60 MVA Tap 1 Vtes (kV) Tap Kebutuhan arus Rangkaian kapasitor s p µ

Farad Mvar Ampere 11.96

B5 88.7 3 6 55.00 2.47 119.25 B6 96.2 3 6 55.00 2.47 119.25 B7 102.9 3 6 55.00 2.47 119.25 Dalam penyusunan rangkaian kapasitor terdapat batas maksimal rangkaian kapasitor yang digunakan, pertimbangan jumlah biaya tiap unit kapasitor yang digunakan dan yang paling utama adalah frekuensi resonansi dari jumlah kapasitor yang digunakan. Pada pengujian ini frekuensi resonansi harus bernilai 4 Hz lebih besar dari nilai yang frekuensi yang digunakan pada pengujian ini (50 Hz), persamaan yang digunakan untuk mendapatkan frekuensi resonansi sebagai berikut,

        = total resonansi LC f 1 2 1 π (3.7)

Dengan nilai induktansi (L), sebagai berikut.

(%) 2 impadance x VA M V XL= test (3.8) π 2 L X L= (3.9)

3.3.1 Perbandingan Kebutuhan Arus Sebelum dan Setelah Pemasangan Kapasitor Bank

Pada tugas akhir ini perbandingan kebutuhan arus baik sebelum pemasangan kapasitor bank sebagai kompensasi arus dan setelah pemasangan memiliki

perbedaan arus yang cukup besar, adapun perhitungannya sebagai berikut,

3.3.1.1 Perbandingan Transformator 60 MVA tap 1

Untuk pengujian transformator diperoleh, Arus pengujian (Itest) = 209.0 A Arus Trafo bantu (Tap A11) = 180.4 A Arus Kompensasi Kapasitor = 39.75 A (2 paralel dan 3 seri)

Maka,

% arus sebelum Kompensasi

% 31 . 86 % 100 0 . 209 4 . 180 = x

% arus Setelah Kompensasi

% 47 . 104 % 100 0 . 209 95 . 37 4 . 180 = + x

Persentasi nilai arus yang digunakan pada pengujian transformator 60 MVA tap 1 dengan adanya kompensasi kapasitor, bernilai 104.47 % dari arus yang dibutuhkan. Persentasi nilai arus ini telah memenuhi toleransi arus yang di butuhkan pada pengujian.

3.4 Analisa Rugi Stray Loss dan Impedansi

Setelah memperoleh sistem telah mampu menyuplai arus pada pengujian, maka pengukuran terhadap rugi-rugi pada transformator dilakukan, Tabel 4.13 menunjukkan data hasil pengukuran,

Tabel 3.9 Data Hasil Pengukuran Transformator 60 MVA CT Ratio : 400/5 Ampere PT Ratio : 50000/100 Volt Φm =300C Tap Um (kV L-N) Im (Ampere) Losses Pm (Watt) 1 12.837 208.0 196.6 8 10.862 230.2 193.3 18 8.583 270.7 203.3 Ket tabel:

Um :tegangan line to netral hasil pengukuran (kV)

Im :arus pada pengukuran (Ampere)

Pm :rugi-rugi pada pengujian (kW)

Φm :suhu pada pengukuran (0C)

Nilai pada Tabel 3.9 merupakan nilai dari pengukuran, pengujian ini dibutuhkan nilai nominal dari hasil pengukuran, untuk transformator 60 MVA tap 1, diperoleh arus nominal 209.0 Ampere. Maka,

m r m L I I U V = (3.10) 2       = m r m L I I P P (3.11) Dengan,

PL : rugi-rugi pada pembebanan (kW) Ir : arus nominal (Ampere)

Tabel 3.10 Data Hasil Pengukuran Transformator 60 MVA CT Ratio : 400/5 Ampere PT Ratio : 50000/100 Volt Φm =300C Tap UL (kV L-N) Ir (Ampere) PL (Watt) 1 12.897 209.0 198.438 8 10.896 230.9 194.494 18 8.616 271.7 204.911

(6)

Rugi-rugi pembebanan merupakan penjumlahan dari rugi-rugi pada belitan dan stray

loss, sesuai dengan persamaan (2.1).Untuk memperoleh nilai rugi belitan maka dibutuhkan data berupa resistansi belitan,

Tabel 3.11 Data Hasil Pengukuran Resistansi Belitan Resistansi

Primer (Ω)

Resistansi sekunder (Ω)

0.02405 1.56146

Setelah memperoleh rugi-rugi pada belitan maka rugi-rugi stray loss dapat diketahui pula,sesuai pada Tabel 3.12 berikut,

Tabel 3.12 Rugi-rugi dan Impedansi pada Transformator 60 MVA pada Suhu 300

C dan 750 C Tap 1 8 18 Suhu 300_C ₇₅0_C ₃₀0_C ₇₅0_C ₃₀0_C ₇₅0_C PL 198.438 216.998 194.494 215.213 204.911 228.329 I2 Rp 78.215 91.497 83.249 97.385 96.621 113.029 I2 Rs 72.167 84.422 72.167 84.422 72.167 84.422 Pa 48.056 41.080 39.079 33.406 36.123 30.879

Sesuai dengan standar IEc, maka pengujian dikoreksi pada suhu 750. Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan persamaan (2.2), persamaan (2.3) dan persamaan (2.4).

3.5 Simulasi Kebutuhan Arus Pengujian dengan

Software ETAP 4.0

Sebelum melakukan simulasi maka terlebih dahulu dibutuhkan diagram segaris seperti pada gambar 2.2 dari peralatan pengujian seperti generator, transformator bantu, kapasitor kompensasi dan transformator objek. Data yang diinputkan kedalam simulasi seperti generator, transformator bantu dan kapasitor bank disesuaikan dengan data pada perhitungan.

Sedangkan untuk transformator objek uji, dapat diubah menjadi beban statis, hal ini dilakukan karena terdapat kendala pada Software ETAP 4. Kendalanya yaitu sisi sekunder pada transformator uji tidak dapat dihubungkan singkat. Penggunaan beban statis dengan menginputkan data arus, tegangan, rugi daya dan impedansi pada transformator dapat menjadi solusi untuk mengatasi masalah tersebut.

3.5.1 Simulasi pada Transformator 60 MVA Tap 1

Gambar 3.4. Tampilan Window untuk Kapasitor Bank Tap 1

Gambar 3.5 Tampilan Window untuk Kapasitor Bank Tap 1

Gambar 3.6 Simulasi Pengujian Rugi-rugi Beban Trafo 60 MVA Tap 1

Dengan menginputkan data hasil pengujian rugi-rugi pembebanan pada transformator 60 MVA tap 1, dapat ditentukan nilai arus suplai yang dibutuhkan oleh transformator objek uji. Adapun data yang diinputkan tersebut adalah data-data pengujian transformator 60 MVA berupa data beban dan data kapasitor kompensasi :

Tap trafo bantu = 16.0 (A11)

Tegangan test (kVtest) = 11.96 kV

Arus test (Itest) = 209 Ampere

Rugi-rugi beban (PL) = 216.998 kW

VAR kapasitor kompensasi = 0.81 MVAR

Hasil simulasi antara lain,

Arus suplai kapasitor = 46 A

Arus suplai Trafo bantu = 203.5 A Arus yang dibutuhkan trafo uji = 249.5 A

4.6 Perbandingan Nilai Kebutuhan Arus pada Perhitungan dengan Kebutuhan Arus pada Simulasi Trafo 60 MVA Tap 1 .

% arus pada perhitungan:

% 47 . 104 % 100 0 . 209 95 . 37 4 . 180 = + x % arus pada Simulasi :

% 37 . 119 % 100 0 . 209 46 5 . 203 = + x

(7)

Persentasi nilai arus yang digunakan pada pengujian transformator 60 MVA tap 1 dengan adanya kompensasi kapasitor, bernilai 104.47 % dari arus yang dibutuhkan. Sedangkan persentasi nilai kebutuhan arus pada pengujian dengan menggunakan

software ETAP 4.0 bernilai 119.37%.

Perbedaan antara nilai perhitungan dan simulasi diakibatkan oleh keterbatasan software terutama pada pemasangan kapasitor bank yang tidak dapat dirangkai sesuai dengan kebutuhan melainkan dengan menghitung nilai MVAR dari rangkaian kapasitor dan menginputkannya pada software.

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang didapatkan dari perancangan dan pembuatan tugas akhir ini, dapat diperoleh beberapa kesimpulan antara lain:

1. Pada pengujian rugi-rugi pembebanan didapatkan kebutuhan arus untuk untuk transformator objek uji antara lain,

I test trafo 60 MVA tap 1 = 209.00 A I test trafo 60 MVA tap 8 = 230.94 A I test trafo 60 MVA tap 18 = 271.69 A 2. Untuk transformator 60 MVA tap 1 dengan

kebutuhan arus sebesar 209.0 A dan tegangan sebesar 11.96, didapatkan penyusunan kapasitor yang tepat adalah 2 paralel dan 3 seri. Pemilihan rangkaian ini didasarkan pada, arus untuk penyusunan secara paralel dan tegangan untuk penyusunan secara seri. 3. Pengukuran yang dilakukan pada tap 1

transformator 60 MVA memperoleh rugi-rugi pembebanan (PL) sebesar 216.998 kWatt. Nilai ini didapatkan ketika suhu pengujian (Φm) telah dikoreksi ke suhu 750C sesuai standar IEEE.

4.2 Saran

Sangat diharapkan ada penelitian lebih lanjut mengenai pengujian untuk memperoleh rangkaian kapasitor kompensasi pada pengujian tranasformator, dengan transformator objek uji lebih bervariasi lagi, agar bentuk rangkaian kapasitor yang lebih efisien dapat diperoleh .

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdul Kadir , Distribusi dan Utilisasi

Tenaga Listrik,UIP,

[2] Soebagio, Prof.Dr.Ir, Teori Umum Mesin

Listrik Srikandi, Surabaya, 2008

[3] El-Hawary, Mohamed, Electical Power systems: Design and Analysis ,IEEE PRESS

Marketing, 1995

[4] Longland, T., 1985. Power Capacitor

Handbook: First Edition, London :

Butterworth & Co (Publishers) Ltd.

[5] Pabla, A.S., 1994. Sistem Distribusi Daya

Listrik, Jakarta : Penerbit Erlangga.

[6] Das, J.C., 2005. “Analysis And Control

Large Shunt Capacitor Bank Switching Transient”. IEEE Transactions on Industry

Applications, Vol.41, No.6,

November/December.

[7] Hochart, Bernard, Power Transformer

Handbook , London : Butterworth & Co

(Publishers) Ltd. 1982

[8] Abduh, Syamsir, “Teknik Tegangan Tinggi :

Dasar Pembangkitan dan Pengukuran,

Salemba Teknika, 2001.

[9] Carlson,A; Jitka Fuhr, dkk, “ABB Testing of

Power Transformer”, Pro Print, Zurich, 2003

BIODATA PENULIS

Abdul Hafidh Hajar dilahirkan di Langkea Raya, 24 Februari 1988. Riwayat pendidikan SD Negeri 426 Apundi , SLTP Negeri 1 Towuti, SMA Negeri 1 Towuti dan Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya dan mengambil bidang studi Teknik Sistem Tenaga.

Di samping mengikuti kuliah, penulis juga aktif dalam organisasi di Jurusan Teknik Elektro ITS. Penulis menjadi anggota Departemen Lingkar Kampus Himatektro periode 2008 – 2009 dan menjadi pengurus IKAMI Sul-Sel.