IV-1
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perkiraan susut umur transformator yang diukur dari suhu titik panas dan pembebanan yang mempengaruhi laju penuaan relatif isolasi mengacu pada standar IEC 60354. Penelitian ini akan melakukan peramalan beban 5 bulan yang akan datang pada Transformator Unit 3 PLTG Teluk Lembu . Kemudian dilakukan perhitungan susut umur transformator terdapat beberapa tahap, yaitu:
menghitung rasio pembebanan dan perbandingan rugi yang kemudian digunakan untuk menghitung kenaikan Temperatur Top Oil.
Dari persamaan ratio pembebanan yang diperoleh selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menentukan selisih temperature antara Hot Spot dengan Top Oil. Kemudian dari persamaan kenaikan temperature Top Oil dan selisih temperature antara Hot Spot dengan Top Oil yang diperoleh dilakukan perhitungan temperature Hot Spot dengan menggunakan data temperatur lingkungan wilayah Teluk Lembu. Selanjutnya berdasarkan hasil persamaan perhitungan temperature Hot Spot maka laju penuaan Thermal relatif dapat dihitung dengan menggunakan standar IEC 354 yang kemudian hasilnya digunakan untuk menghitung pengurangan umur transformator daya. Setelah dilakukannya tahapan perhitungam tersebut maka didapatkan susut umur dan sisa umur dari transformator yang digunakan pada PLTG Teluk Lembu.
4.1 Transformator Unit 3 Tahun Pemasangan 2011
Untuk dapat mencari susut umur dan juga efisiensi transformator pada penilitian ini harus diperoleh terlebih dahulu data realtime kondisi pembebanan pada fedder PLTG Teluk Lembu. Data yang diambil adalah data beban transformator pada bulan April sampai Agustus 2021, berikut ini adalah data yang diperoleh:
Table 4.1 Data Pembebanan pada Tansformator Unit 3 dan suhu Transformator Bulan
Power Generator Transformator (C0) P Nett
(MW)
P Reaktif (MVAR)
P Semu (MVA)
Oli Trafo
Winding Trafo HV
(150 kV)
LV (11KV)
Winding Avg
April 15,172 2,8472 13,374 49 50 50 50
Mei 15,354 2,913 13,482 48 48 48 48
Juni 14,968 2,867 14,271 46 48 48 48
Juli 15,263 2,635 15,265 46 47 47 47
IV-2
Agustus 14,885 3,036 15,457 47 47 48 47,5
4.2 Peramalan Beban 5 Bulan Akan Datang
Perbandingan dari susut umur transformator memerlukan data 5 bulan mendatang dengan cara melakukan peramalan beban. Sehingga mendapatkan data yang diperlukan dengan menggunakan metode Trend Linear yaitu pada persamaan (2.11) dan (2.12)
Tabel 4.2 peramalan beban Transformator Tahun Variabel x:
Periode bulan
Variabel y:
Beban
x2 x.y
April 1 13,374 1 13,374
Mei 2 13,482 4 26,964
Juni 3 14,271 9 42,813
Juli 4 15,265 16 61,060
Agustus 5 15,457 25 77,285
Ʃ 15 71,457 55 221,496
Sebelum melakukan peramalan beban transformator menggunakan metode Trend Linear maka tentukan terlebih dahulu nilai konstanta a dan koefisien b
a= ( )( ) ( )( ) ( ) ( )
a =( )( ) ( )( ) ( ) ( )
a = ( ) ( ) ( ) ( )
a = a = 12,1539 b = ( ) ( )( )
( ) ( )
b = ( ) ( )( ) ( ) ( )
b =
b = 0,71
Dari Perhitungan diatas, maka didapatkan konstanta a dan koefisien b, dengan menggunakan metode Trend linear berdasarkan persamaan 2.12, maka :
Yt= a + bXt
Y= 12,1539 + 0,71(6) = 16,4139 MVA untuk bulan September Y= 12,1539 + 0,71(7) = 17,1239 MVA untuk bulan Oktober Y= 12,1539+ 0,71(8) = 17,8339 MVA untuk bulan November
IV-3 Y= 12,1539+ 0,71(9) = 18,5439 MVA untuk bulan Desember
Y= 12,1539 + 0,71(10) = 19,2539 MVA untuk bulan Januari Sehingga didapatkan hasil Prediksi Ramalan Beban sebagai berikut : Tabel 4.3 hasil peramalan
Bulan Beban (MVA)
September 16,4139
Oktober 17,1239
November 17,8339
Desember 18,5439
Januari 19,2539
4.3 Perhitungan Rasio Pembebanan
Rasio pembebanan atau Load Factor dapat dicari dengan cara menentukan jumlah produksi kWh dalam selang waktu tersebut dibagi dengan jumlah jam dari selang waktu tersebut berdasarkan persamaan 2.1. Berdasarkan pada data tabel pembebanan transformator unit 3 maka didapatkan rasio pembebanan sebagai berikut.
A. Rasio Pembebanan pada Bulan September
B. Rasio Pembebanan pada Bulan Oktober
C. Rasio Pembebanan pada Bulan November
D. Rasio Pembebanan pada Bulan Desember
E. Rasio Pembebanan pada Bulan Januari
IV-4
Gambar
Berdasarkan hasil grafik rasio pembebanan diatas dapat dilihat bahwa rasio pembebanan pada transformator unit 3 mengalami peningkatan dari bulan September yaitu 0,6% sampai dengan bulan Januari yaitu 0,71%.
4.4 Perhitungan Rugi-Rugi Daya
Dikarenakan fluks bocor selalu berputar secara radial pada ujung kumparan maka akan menimbulkan rugi-rugi arus eddy (eddy Current Losses) yang tinggi
4.5 Perhitungan Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil
Rating dari suatu transformator daya untuk kenaikkan top oil adalah 55°C.
karena pendingin yang digunakan pada transformator daya yaitu ONAN/ONAF maka nilai x = 0,9 dan y = 0,8, dengan begitu kenaikkan top oil dapat dihitung dengan cara :
A. Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil Bulan September (
)
0,6
0,63
0,66
0,68
0,71
0,54 0,56 0,58 0,6 0,62 0,64 0,66 0,68 0,7 0,72
September Oktober November Desember Januari
Transformator Unit 3
IV-5 (
) (
) ( )
°C
B. Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil Bulan Oktober (
) (
) (
) ( )
°C
C. Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil Bulan November (
) (
) (
) ( )
°C D. Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil Bulan Desember
( ) (
) (
) ( )
°C
IV-6 E. Kenaikan Temperatur Stabil Top Oil Bulan Januari
( ) (
) (
) ( )
°C 4.6 Perhitungan Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil
Nilai untuk adalah 78°C dan untuk kenaikkan adalah 55°C.
karena pendingin yang digunakan pada transformator daya adalah ONAN/ONAF maka nilai y = 0,8. Selisih kenaikkan temperatur hotsopot dengan top oil dapat dihitung dengan persamaan berikut, yaitu :
A. Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil Bulan September ( ) ( )
B. Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil Bulan Oktober
( ) ( )
C. Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil Bulan November
( ) ( )
D. Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil Bulan Desember
( ) ( )
E. Selisih Kenaikan Hotspot dengan Top Oil Bulan Desember
IV-7 ( )
( ) 4.7 Perhitungan Temperatur Hotspot
Temperatur hotspot adalah parameter suhu yang digunakan untuk kapasitas thermal pada transformator. Berikut adalah data temperatur trafo step up PLTG Teluk Lembu unit 3 bulan april sampai bulan agustus 2021
Tabel 4.4 Data Suhu Transformator
Oli Trafo Winding Trafo
HV (150 kV) LV (11 kV)
49 50 50
48 48 48
46 48 48
46 47 47
47 47 48
Pada tabel diatas merupakan temperatur suhu transformator unit 3, peneliti akan melalukan perhitungan temperatur hotspot dengan persamaan 2.3.
A. Perhitungan temperatur Hotspot pada bulan September °C + °C + °C
B. Perhitungan temperatur Hotspot pada bulan Oktober
°C + °C + °C
C. Perhitungan temperatur Hotspot pada bulan November °C + °C + °C
D. Perhitungan temperatur Hotspot pada bulan Desember
°C + °C + °C
E. Perhitungan temperatur Hotspot pada bulan Januari
°C + °C + 13,11°C
IV-8
Tabel 4.5 Hasil 5 Bulan Peramalan Beban dan Suhu
Bulan Rasio Pembebanan (%) (0C)
September 0,6
Oktober 0,63
November 0,66
Desember 0,68
Januari 0,71
4.8 Perhitungan Laju Penuaan Thermal relatif
Minyak pada top oil merupakan campuran dari sebagian minyak yang bersirkulasi pada panjang kumparan. Kenaikkan temperatur top oil dapat diukur dengan menggunakan minyak yang meninggalkan kumparan.
A. Perhitungan Laju Penuaan Thermal relative bulan September ( )
( ) ( )
B. Perhitungan Laju Penuaan Thermal relative bulan Oktober ( )
( ) ( )
C. Perhitungan Laju Penuaan Thermal relative bulan November ( )
IV-9 ( )
( )
D. Perhitungan Laju Penuaan Thermal relative bulan Desember ( )
( ) ( )
E. Perhitungan Laju Penuaan Thermal relative bulan Januari ( )
( ) ( )
4.9 Perhitungan Susut Umur Transformator
Setelah mendapatkan semua parametermaka dapat dihitung nilai susut umur atau pengurangan umur transformator dengan menggunakan rumus 2.13.
A. perhitungan susut umur transformator bulan september
∑
∑ ( )
B. perhitungan susut umur transformator bulan Oktober
∑
IV-10
∑ ( )
C. perhitungan susut umur transformator bulan November
∑
∑ ( )
D. perhitungan susut umur transformator bulan Desember
∑
∑ ( )
E. perhitungan susut umur transformator bulan Januari
∑
∑ ( )
4.10 Menghitung perkiraan umur transformator
Setelah mendapatkan nilai susut umur dari transformator selanjutnya dilakukan perhitungan perkiraan umur transformator menggunakan rumus 2.14
A. Menghitung perkiraan umur transformator September
IV-11
( )
( )
( ) B. Menghitung perkiraan umur transformator bulan Oktober
( )
( )
( ) C. Menghitung perkiraan umur transformator bulan November
( )
( )
( ) D. Menghitung perkiraan umur transformator bulan Desember
( )
( )
( ) E. Menghitung perkiraan umur transformator bulan Januari
IV-12
( )
( )
( ) Tabel 4.6 Hasil Perkiraan Umur Transformator Unit 3
Bulan Beban
(%)
Temperatur Hotspot (0C)
Susut Umur Sisa Umur
September 0,6
Oktober 0,63
November 0,66
Desember 0,68
Januari 0,71
Dari hasil perhitungan tabel di atas menunjukkan bahwa temperatur hotspot meningkat seiring dengan kenaikan beban yang menyebabkan semakin besarnya penyusutan umur transformator.
Transformator yang sudah beroperasi selama 11 tahun, memiliki sisa umur normal 9,49 tahun mengacu dari standar IEC. Gambar berikut adalah grafik perkiraan sisa umur transformator daya 11 tahun pemasangan 2011 PLTG Teluk Lembu.
IV-13 Gambar
Dari gambar 3 dapat dilihat bahwa umur transformator dengan peramalan 5 bulan yang akan datang pada bulan januari umur transformator masih dapat beroperasi hingga 9,49 ke depan.
9,4 9,41 9,42 9,43 9,44 9,45 9,46 9,47 9,48 9,49 9,5
September Oktober November Desember Januari
Perkiraan umur
V-1
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan latar belakang dari penelitian ini, peneliti mendapatkan kesimpulan dari penelitian tentang permasalahan peramalan susut umur transformator unit 3 PLTG Teluk Lembu sebagai berikut :
1. Dari hasil analisa dan perhitungan, maka didapat kesimpulan bahwa transformator unit 3 pemasangan tahun 2011 mengalami penyusutan umur pada pembebanan sebesar 0,71 % jam/ hari yang melewati batas aman pemakaian beban dan perkiraan usia paling lama hingga tahun 2031.
2. Susut umur transformator dipengaruhi oleh rasio pembebanan, kenaikan suhu hotspot dan minyak yang menjadi sumber panas
3. Besar kecilnya pembebanan tidak berpengaruh terhadap efisiensi transformator, akan tetapi perbedaan efisiensi ini tergantung dari losses yang terjadi di dalam transformator, makin besar losses maka efisiensi transformator semakin kecil.
4. Setelah peneliti melakukan analisis peramalan untuk 5 bulan mendatang pada transformator didapatkan hasil pada sisa umur transformator 9,43 tahun pada bulan januari.
5.2 Saran
1. Bagi Tim Pemeliharaan PLTG Teluk Lembu, untuk sebaiknya melakukan pemeliharaan transformator secara rutin guna mengurangi losses yang terjadi.
Apabila memungkinkan, fungsikan pendinginan secara ONAF meskipun beban tidak maksimal.
2. Bagi peneliti selanjutnya yang ingin melakukan peneltian terkait, disarankan untuk berfokus terhadap kerugian yang terjadi di dalam transformator itu sendiri guna memperbaiki efisiensi transformator.
