DIAGNOSIS KONDISI TRANSFORMATOR DAYA MENGGUNAKAN METODA INDEKS KESEHATAN

Akhbar Candra Mulyana NRP. 2211106072

Pembimbing 1 Dimas Anton Asfani, ST., MT., Ph.D.

Pembimbing 2 I Gusti Ngurah Satriyadi H, ST., MT.

Page 1 of 27

PENDAHULUAN INDEKS KESEHATAN

ANALISIS KEGAGALAN & REKOMENDASI

HASIL DIAGNOSIS KESIMPULAN

Latar Belakang

Tujuan

Pengertian

Tujuan

Perhitungan

Contoh

Diagram

M. Kegagalan

M.Rekomendasi

Matlab

Excel

Outline

Page 2 of 27

Pendahuluan Latar Belakang 1.

Page 3 of 27

Pendahuluan Latar Belakang

Permintaan Peningkatan Performa Trafo

UP

Terdapat trafo yang usianya di bawah range usia minimal telah mengalami kerusakan, akibat kurangnya pemantauan dan pemeliharaan.

2.

3.

Page 4 of 27

Pendahuluan

1. Mengetahui kondisi kesehatan trafo.

2. Mengetahui gangguan atau kegagalan pada trafo.

3. Memberikan rekomendasi tindakan trafo.

Tujuan

Page 5 of 27

Indeks Kesehatan

“Indeks Kesehatan merupakan salah satu metoda penilaian sebuah aset atau peralatan. Metoda ini menggabungkan hasil pengamatan operasi, inspeksi lapangan, serta pengujian lapangan atau laboratorium menjadi sebuah indeks objektif dan kuantitatif.”

Pengertian

Page 6 of 27

Banyak metoda penilaian trafo, namun tidak ada metoda yang menggabungkan data kondisi trafo yang tersedia.

karena indeks kesehatan mengukur kondisi peralatan

berdasarkan berbagai kriteria kondisi yang terkait dengan

faktor-faktor degradasi jangka panjang yang secara

kumulatif berpengaruh pada masa hidup aset.

Kenapa Indeks Kesehatan?

Indeks Kesehatan

Page 7 of 27

Indeks Kesehatan Tahapan Penilaian

Start

Pemilihan Standar International (IEEE)

Input Data Parameter (DGA, Minyak, Furan)

Pemberian Nilai Skor (Si) dan bobot (Wi) Nilai Setiap Parameter

Perhitungan Total Nilai Indeks Kesehatan

Diagnosis Kondisi Trafo

End Page 8 of 27

Tiga parameter dalam indeks kesehatan, yaitu :

Parameter Perhitungan

DGA (H2, CH4, CO, CO2, C2H6, C2H4, C2H2)

MINYAK (BDV, Water Content, Acid, IFT)

FURAN (gas 2 Furfural)

Indeks Kesehatan

Page 9 of 27

Rumus Perhitungan

∑ 𝑺𝑺 𝒙 𝑾𝑺𝒏𝑺=𝟏∑ 𝑾𝑺𝒏𝑺=𝟏

∑ 𝑲𝑲 𝒙 𝑯𝑯𝑯𝑲𝒏𝑱=𝟏∑ 𝟒𝑲𝑲𝒏𝑲=𝟏

x 100%

Nilai Setiap Parameter : Nilai Total :

Keterangan : Si = Skor Wi = Bobot

No. Parameter Trafo Kj Nilai

Kondisi HIFj

1 DGA 10 A,B,C,D,E 4,3,2,1,0

2 Minyak 8 A,B,C,D,E 4,3,2,1,0

3 Furan 5 A,B,C,D,E 4,3,2,1,0

Nilai Kondisi Deskripsi A Bagus < 1.2

B Normal 1.2 ≤ x < 1.5

C Waspada 1.5 ≤ x < 2 D Jelek 2 ≤ x < 3

E Sangat Jelek ≥ 3

Keterangan : Kj = Bobot Setiap Parameter HIFj = Faktor Indeks Kesehatan

Tabel 1 Penilaian Setiap Parameter Tabel 2 Penilaian Skor IK

Indeks Kesehatan Page 10 of 27

Indeks Kesehatan Tabel 3 Perhitungan Nilai DGA

Gas 1

H2 ≤ 100 100 -200

200 -300

300 -500

500 -700

>700 2

CH4 ≤ 75 75 -125

125 -200

200 -400

400 -600

>600 3

C2H6 ≤ 65 65-80 80 -100

100 -120

120 -150

>150 3

C2H4 ≤ 50 50 - 80

80 -100

100 -150

150 -200

>200 3

C2H2 ≤ 3 3-7 7-35 35-50 50-80 >80 5

CO ≤ 350 350-700

700-900

900-1100

1100-1400

>1400

1

CO2 ≤2500 2500-3000

3000-4000

4000-5000

5000-7000

>7000

1

Bobot (Wi) 2 3 4 5 6

Skor (Si)

*satuan gas ppm Page 11 of 27

Indeks Kesehatan Tabel 4 Perhitungan Nilai Minyak

Parameter Minyak

Breakdown Voltage (kV)

≥52 1

3 47-52 2 35-47 3 ≤35 4

Water Content (ppm)

≤20 1

4 20-25 2 25-30 3 ≥30 4

Acid (MgKOH/mg)

≤0.04 1

1 0.04-0.1 2 0.1-0.15 3

≥0.15 4 Interfacial Tension (dyne/cm)

≥30 1

2 23-30 2 18-23 3 ≤18 4

Bobot (Wi)

Tegangan (69 -230 kV) Skor (Si)

Page 12 of 27

Indeks Kesehatan Tabel 5 Perhitungan Nilai Furan

Gas 2 FAL

0 – 100 A Bagus

100 – 250 B Normal

250 – 500 C Waspada

500 – 1000 D Jelek

> 1000 E Sangat Jelek

Nilai Kondisi

*satuan gas ppb

Page 13 of 27

Tabel 6 Penilaian Akhir

Indeks Kesehatan

85-100 Sangat Bagus Penurunan kondisi dari komponen terbatas

Lebih dari 15 Tahun

70-85 Bagus Penurunan kondisi yang signifikan dari beberapa komponen

Lebih dari 10 Tahun

50-70 Cukup Penurunan kondisi yang menyebar atau serius pada komponen-komponen spesifik

Sampai 10 Tahun

30-50 Jelek Penurunan kondisi serius dan menyebar pada komponen-komponen spesifik

Kurang dari 3 Tahun

0-30 Sangat Jelek Penurunan kondisi serius dan menyebar lebih luas pada komponen-komponen spesifik

0 Tahun

Prediksi Umur Trafo Kondisi Deskripsi

Indeks Kesehatan

Page 14 of 27

Contoh Perhitungan Sebuah trafo daya 150/20 KV, 20 MVA di Lubuk Alung, Padang, mempunyai kondisi sebagai berikut :

Indeks Kesehatan Page 15 of 27

Perhitungan Setiap Parameter

Indeks Kesehatan

Page 16 of 27

𝟏. 𝐒 − 𝑫𝑫𝑫 = 𝟏 𝒙 𝟐 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟐 𝒙 𝟏 + 𝟏 𝒙 𝟏 +(𝟏 𝒙 𝟓)𝟐+𝟑+𝟑+𝟑+𝟏+𝟏+𝟓

= 1,05

2. S – Minyak = 𝟏 𝐱 𝟑 + 𝟏 𝐱 𝟒 + 𝟑 𝐱 𝟏 + 𝟑 𝐱 𝟐𝟑+𝟒+𝟏+𝟐

= 𝟏,𝟔

𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍 𝐀𝐀𝐀𝐍𝐀 𝐈𝐈𝐈𝐈𝐀𝐈 𝐊𝐈𝐈𝐈𝐀𝐍𝐊𝐍𝐈 =𝟒 𝐱 𝟏𝟏 + 𝟑 𝐱 𝟔 + 𝟑 𝐱 𝟓

𝟒 𝐱 (𝟏𝟏 + 𝟔 + 𝟓) 𝐱 𝟏𝟏𝟏 %

= 𝟖𝟔.𝟗

Perhitungan Akhir

Analisis Kegagalan & Rekomendasi Diagram Analisis

Start

Perhitungan Indeks Kesehatan

Analisis Kegagalan (Perbandingan Minyak, Furan, Key Gas, dan Rasio Doernenburg)

Analisis Rekomendasi (TDCG dan Perbandingan Batas Minimum Minyak)

Hasil Diagnosis Kondisi Trafo Daya Akhir

End

Page 17 of 27

Analisis Kegagalan & Rekomendasi Metoda Analisis Kegagalan

2. Perbandingan Furan digunakan untuk mencari level penuaan pada kertas isolasi.

3. Key Gas berdasarkan kadar gas terlarut yang paling dominan. Kegagalan yang

ditemukan adalah dekomposisi selulosa, dekomposisi minyak, partial discharge, dan arcing. 4. Doernenburg

adalah membandingkan konsentrasi gas-gas terlarut dengan batas konsentrasi limit L1. Kegagalan yang dapat dideteksi adalah dekomposisi thermal, partial discharge, dan arcing.

1. Perbandingan Minyak Kegagalan yang ditemukan adalah tegangan tembus, kelembaban,

korosi dan endapan.

Page 18 of 27

Metoda Analisis Rekomendasi

2. Perbandingan Batas Minimum Minyak adalah apabila nilai BDV atau dan water content melebihi batas yang telah ditentukan maka tindakan yang dilakukan adalah rekondisi atau filter. Sedangkan jika nilai acid atau dan IFT melebihi batas yang telah ditentukan maka tindakan yang dilakukan adalah reklamasi.

Analisis Kegagalan & Rekomendasi

1. TDCG (Total Dissolved Analysis Gas) digunakan untuk mengawasi degradasi material isolasi trafo dengan menghitung jumlah volume gas yang terbentuk. Hasil TDCG adalah berupa tiga jenis rekomendasi tindakan yaitu lanjut beroperasi normal, lanjut beroperasi dengan catatan, dan re-sampling pengujian.

Page 19 of 27

Hasil Diagnosis

Simulasi perhitungan dengan GUI matlab

Page 20 of 27

Tabel 7. Hasil perhitungan dengan software excel terhadap 275 unit trafo di Sumatera :

Kategori Jumlah Trafo

Sangat Bagus 149 Unit Bagus 48 Unit Cukup 39 Unit Jelek 30 Unit Sangat Jelek 9 Unit

Jumlah Total 275 Unit

Hasil Diagnosis

Page 21 of 27

Tabel 8 Kemungkinan Kegagalan Trafo No Jenis Kemungkinan Kegagalan Jumlah 1 Arcing (asetilen tinggi melebihi gas lain, > 1 ppm) 1 2 Dekomposisi Minyak (etilen melebihi 50 ppm) 3 3 Dekomposisi Selulosa (karbon monoksida melebihi 350 ppm) 5 4 Dekomposisi Selulosa & Endapan 23 5 Dekomposisi Selulosa, Endapan & Korosi 5 6 Dekomposisi Selulosa, Endapan & Tegangan Tembus 1 7 Dekomposisi Selulosa, Endapan, Korosi, & Kerusakan Kertas Tinggi 1

8 Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan & Penuaan Kertas Tidak Normal

2

9 Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, & Korosi 9 10 Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Endapan 3 11 Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Tegangan Tembus 1

12 Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan & Kerusakan Kertas Tinggi

3

13 Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, Korosi & Tegangan Tembus

1

14 Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, Korosi, & Akhir Umur Kertas

1

15 Dekomposisi Thermal 1 16 Endapan (IFT melebihi 30 dyne/cm) 48 17 Endapan & Korosi 5 18 Lembab (water content melebihi 25 ppm) 2 19 Lembab & Endapan 2 20 Lembab, Endapan & Kerusakan Kertas Tinggi 1 21 Lembab, Endapan, & Korosi 4 22 Partial Discharge (hidrogen melebihi 100 ppm) 3 23 Penuaan Kertas Tidak Normal, Endapan & Lembab 1

Jumlah Total (Unit) 126 Page 22

Tabel 9 Rekomendasi Tindakan Trafo

No Rekomendasi Tindakan Trafo Saran

Minyak Pengujian

Selanjutnya Sub Total

1 Lanjut Beroperasi Normal - 12 bulan 214 2 Lanjut Beroperasi Normal Filter 12 bulan 12 3 Lanjut Beroperasi Normal Reklamasi 12 bulan 11

4 Lanjut Beroperasi Normal Filter dan Reklamasi

12 bulan 4

5 Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban

- 3 bulan 6

6 Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban

Filter 3 bulan 1

7 Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban

Reklamasi 3 bulan 3

8 Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban

Filter dan Reklamasi

3 bulan 1

9 Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban

Filter dan Reklamasi

12 bulan 2

10 Potensi Faults Tinggi, Re-Sampling dengan Cepat

- - 1

11 Dekomposisi Tingkat Tinggi, Re-Sampling DGA.

- - 1

12 Dekomposisi, Re-Sampling DGA - - 5 13 Dekomposisi, Re-Sampling DGA Filter - 3 14 Dekomposisi, Re-Sampling DGA Reklamasi - 3

15 Dekomposisi, Re-Sampling DGA Filter dan Reklamasi

- 8

Jumlah Total (buah) 275

Page 23 of 27

Hasil Diagnosis HUBUNGAN ANTARA NILAI INDEKS KESEHATAN VS PROBABILITAS POPULASI KEGAGALAN :

Page 24 of 27

• Dengan teknik analisis korelasi didapat nilai koefisien korelasi r = - 0,63, artinya terdapat hubungan yang kuat antara nilai indeks kesehatan dengan probabilitas populasi kegagalan.

• Nilai r (negatif) menyatakan hubungan yang berbanding terbalik. Semakin kecil nilai Indeks Kesehatan maka semakin besar jumlah probabilitas populasi kegagalan.

R Korelasi 0,01 – 0,2 Sangat Rendah 0,21 – 0,4 Rendah 0,41 – 0,6 Sedang 0,61 – 0,8 Kuat

0,81 – 0,99 Sangat Kuat

Tabel 10 Hubungan Korelasi

Hasil Diagnosis

Hubungan antara nilai indeks kesehatan vs probabilitas populasi kegagalan :

Nilai Indeks Kesehatan

Probabilitas Populasi Kegagalan

%

Page 24 of 27

Kesimpulan

Indeks Kesehatan membagi kondisi transformator daya menjadi lima buah kategori. Kategori ini adalah sangat bagus, bagus, cukup, jelek dan sangat jelek.

Jumlah trafo dalam kondisi sehat adalah 72 % dan trafo tidak sehat adalah 14 %. Maka dapat kita simpulkan rata-rata trafo daya berada pada kondisi sehat.

Pada satu trafo kemungkinan kegagalan dapat terjadi lebih dari satu jenis dan rekomendasi tindakan transformator yang berbeda-beda sesuai tingkat kegagalan atau kerusakan.

Semakin kecil nilai Indeks Kesehatan maka semakin besar jumlah probabilitas populasi kegagalan.

Page 26 of 27

TERIMA KASIH

Page 27 of 27