Post on 12-Mar-2019
Jurusan Teknik Elektro-ITS
UJI TEGANGAN TEMBUS MINYAK TRANSFORMATOR TERDESTILASI PADA TRANSFORMATOR DAYA
MENGGUNAKAN TEGANGAN IMPULS DI PT. BAMBANG DJAJA
Page 1
Seminar dan Sidang Tugas AkhirTeknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS
Nama : Fakhrudin AzharNRP : 2209 100 043
Pembimbing :1. Dr. Eng. I Made Yulistya Negara,
ST.,MSc.2. Dr. Dimas Anton Asfani., S.T., M.T.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN
ANALISIS
KESIMPULAN
DAFTAR ISI
Page 2
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Isolasi cair merupakan bagian penting dalam peralatan sistem tenagaterutama pada transformator. Peralatan tegangan tinggi biasanyamenggunakan bahan isolasi cair sebagai media isolasi maupun sebagaipendingin peralatan tegangan tinggi. Isolasi cair yang banyak digunakan yaituminyak transformator.
Sifat alami yang tidak dapat dihindari saat pengoperasian peralatan listriktegangan tinggi adalah bahwa peralatan-peralatan tersebut sering terkenategangan impuls, baik impuls petir maupun impuls kontak atau switching.
LATAR BELAKANG
Page 3
Jurusan Teknik Elektro-ITS Page 4
Pengaruh kekotoran dan kemurnian minyak dalam pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls.
Perbedaan nilai tegangan tembus pada pengujian menggunakan tegangan impuls dan tegangan AC.
PERMASALAHAN
Jurusan Teknik Elektro-ITS
Membandingkan kualitas isolasi 3 sampel minyaktransformator yang digunakan di PT.BambangDjaja.
Membandingkan perbedaan pada pengujiantegangan tembus menggunakan tegangan impulsdan tegangan AC.
TUJUAN
Page 5
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN
ANALISIS
KESIMPULAN
DAFTAR ISI
Page 6
Jurusan Teknik Elektro-ITS
TEORI PENUNJANG
Page 7
Teori Kegagalan Isolasi Cair• Kegagalan Elektronik
Proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggapserupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itusupaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yangdimasukkan kedalam zat cair. Elektron awal inilah yangakan memulai proses kegagalan.
• Teori Kegagalan GelembungKegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentukkegagalan zat cair yang disebabkan oleh adanyagelembung-gelembung gas.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
TEORI PENUNJANG
Page 8
Teori Kegagalan Isolasi Cair• Teori Kegagalan Bola Cair
Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair darijenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibatketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik.
• Teori Kegagalan Tak Murnian PadatKegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalanyang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel)didalam isolasi cair yang akan memulai terjadikegagalan .
Jurusan Teknik Elektro-ITS
TEORI PENUNJANG
Page 9
Kegagalan pada Isolasi Cair• Bahan isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian
bagian yang mempunyai beda tegangan agar diantarabagian bagian tersebut tidak terjadi lompatan listrik(flash-over) atau percikan (spark-over).
• Setiap bahan isolasi mempunyai batas kemampuan.Kegagalan dapat terjadi ketika isolasi bekerja di atasbatas kemampuan.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
TEORI PENUNJANG
Page 10
Bahan isolasi cair
• Merupakan bahan isolasi yang baik, membutuhkanwadah kedap air dan harga lebih mahal.
• Memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi• Bahan isolasi cair mempunyai kekurangan yaitu mudah
terkontaminasi.• Kekuatan dielektrik berkurang akibat penuaan dan
kontaminasi
Jurusan Teknik Elektro-ITS
TEORI PENUNJANG
Page 12
Isolasi Minyak TransformatorKualitas sebuah isolasi minyak dapat dilihat denganbeberapa pengujian, diantaranya:1. Pengujian tegangan tembus2. Pengujian tangen delta3. Pengujian kadar air4. Pengujian Partial discharge
IEC 60814
IEC 60156
IEC 60270
IEC 60247
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN
ANALISIS
KESIMPULAN
DAFTAR ISI
Page 13
Jurusan Teknik Elektro-ITS
LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN
Page 14
Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:• Regulator Tegangan• Transformator Tegangan Tinggi• Resistor Tegangan Tinggi• Kapasitor Tegangan Tinggi• Elektroda Tegangan Tinggi (Spark Gap)
Jurusan Teknik Elektro-ITS
LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN
Page 15
Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:• Digital Measuring Instrument (DMI)• Operating Terminal (OT)• Peralatan Grounding• Dioda Tegangan Tinggi• Resistor Pengaman
Jurusan Teknik Elektro-ITS
LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN
Page 16
Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls:• Cawan Uji dan Elektroda• Sampel Minyak Transformator
Jurusan Teknik Elektro-ITS
tidak
LANGKAH – LANGKAH PENGUJIAN
Page 18
Mulai
Menyiapkan alat uji
Memasukkan minyak trafo ke cawan uji dan tunggu 5 menit
Menaikkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger
Tembus
Menurunkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger
Tembus
Mencatat hasil yang didapat
Selesai
tidak
ya
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN
ANALISIS
KESIMPULAN
DAFTAR ISI
Page 19
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 20
Tabel 1. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan impuls dengan sampel minyak transformator repair
• Dari 14 kali percobaan tegangantembus dengan nilai rata-rata 46,09 kV mendapatkan 6 kali percobaandengan tegangan tembus rata-rata 45,05 kV
Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status
1 35.78 35.27Tembus
2 34.76 Tidak Tembus
3 39.24 Tidak Tembus
4 40.21 40.025Tembus
5 39.42 Tidak Tembus
6 44.96 Tidak Tembus
7 47.13 45.67Tembus
8 47.1 Tidak Tembus
9 49.71 48.35Tembus
10 49.6 Tidak Tembus
11 50.6 48.3Tembus
12 50.18 Tidak Tembus
13 53.43 Tidak Tembus
14 54.28 52.68TembusKeterangan :Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µsUd: Tegangan potong impuls
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 21
Grafik tegangan impuls
Grafik tegangan impuls terpotong
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 22
Tabel 2. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan impuls dengan sampel minyak transformator mentah
• Dari 11 kali percobaan tegangantembus dengan nilai rata-rata 88,57kV mendapatkan 7 kali percobaandengan tegangan tembus rata-rata87,08 kV
Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status
1 85.67 85.12Tembus
2 85.5 Tidak Tembus
3 86.33 84.62Tembus
4 87.17 Tidak Tembus
5 88.95 88.06Tembus
6 88.23 Tidak Tembus
7 89.16 87.48Tembus
8 89.1 87.89Tembus
9 88.12 Tidak Tembus
10 90.34 88.17 Tembus
11 90.3 88.23Tembus
Keterangan :Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µsUd: Tegangan potong impuls
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 23
Grafik tegangan impuls
Grafik tegangan impuls terpotong
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 24
Tabel 3. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan impuls dengan sampel minyak transformatorterdestilasi
• Dari 13 kali percobaan tegangantembus dengan nilai rata-rata 89,62kV mendapatkan 5 kali percobaandengan tegangan tembus rata-rata87,91 kV
Keterangan :Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µsUd: Tegangan potong impuls
Uji ke Um (kV) Ud (kV) Status
1 81.19 78.43Tembus
2 81 Tidak Tembus
3 83.17 Tidak Tembus
4 84.76 Tidak Tembus
5 87.16 Tidak Tembus
6 89.11 88.53Tembus
7 89 Tidak Tembus
8 89.9 Tidak Tembus
9 91.24 Tidak Tembus
10 92.42 90.67Tembus
11 92.2 91.04Tembus
12 91.17 Tidak Tembus
13 92.96 90.89Tembus
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 25
Grafik tegangan impuls
Grafik tegangan impuls terpotong
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 26
Tabel 4. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan AC dengan sampel minyak transformator terdestilasi
Pengujian Tegangan (kV)
1 65.22
2 40.1
3 47
4 44.9
5 53.8
6 48.7
• Dari 6 kali percobaan tegangan tembusdengan nilai rata-rata 49.95 kV
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 27
Tabel 5. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan AC dengan sampel minyak transformator mentah
Pengujian Tegangan (kV)
1 17.3
2 21.8
3 25
4 25.2
5 19.8
6 22.7
• Dari 6 kali percobaan tegangan tembusdengan nilai rata-rata 21.97 kV
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 28
Tabel 6. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakantegangan AC dengan sampel minyak transformator repair
Pengujian Tegangan (kV)
1 15.6
2 13.8
3 13
4 16.7
5 18.7
6 20.5
• Dari 6 kali percobaan tegangan tembusdengan nilai rata-rata 16.38 kV
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 29
Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujiantegangan impuls dan tegangan AC
No. Jenis Sampel MinyakRata-rata
Tegangan Impuls(kV)
Tegangan AC (kV)
1Minyak Repair 45.05 16.38
2Minyak Mentah 87.08 21.97
3Minyak Terdestilasi 87.91 49.95
• Pada pengujian tegangan impuls, rata-rata tegangan tembus padaminyak mentah dan terdestilasi menunjukkan kesamaan yaitu 87 kV. Inimenunjukkan bahwa kedua sampel tersebut layak digunakan sebagaimedia isolasi cair pada transformator.
• Sedangkan perbedaan rata-rata tegangan tembus pada minyak kotorsangat rendah dibandingkan dengan minyak mentah dan minyakterdestilasi.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 30
Tabel 8. Hasil Tes Sedimen Content untuk minyak repair
• Hal ini disebabkan karena teori kegagalan elektronik dan teorikegagalan tak murnian padat yang menjelaskan bahwa kegagalanterjadi karena elektron dan partikel zat yang terkandung dalam minyaktransformator.
• Hal ini dibuktikan pula dengan pengujian sediment content pada tabel 8, dimana terdapat kandungan endapan partikel sebesar 68,55 mg/L padaminyak transformator repair dari PT.Bambang Djaja.
No. Parameter Hasil Unit Metode Pengujian
1Sediment Content 68.555mg/L ASTM 473 - 02
Jurusan Teknik Elektro-ITS
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Page 31
Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujiantegangan impuls dan tegangan AC
No. Jenis Sampel MinyakRata-rata
Tegangan Impuls(kV)
Tegangan AC (kV)
1Minyak Repair 45.05 16.38
2Minyak Mentah 87.08 21.97
3Minyak Terdestilasi 87.91 49.95
• Pada pengujian tegangan AC, terlihat jelas perbedaan rata-rata tegangan yang disebabkan karena pengujian tegangan AC sangattergantung pada kemurnian minyak dan zat yang terkandung dalamminyak transformator sehingga minyak terdestilasi lebih tinggi rata-rata tegangan tembus yang dihasilkan.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
PENDAHULUAN
TEORI PENUNJANG
LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN
ANALISIS
KESIMPULAN
DAFTAR ISI
Page 32
Jurusan Teknik Elektro-ITS
KESIMPULAN
Page 33
• Nilai rata-rata tegangan tembus menggunakan pengujian tegangan impulspada minyak terdestilasi dan minyak mentah mendekati sama. Pengujianimpuls sendiri selain digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan lebihyang terjadi di isolasi cair pada peralatan, juga pengujian impuls tidaktergantung pada elektron yang ada di media isolasi.
• Perbedaan rata-rata tegangan tembus menggunakan tegangan impuls yang terjadi pada minyak repair terjadi akibat besarnya endapan partikel yang terkandung dalam minyak tersebut sehingga menyebabkan kegagalan isolasi.
• Pada pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC, nilai rata-rata dari minyak terdestilasi lebih besar daripada minyak mentah dan repair. Hal ini disebabkan karena pengujian tegangan AC tergantung dari kemurnianminyak serta elektron yang dapat menyebabkan kegagalan pada isolasi cair.
Jurusan Teknik Elektro-ITS
SEKIAN dan
TERIMA KASIH
Page 34