Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 1

4. PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN TRAFO TENAGA

TUJUAN PELAJARAN

: Setelah mengikuti pelajaran ini peserta mampu menjelaskan dengan baik dan benar Pengoperasian dan Pemeliharaan Trafo Tenaga sesuai standar perusahaan.

DURASI : 2 JP

PENYUSUN : Anton Suranto

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 2

PENGOPERASIAN DAN PEMELIHARAAN TRAFO TENAGA

1. Pengoperasian Trafo Tenaga

Transformator tenaga dapat dioperasikan setelah ada pernyataan tertulis dari pihak yang berwenang bahwa trafo tenaga tersebut dalam keadaan aman dan memenuhi semua persyaratan yang sudah ditetapkan.

Pada prinsipnya pengoperasian trafo tenaga dilakukan melalui dua tahap yaitu tahap memasukan PMS diikuti tahap memasukan PMT. Sedangkan untuk membebaskan trafo tenaga dari tegangan dilakukan dengan mengeluarkan PMT diikuti PMS. Proses memasukan atau mengeluarkan PMT / PMS dapat dilakukan dengan beberapa cara, diantaranya secara supervisory (diremote oleh dispatcher), remote (melalui panel control) dan local (manual diswitchyard).

Berikut ini adalah langkah-langkah manuver pembebasan dan pemberian tegangan suatu trafo tenaga (perhatikan Gambar 1)

Gambar 1. Contoh Single Line Diagram Bay Trafo Tenaga

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 3

Langkah-langkah manuver pembebasan tegangan bay trafo tenaga :

1. PMT sisi 20 kV Trafo di keluarkan

2. PMS rel 1 sisi 20 kV Trafo di keluarkan

3. PMT sisi 150 kV Trafo di keluarkan

4. PMS rel 2 sisi 150 kV Trafo di keluarkan

Langkah-langkah manuver pemberian tegangan bay trafo tenaga :

1. PMS rel 1 sisi 150 kV Trafo di masukan

2. PMT sisi 150 kv Trafo kV masukan

3. PMS rel 1 sisi 20 kV Trafo di masukan

4. PMT sisi 20 kV Trafo di masukan

Sedangkan langkah-langkah manuver pembebasan dan pemberian tegangan trafo tenaga pada sistem 1,5 CB adalah sebagai berikut (lihat Gambar 2)

Gambar 2. Contoh SLD Trafo Tegangan pada Sistem 1,5 CB

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 4

Langkah-langkah manuver pembebasan tegangan bay trafo tenaga :

1. PMT 150 kV Dikeluarkan 2. PMS REL 150 kV Dikeluarkan 3. PMT AB IBT 1 DIkeluarkan 4. PMT A IBT 1 Dikeluarkan 5. PMS PENGAPIT A Dikeluarkan 6. PMS PENGAPIT AB Dikeluarkan 7. PMS IBT 1 Dikeluarkan

Langkah-langkah manuver pembebasan tegangan bay trafo tenaga :

1. PMS IBT 1 Dimasukan 2. PMS PENGAPIT AB Dimasukan 3. PMS PENGAPIT A Dimasukan 4. PMT A IBT 1 Dimasukan 5. PMT AB Dimasukan 6. PMS 150 kV Dimasukan 7. PMT 150 kV Dimasukan

2. Pemeliharaan Trafo Tenaga

Pemeliharaan trafo tenaga bertujuan untuk mempertahankan kondisi atau menjaga agar trafo tenaga selalu berfungsi dengan baik dan mencegah terjadinya gangguan atau kerusakan.

Pemeliharaan trafo tenaga digolongkan menjadi dua kegiatan yaitu:

2.1 In Service Inspection

In Service inspection adalah kegiatan inspeksi yang dilakukan pada saat transformator dalam kondisi bertegangan / operasi. Tujuan dilakukannya in service inspection adalah untuk mendeteksi secara dini ketidaknormalan yang mungkin terjadi didalam trafo tanpa melakukan pemadaman.

Subsistem trafo yang dilakukan in service inspection adalah sebagai berikut:

a. Electromagnetic circuit b. Dielektrik c. Struktur Mekanik d. Bushing

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 5

e. OLTC f. Pendingin

Selain subsistem di atas terdapat bagian-bagian lain yang dapat dilakukan in service inspection, antara lain:

a. NGR Neutral grounding Resistor b. Fire Protection c. Sistem monitoring (meter suhu dan on-line monitoring)

2.2 In Service Measurement

In Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan pada saat transformator sedang dalam keadaan bertegangan / operasi (in service). Tujuan dilakukannya in service measurement adalah untuk mengetahui kondisi trafo lebih dalam tanpa melakukan pemadaman. Kegiatan In Service Measurement terdiri dari :

a. Thermovisi/ Thermal Image Suhu yang tidak normal pada trafo dapat diartikan sebagai adanya ketidaknormalan pada bagian atau lokasi tersebut. Metoda pemantauan suhu trafo secara menyeluruh untuk melihat ada tidaknya ketidaknormalan pada trafo dilakukan dengan menggunakan thermovisi/ thermal image camera.

Gambar 3. Salah satu contoh kamera thermovisi/thermal image camera

Lokasi-lokasi pada trafo yang dipantau dengan thermovisi / thermal image camera adalah sebagai berikut:

1. Maintank 2. Tangki OLTC 3. Radiator 4. Bushing 5. Klem-klem pada setiap bagian yang ada 6. Tangki konservator 7. NGR

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 6

b. Dissolved Gas Analysis (DGA) Trafo sebagai peralatan tegangan tinggi tidak lepas dari kemungkinan mengalami kondisi abnormal, dimana pemicunya dapat berasal dari internal maupun external trafo. Ketidaknormalan ini akan menimbulkan dampak terhadap kinerja trafo. Secara umum, dampak/ akibat ini dapat berupa overheat, corona dan arcing. Salah satu metoda untuk mengetahui ada tidaknya ketidaknormalan pada trafo adalah dengan mengetahui dampak dari ketidaknormalan trafo itu sendiri. Untuk mengetahui dampak ketidaknormalan pada trafo digunakan metoda DGA (Dissolved gas analysis).

c. Pengujian Kualitas Minyak Isolasi (Karakteristik) Oksidasi dan kontaminan adalah hal yang dapat menurunkan kualitas minyak yang berarti dapat menurunkan kemampuannya sebagai isolasi. Untuk mengetahui adanya kontaminan atau proses oksidasi didalam minyak, dilakukan pengujian oil quality test (karakteristik). Pengujian oil quality test melingkupi beberapa pengujian yang metodanya mengacu pada standar IEC 60422. Adapun jenis pengujiannya berupa:

Pengujian Kadar Air Pengujian Tegangan Tembus Pengujian Kadar Asam Pengujian Tegangan Antarmuka Pengujian Warna Minyak Pengujian Sediment Pengujian Titik Nyala Api Tangen Delta Minyak Metal in Oil

d. Pengujian Furan Isolasi kertas merupakan bagian dari sistem isolasi trafo. Isolasi kertas berfungsi sebagai media dielektrik, menyediakan kekuatan mekanik dan spacing. Panas yang berlebih dan by-product dari oksidasi minyak dapat menurunkan kualitas isolasi kertas. Proses penurunan kualitas isolasi kertas merupakan proses depolimerisasi. Pada proses depolimerisasi, isolasi kertas yang merupakan rantai hidrokarbon yang panjang akan terputus / terpotong potong dan akhirnya akan menurunkan kekuatan tensile dari isolasi kertas itu sendiri. Proses depolimerisasi akan selalu diiringi oleh terbentuknya gugus furan. Nilai furan yang terbentuk akan sebanding dengan penurunan tingkat DP (degree of polimerization).

e. Pengujian Corrosive Sulfur

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 7

Corrosive sulfur adalah senyawa sulfur yang bersifat tidak stabil terhadap suhu yang berada di minyak isolasi yang dapat menyebabkan korosi pada komponen tertentu dari trafo seperti tembaga.Korosi pada tembaga akan membentuk lapisan konduktif (copper sulfide) di permukaan tembaga. Hal ini akan mengakibatkan partial discharge.

Gambar 4. Tingkatan corrosive sulfur

Metoda pengujian corrosive sulfur mengacu kepada standar ASTM D 1275 / 1275 b. Tingkatan korosif suatu minyak ditunjukan dengan perubahan warna pada media uji berupa tembaga (Cu).

f. Pengujian Partial Discharge Partial discharge (peluahan parsial) adalah peristiwa pelepasan / loncatan bunga api listrik yang terjadi pada suatu bagian isolasi (pada rongga dalam atau permukaan) sebagai akibat adanya beda potensial yang tinggi dalam isolasi tersebut. PD pada akhirnya dapat menyebabkan kegagalan isolasi (breakdown). Partial Discharge hanya bisa terjadi saat dipenuhi dua kriteria yakni adanya medan listrik yang melebihi nilai breakdown dan adanya elektron bebas. Fenomena ini dapat terjadi pada isolasi padat, cair, dan gas. Pada isolasi padat kegagalan bersifat permanen sementara pada isolasi cair dan gas bersifat sementara. Mekanisme kegagalan pada bahan isolasi padat meliputi kegagalan asasi (intrinsik), elektro mekanik, streamer, thermal dan kegagalan erosi. Kegagalan pada bahan isolasi cair disebabkan adanya kavitasi, adanya butiran pada zat cair dan tercampurnya bahan isolasi cair. Pada bahan isolasi gas mekanisme townsend dan mekanisme streamer merupakan 2 mekanisme kegagalan isolasi. Parameter-parameter yang diukur pada PD antara lain: Tegangan Insepsi Tegangan insepsi adalah nilai tegangan maksimum sebelum mulai terjadi fenomena Partial Discharge Muatan (q)

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 8

Merupakan ukuran besarnya arus dan waktu PD. Interpretasinya berdasarkan dari fakta bahwa muatan PD adalah integral dari arus selama satu siklus penuh. Interpretasi lain adalah besarnya energy PD yang sebanding kuadrat muatan PD. Sudut fasa terjadinya PD () Menjelaskan sifat fisis dari partial discharge. Partial Discharge hanya bisa terjadi saat ada electron bebas yang mengakibatkan avalanche dan sudut fasa akan menunjukkan sifat stokastik ini. Banyaknya kejadian (n) persiklus Menyatakan tingkat aktivitas Partial Discharge. Berkaitan dengan umur dan kondisi isolasi. Pengujian Partial Discharge dengan Accoustic Sensor dan HFCT Pengujian Partial Discharge dilakukan dengan menggabungkan dua metode, yaitu metode akustik dan metode listrik. Metode akustik dilakukan dengan mendeteksi sinyal suara gangguan dari dalam trafo. Sinyal suara tersebut ditangkap oleh 4 buah acoustic emission (AE) sensor yang ditempelkan pada keempat sisi dinding trafo. Metode listrik dilakukan dengan mendeteksi arus trafo yang mengalir pada bagian grounding trafo. Arus trafo ini dideteksi dengan menggunakan 1 buah high frequency current transformer (HFCT) sensor yang dipasangkan pada bagian pentanahan trafo.

g. Noise Noise pada trafo dikarenakan adanya fenomena yang disebut magnetostriction. Arti sederhananya adalah jika sebuah lapisan baja diberi medan magnet maka akan membuat lapisan tersebut memuai, namun pada saat medan tersebut dihilangkan, maka lapisan tersebut akan kembali kepada ukuran yang sebenarnya. Adapun alat yang dipakai untuk mengukur tingkat noise yang muncul adalah Sound level meter/Noise detector.

h. Pengukuran Sound Pressure Level

Posisi pengukuran: Jika pada saat pengukuran pendinginan udara (kipas/fan) dimatikan, maka

pengukuran dilaksanakan jarak 0,3 m dari permukaan trafo, kecuali untuk alasan keamanan pengukuran dapat dilakukan pada jarak 1 m.

Untuk trafo dengan kondisi kipas dinyalakan, jarak pengukuran 2 m dari permukaan trafo.

Pada trafo dengan ketinggian tangki kurang dari 2,5 m maka posisi pengukuran dilakukan pada bagian tengah dari ketinggin tangki.Untuk trafo dengan tinggi tangki lebih dari 2,5 m maka pengukuran dilakukan pada 2

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 9

ketinggian, yaitu sepertiga tinggi dari bawah dan dua pertiga tinggi dari bawah.

Titik penempatan mikrofon pada saat pengukuran maksimal berjarak 1 m dengan titik pengukuran yang lain di sekeliling trafo. Minimal pengukuran dilakukan pada 6 titik.

Pelaksanaan pengujian dilakukan dalam kondisi trafo sebagai berikut:

Trafo beroperasi, peralatan pendingin dan pompa minyak tidak beroperasi Trafo beroperasi, peralatan pendingin dan pompa minyak beroperasi Trafo beroperasi, peralatan pendingin tidak beroperasi dan pompa minyak

beroperasi Trafo tidak beroperasi, peralatan pendingin dan pompa minyak beroperasi.

2.3 Shutdown Testing

Shutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada saat transformator dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan. Kegiatan shutdown testing meliputi:

a. Pengukuran Tahanan Isolasi b. Pengukuran Tangen Delta c. Pengukuran SFRA (Sweep Frequency Response Analyzer) d. Ratio Test e. Pengukuran Tahanan DC (Rdc) f. HV Test g. Pengukuran Kadar Air Pada Kertas h. Pengukuran Arus Eksitasi i. Pengujian OLTC j. Pengujian Rele Bucholz k. Pengujian Rele Jansen l. Pengujian Sudden Pressure m. Kalibrasi indikator suhu n. Motor Kipas Pendingin o. Tahanan NGR p. Fire Protection

2.4 Shutdown Function Check

Shutdown function check adalah pekerjaan yang bertujuan menguji fungsi dari rele rele proteksi maupun indikator yang ada pada transformator yang terdiri dari:

a. rele bucholz b. rele jensen

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 10

c. rele sudden pressure d. rele thermal e. oil level.

2.5 Treatment

Treatment merupakan tindakan korektif yang dilakukan berdasrkan hasil in service inspection, in service measurement, shutdown measurement dan shutdown function check, meliputi:

a. Purification Proses purification/ filter ini dilakukan apabila berdasarkan hasil kualitas minyak diketahui bahwa pengujian kadar air dan tegangan tembus berada pada kondisi buruk.

b. Reklamasi Hampir sama dengan proses purification/ filter, proses reklamasi dilengkapi dengan melewatkan minyak pada fuller earth yang berfungsi untuk menyerap asam dan produk-produk oksidasi pada minyak. Reklamasi dilakukan apabila berdasarkan hasil kualitas minyak diketahui bahwa pengujian kadar asam berada pada kondisi buruk.

c. Ganti Minyak Penggantian minyak dilakukan berdasarkan rekomendasi hasil pengujian kualitas minyak dan diperhitungkan secara ekonomis.

d. Cleansing Merupakan pekerjaan untuk membersihkan bagian peralatan/ komponen yang kotor. Kotornya permukaan peralatan listrik khususnya pada instalasi tegangan tinggi dapat mengakibatkan terjadinya flash over pada saat operasi atau mengganggu konektivitas pada saat pengukuran. Adapun alat kerja yang dipakai adalah majun, lap, aceton, deterjen, sekapen hijau, vacuum cleaner, minyak isolasi trafo.

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 11

Gambar 5. Proses pembersihan (cleansing) NGR

e. Thightening Vibrasi yang muncul pada trafo dapat mengakibatkan baut - baut pengikat kendor. Pemeriksaan secara periodik perlu dilakukan terhadap baut - baut pengikat. Peralatan kerja yang diperlukan dalam melakukan pekerjaan ini adalah kunci - kunci. Pelaksanaan tightening atau pengencangan harus dilakukan dengan menggunakan kunci momen dengan nilai yang sesuai dengan spesifikasi peralatan

f. Replacing Parts Merupakan tindakan korektif yang dilakukan untuk mengganti komponen transformer akibat kegagalan fungsi ataupun berdasarkan rekomendasi pabrikan.

g. Greasing Akibat proses gesekan dan suhu, grease - grease yang berada pada peralatan dapat kehilangan fungsinya. Untuk mengembalikan fungsinya dilakukan penggantian grease / greasing. Penggantian grease harus sesuai dengan spesifikasi grease yang direkomendasikan pabrikan. Adapaun jenis jenis grease berdasarkan jenisnya adalah sebagai berikut:

i. Ceramic/ glass cleaner grease grease yang digunakan untuk

membersihkan isolator yang berbahan dasar keramik atau kaca.

ii. Roller bearing grease (Spray type) grease yang digunakan pada kipas trafo dan sambungan tuas penggerak OLTC

iii. Electrical jointing compound / contact grease grease yang digunakan pada terminal grounding dan bushing

iv. Minyak pelumas SAE 40 pelumas yang digunakan pada gardan penggerak OLTC

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 12

3. FMEA dan FMECA

3.1 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)

FMEA merupakan suatu metode untuk menganalisis penyebab kegagalan pada suatu peralatan. Pada buku pedoman pemeliharaan ini FMEA menjadi dasar untuk menentukan komponen komponen yang akan diperiksa dan dipelihara.

FMEA atau Failure Modes Effects Analysis dibuat dengan cara :

a. Mendefinisikan sistem (peralatan) dan fungsinya b. Menentukan sub sistem dan fungsi tiap subsistem c. Menentukan functional failure tiap subsistem d. Menentukan failure mode tiap subsistem

3.1.1 Mendefinisikan Sistem (Peralatan) Dan Fungsinya

Definisi : kumpulan komponen yang secara bersama sama bekerja membentuk satu fungsi atau lebih.

3.1.2 Menentukan Sub Sistem Dan Fungsi Tiap Subsistem

Definisi : peralatan dan/atau komponen yang bersama sama membentuk satu fungsi. Dari fungsinya subsistem berupa unit yang berdiri sendiri dalam suatu sistem.

3.1.3 Menentukan Functional Failure Tiap Subsistem

Functional Failure adalah ketidakmampuan suatu asset untuk dapat bekerja sesuai fungsinya berdasarkan standar unjuk kerja yang dapat diterima pemakai.

3.1.4 Menentukan Failure Mode Tiap Subsistem

Failure Mode adalah setiap kejadian yang mengakibatkan functional failure.

3.2 Failure Mode and Effect Critical Analysis (FMECA)

FMECA (Failure mode and effect critical analysis) merupakan metoda untuk mengetahui resiko kegagalan sebuah subsistem pada sebuah sistem peralatan. Dengan mengkombinasikan data gangguan dengan FMEA maka akan diketahui peluang peluang kegagalan pada setiap sub sistem dalam FMEA. Hal ini dapat

Simple, Inspiring, Performing, Phenomenal 13

dijadikan acuan dalam menerapkan metoda pemeliharaan yang optimal dengan tingkat kegagalan yang bervariasi.