aaaaaaaaaateguhlistrik

5/14/2018 aaaaaaaaaateguhlistrik - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/aaaaaaaaaateguhlistrik 1/32

IDENTIFIKASI BAHAYA DAN PENILAIAN RISIKO

MENGGUNAKAN METODE FAUT TREE ANALYSIS(FTA) DAN FAILURE MODE, EFFECT AND

CRITICALLITY ANALYSIS PADA INSTALASI LISTRIK150 KV DI PLTU PT PJB UP GRESIK

Oleh : Achmad Muchdianto

NRP : 6508040515



LATAR BELAKANG

Sebagai perusahaan penghasil energi listrik dengan kapasitas tinggi dan

teknologi yang canggih serta investasi yang tinggi, tentunya perusahaan juga tidak bisa lepas dari risiko selama waktu oprerasional supply energilistrik secara kontinuitas pada instalasi listrik 150 Kv

Dengan adanya gangguan-gangguan yang ada di instalasi listrik 150 kVyang dapat menimbulkan potensi bahaya seperti kebakaran padatransformator, maka perusahaan perlu mengadakan suatu kajian yang tepatuntuk mengidentifikasi bahaya, melakukan penilaian risiko yang disebabkan

oleh gangguan yang memungkinkan dapat menimbulkan kegagalan ataukerusakan sistem instalasi listrik 150 kV yang dapat memberikan dampaksignifikan baik dari pekerja, aset perusahaan serta supply energi listrik.

Untuk mengetahui penyebab kegagalan itu, maka perlu dilakukan analisapenyebab kegagalan instalasi listrik 150 kV dengan menggunakan metode FTA ( Fult Tree Analysis) FMECA (Failure Mode Effect & Criticality Analisis),karena metode ini mengidentifikasi komponen secara lengkap juga

mencantumkan penentuan rangking resiko komponen kritis, kemudian hasildari penilaian risiko.



PERUMUSAN MASALAH

Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bahaya apa sajakah yang ternadi pada instalasi listrik tegangan 150 kV diPLTU PT. PJB UP Gresik.

2. Gangguan apa saja yang dapat menyebabkan risiko kegagalan padainstalasi listrik tegangan 150 kV di PLTU PT. PJB UP Gresik denganmetode FMECA (Failure Mode Effect &Criticality Analisis)

3. Berapakah nilai risiko yang ada pada instalasi listrik tegangan 150 kV diPLTU.PT. PJB UP Gresik

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengidentifikasi bahaya pada instalasi listrik tegangan 150 kV di PLTUPT. PJB UP Gresik.

2. Menentukan gangguan yang dapat menyebabkan risiko kegagalan padainstalasi listrik tegangan 150 kV di PLTU PT. PJB UP Gresik dengan

metode FMECA (Failure Mode Effect & Criticality Analisis)3. Melakukan penilaian risiko yang ada pada instalasi listrik tegangan 150 kV

di PLTU PT. PJB UP Gresik



MANFAAT PENELITIAN

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mampu mengetahui sumber bahaya dan mengetahui penyebab kerusakan

tersebut.

2. Mampu mengetahui besarnya resiko akibat dari gangguan yang medapatmenyebabkan kegagalan pada peralatan atau komponen pada instalasilistrik tegangan 150 kV

3. Memberikan masukan kepada PT. PJB UP Gresik tentang besarnya resikoakibat kegagalan pada instalasi listrik tegangan 150 kV.

BATASAN PENELITIAN

Batasan penelitian yang digunakan adalah :

1. Penelitian ini dilakukan pada instalasi listrik tegangan 150 kV PLTU di PT.PJB UP Gresik.

2. Penelitian dalakukan hanya pada instalasi listrik tegangan 150 kV PLTU

unit 1, yaitu pada transformator daya dan switchyard..

3. Data kegagalan didalam transformator daya dan juga termasuk kegagalandiluar transformator yang dapat mempengaruhi transformator.



TINJAUAN PUSTAKA

Transformator DayaTransformator daya adalah suatu alat listrik yang dapat mentransferenergi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrikyang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsipinduksi-elektromagnet. Penggunaannya dalam system tenagamemungkinkan dipilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk

tiap-tiap keperluan misalnya, kebutuhan akan tegangan tinggi dalampengiriman daya listrik jarak jauh.Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkanmenjadi:

1. Transformator daya.2. Transformator distribusi.3. Transformator pengukuran: yang terdiri dari transformator arus

dan transformator tegangan.Untuk suatu pembangkit jenis transformator yang digunakan adalahtransformator daya ste- up sebagai penaik tegangan



Contoh gambar transformator daya step-up



Switchyard

Bagian dari gardu induk yang dijadikan sebagai tempat peletakan

peralatan-peralatan listrik yang berada diruang terbuka. Bagian-bagian switchyard antara lain:- LA (Lightning Arrester)

Berfungsi untuk melindungi (pengaman) peralatan listrik digardu induk dari tegangan lebih akibat terjadinya sambaranpetir (lightning surge).

- PT (Potential Transformer)

Berfungsi untuk merubah besaran tegangan dari tegangantinggi ke tegangan rendah atau memperkecil besarantegangan listrik pada sistem tenaga listrik listrik pada sistemtenaga listrik, menjadi besaran tegangan untuk pengukuran.

- CT (Current Transformer)Berfungsi merubah besaran arus dari arus yang besar ke arusyang kecil atau memperkecil besaran arus listrik pada sistem

tenaga listrik, menjadi arus untuk sistem pengukuran.



- PMT (Circuit breaker)Adalah peralatan pemutus, yang berfungsi untuk memutusrangkaian listrik dalam keadaan berbeban (berarus). CB dapatdioperasikan pada saat jaringan dalam kondisi normal maupunpada saat terjadi gangguan.

- PMS (Disconnecting Switch)berfungsi untuk memisahkan rangkaian listrik dalam keadaantidak berbeban. Dalam GI, DS terpasang di :1. Transformator Bay (TR Bay)

2. Transmission Line Bay (TL Bay)3. Busbar.4. Bus Couple.

- Rel (busbar)

Suatu penghantar yang berupa tembaga persegi sebagaipenghubung (connecting) dari suatu peralatan listruk keperalatan listrik yang lain.

- ES (Earthing Switch):

Suatu saklar yang digunakan untuk mengamankan systemapabila terjadi gangguan fasa terhadap tanah



Contoh gambar Switchyard 150 kV



Risiko

Standar Australia / New Zealand (1999) memaparkan

bahwa risiko adalah kemungkinan dari suatu kejadianyang tidak diinginkan yang akan mempengaruhi suatuaktivitas atau objek. Risiko tersebut akan diukur dalamtermilogy Consequences (konsekuensi) dan Likelihood

(kemungkinan / probabilitas). Dapat dijelaskan pulabahwa risiko adalah pemaparan tentang kemungkinandari suatu hal seperti kerugian atau keuntungan secarafinansial, kerusakan fisik, kecelakaan atauketerlambatan, sebagai konsekuensi dari suatu aktivitas.



Function Block Diagram

Sebelum melakukan identifikasi sebuah sistem, maka sistem yang ditinjau

diungkapkan terlebih dahulu dalam sebuah function block diagram yangmenunjukkkan keterkaitan antar komponen penyususn system. Setiapkomponen diawali oleh sebuah blok. Selanjudnya disusun sebuah functionaldiagram yang menunjukkan:

1. Keterkaitan fungsi setiap komponen secara menyeluruh

2. Urutan proses yang dikehendaki terjadi dalam sistem tersebut.

Fault Tree Analysis (FTA)Fault Tree Analysis berorientasi pada fungsi atau yang lebih dikenal dengantop down approach, karena analisa ini berawal dari sistem level (top) danmeneruskannya ke bawah. Event potensial yang menyebabkan kegagalandari suatu sistem engineering dan probabilitas terjadinya event tersebutdapat ditentukan dengan FTA. Sebuah Top Even yang merupakan definisidari kegagalan suatu sistem harus ditentukan terlebih dahulu dalam

mengkonstruksi FTA. Sistem kemudian dianalisa untuk menemukan semuakemungkinan yang didefinisikan pada Top Event .



Fault Tree Analysis dapat dijelaskan sebagai suatu bentuk diagram logicyang dapat menggambarkan analisa kerusakan atau kegagalan dari partkomponen dan bisa juga kombinasi dari beberapa bentuk kegagalan dari

suatu system.

Gambar berikut merupakan symbol-simbol yang digunakan dalam FTAbeserta pengertiannya



Failure Mode, Effect and Criticallity Analysis (FMECA)

FMECA merupakan teknik yang digunakan untuk mengidentifikasi, memprioritaskan,

dan mengeliminasi potensial failure dari suatu sistem, desain atau proses

sebelum digunakan.

FMECA worksheet merupakan dokumen lembar kerja yang digunakan untuk

merecord semua hasil analisa pada sistem.



METODOLOGI PENELITIAN

Diagram Alir penelitian

Tahap Pengumpulan Data

Start

Identifikasi masalah dan PenentuanTujuan

Studi literatur :

1 . Trafo daya2 . resiko 4. FTA

3 manajemen resiko 5 FMECA

.

.

Studi Lapangan dan Wawancara

Pengumpulan Data:

Data Primer :Wawancara pada pihak engineering dan maintenance:

1 . Penjelasan sistem instalasi tegangan 150 kV2 . Bahaya dari sistem instalasi tegangan 150 kV3 . Kegagalan atau kerusakan dari Bahaya dari

sistem instalasi tegangan150 kVData Sekunder

:

1. . -Data peralatan yang terdapat pada sisteminstalasi 150 kV .

3 . Data kegagalan peralatan


Identifikasi menggunakan FTA

Tahap Pengolahan data

- kegagalan pada komponen trafo- kegagalan komponen pada diswitchyard



: :

:

Analisa :

Analisa Function Block Diagram Analisa Fault Tree Analysis Analisa Failure Mode Effect andCriticallity Analysis

:

.Kesimpulan dan saran

Finis

Penentuanseverity dan occurance

dengan metode FMECA

Melakukan penilaian resiko denganmengalikanSeverity denganOccurance

Tahap Analisa Data



Pengumpulan dan Analisa data

Pengumpulan Data

Data-data yang dibutuhkan dalam penelitian dibagi menjadi 2 bagian yaitu: data

primer dan sekunder. Data-data tersebut diperoleh dari data-data hasilwawancara dengan pihak engineering PT. PJB Gresik dan data kegagalan dariinstalasi listrik 150 kV.

Pengolahan DataPada tahap ini akan dilakukan pengolahan data. Pengolahan data dimulai dari

tahap pembuatan Functional Block Diagram , pengidentifikasian risiko hinggatahap penentuan level risiko. Tahap pengidentifikasian risiko dalam penelitian ini

menggunakan FTA (Fault Tree Analysis) dan FMECA (Failure Mode, Effect, and Criticality Analysis ).




Pada pembuatan Function Block diagram ini mengacu pada single line diagram

instalasi listrik 150 kV pada unit 1



Fault Tree Analysis (FTA)

Identifikasi FTA ini digunakan untuk mengetahui penyebab kegagalan dari trafo

daya. Dari top event dari suatu kegagalan maka dapat diketahui basic event atau

penyebab dasar dari suatu kegagalan.

Trafo terbakar

Kegagalanminyak trafo

Adanya

tegangan lebih

Terjadi

teganganSurge

A

B C

Panaslebih pada

minyak trafo

HB singkatdidalam trafo

Gangguan diswitchyard dan jaringan

Beban lebih KegagalanSistempendingin

Kelembaban

minyak trafo

Viskositasminyak trafo

menurun

Penyumbatanpada silicagel

D

F G H I

Kerusakanpada arrestersaat terjaditeg surge

3 4

1 2

E

D a r i 5 . 6

D a r i L + 7

D a r i 8 . 9

D a r i M + 1 0 + N



Minimal Cut Set

A = B+C

= (D+E) + (1+2)

= {[(F+G+H+I) + (3+4)] + (1+2)}= {[(5.6) + (L+7) + (8.9) + (M+10+N) + (3+4)] + (1+2)}

= {[(5.6) + (13.14) + ((11+12)+(7)) + (8.9)] + [(13+14) + 10+(15+16)] + [(3+4) + (1+2)]}

Pembebananmelebihi

kapasitas trafo

PMT tidakdapat bekerjasaat beban

lebih

kegagalandidalam bushing

Terjadi HBsingkat didalamkumparan trafo

Bushing

pecah/rusak

Penurunan

level minyakbushing

Penyumbatanpada radiator

Kipas pendingintidak bekerja

Pompa sirkulasitidak bekerja

Motor kipasrusak

Sumberlistrik putus

Motor pomparusak

Pipa bocor

HB singkatdiswitchyard atau jaringan

PMT tidakdapat bekerja

saat HBsingkat

L

M N

5 6 7 8 910

11 12

13 14 15 16

K e F

K e G

K e H

K e I



Dari perhitungan diatas untuk mengetahui kejadian yangdapat menyebabkan kebakaran transformator, dimana

kejadian tersebut merupakan suatu kegagalanpenyebab dasar dari kebakaran transformator.



Failure Mode Effect And Criticallity Analysis (FMECA)

Identifikasi bahaya dilakukan dengan menggunakan Failure Mode Effect and

Criticality Analysis ( FMECA), namun dalam pengerjaannya perlu ditentukan kategori

penilaian severity dan occurance, terlebih dahulu kategori penilaian tersebut diambildari instruksi kerja proses identifikasi dan evaluasi bahaya potensial dan resiko K3milik perusahaan PT PJB Unit Pembangkitan Gresik.

Criticality Number = Severity x Occurance



melakukan

pengecekan

rutinitas pada

indicator

temperatur dan

melakukan

pencatatan

temperatur

melakukan

pengujian minyak

trafo secara

berkala

422melakukan

pengecekan

rutinitas

pada

indicator

temperatur

dan

melakukan

pencatatan

temperatur

melakukan

pengujian

minyak trafo

secara

berkala

Amperemeter

menunjukkan

nilai tinggi.

PMT trip

silicagel

berwarna biru

Indikator

temperatur

mengalami

kenaikan

Warna minyak

trafo keruh

trafo

menjadi

over

heating

Tejadi

hubung

singkat

timbul gas yang

mudah terbakar,

serta viskositas

minyak

menurun

isolasiminyak trafo

1

Recommendation

/action

(CN)(O)(S)Existing

preventive

Detection

means

Failure

effect

Failure

case

Failure modeFunctionEquipmentIden,

no

Approved byMission :

Compiled byReference :

SheetPart name :

DateSystem :

Keterangan :S = Severity CN = 4O = Occcurance Level risiko berada pada kategori Moderate

CN = Criticality NumberS x O



Analisa Function Block Diagram

Pada function block diagram tersebut menjelaskan proses instalasi listrik 150kV, yang dimulai dari generator sebagai sumber energi listrik kemudiantegangan listrik keluaran dari generator merupakan tegangan menengah akandinaikkan transformator daya step-up menjadi tengan tinggi 150 kV, yang manatransformator merupakan peralatan utama dari suatu instalasi listrik. Selanjunya

energi lisrik keluaan dari trafo akan terkumpul diswitchyard, dimana didalamswitchyard akan dilakukan proses pengaturan dan penyaluran energi listrik,

setelah itu energi listrik disalurkan melalui jaringan transmisi tegangan tinggimenuju ke gardu induk.

Kegagalan suatu peralatan dari adanya suatu gangguan dapat memepengaruhisystem instalasi tersebut, dan mempengaruhi kontinuitas operasi dari suatupenghasil energi listrik. Gangguan terdiri dari dua, yaitu gangguan internal dangangguan eksternal. Gangguan internal berasal dari gangguan didalam trafo

sedangkan gangguan eksternal berada pada switchyard dan saluran transmisi

tegangan tinggi.



Analisa FTA

Identifikasi bahaya menggunakan Fault Tree Analysis ini untuk menggambarkan

suatu kejadian kegagalan dari instalasi listrik tegangan 150 kV dimana top even adalah kebakaran dari transformator.dan dari gambaran tersebut dapatdiketahui penyebab dasar dari suatu kejadian tersebut.

Penyebab dasar dari kebakaran trafo adalah kegagalan peralatan proteksiuntuk melindungi trafo dari suatu gangguan dan kegagalan system pendingintrafo.

Peralatan proteksi berfungsi untuk :1. Gangguan hubung singkat

2. Beban lebih yang disebabkan pembebanan yang melebihi kapasitas daritrafo

3. Tegangan surge yang disebabkan oleh sambaran petir.



Sedangkan untuk system pendingin berfungsi untuk mendinginkan minyaktrafo yang merupakan pendingin sekaligus isolasi trafo dari panas berlebih,

sehingga temperature dari minyak trafo harus dijaga agar dapatmendinginkan trafo. Apabila terjadi kegagalan pada sistem pendingin makatemperatur meinyak mengalami kenaikan, sehingga tahanan isolasi minyakmengalami penurunan maka trafo akan terjadi panas.



Analisa FMECADalam analisa FMECA ini terdapat peralatan-peralatan transformator daya

150 kV dan switchyard yang dianalisa bentuk-bentuk kegagalan dan efekyang ditimbulkannya terhadap proses kerja instalasi listrik tegangantinggi150 kV.

Berdasarkan efek yang ditimbulkan, secara keseluruhan dapatmengganggu kinerja system instalasi listrik tegangan tinggi 150 kV. Adapunefek yang mengganggu kinerja system instalasi listrik 150 kV adalah:

- Kerusakan atau kegagalan peralatan yang ditimbulkan oleh suatu

gangguan, yang mengakibatkan operasional system instalasi listriktegangan tinggi 150 kV harus berhenti, sehingga proses produksiterganggu.

- Kerusakan atau kegagalan yang tidak sampai mengakibatkansystem instalasi listrik tegangan tinggi 150 kV terhenti namundapat menurunkan performansi trafo.



Penilaian resiko yang diberikan dalam FMECA menggunakan kriteria Criticality Number (CN) dengan factor yang mempengaruhi adalah tingkat keparahan (SN) dan tingkatkeseringan peristiwa terjadi (ON). Adapun peralatan yang dilakukan penilaian risiko padaFMECA antara lain :

1. Minyak trafo

Tingkat risiko berada pada kategori moderate , karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely .

2. LV bushing

Tingkat risiko berada pada kategori toreable, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategori

Very Unlikely .

3. HV bushing

Tingkat risiko berada pada kategori toreable, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely .

4. Tap-changger

Tingkat risiko berada pada kategori moderate, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely



5. Sistem pendingin trafo

Tingkat risiko pada radiator dan pompa sirkulasi minyak berada pada kategorimoderate, sedangkan pada kipas pendingin berada pada kategori torelable, karenadalam penentuan severity radiator dan pompa berada pada kategori harmful danpenentuan Occurance berada pada kategori Unlikely, sedangkan pada kipas pendingin severity berada pada kategori slightly harmful dan occurance berada pada kategori unlikely.

6. Tangki+konservator

Tingkat risiko berada pada kategori torelable, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriVery Unlikely .

7. Lightning Arrester Tingkat risiko berada pada kategori moderate, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely .

8. PMT (Pemutus)

Tingkat risiko berada pada kategori moderate, karena dalam penentuan severity berada pada kategori harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely .

9. Earting Switch (ES)Tingkat risiko pada kategori Torelable , karena dalam penentuan severity beradapada kategori slightly harmful dan penentuan Occurance berada pada kategoriUnlikely .



KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan1. Dalam mengidentifikasi bahaya pada instalasi listrik 150 kVpada kebakaran transformator daya disebabkan olehpembebanan melebihi kapasitas trafo, gangguan hubungsingkat didalam trafo, gangguan hubung singkat padaswitchyard dan saluran transmisi, kegagalan pada sistempendingin, adanya tegangan surge dan kegagalan padaperalatan-peralatan proteksi.

2. Dalam penelitian, diketahui bahwa kegagalan dari instalasilistrik 150 kV disebabkan oleh gangguan internal dan eksternal .Gangguan internal berasal dari trafo yaitu adanya kandungangas-gas pada minyak trafo yang disebabkan oleh hubungsingkat dan panas lebih pada trafo, sedangkan gangguaneksternal berasal dari switchyard atau jaringan transmisi yaituadanya tegangan surge, kegagalan peralatan-peralatan

proteksi pada switchyard seperti PMT, lightning arrester danearthing switch.



3. Nilai resiko peralatan berada pada kategori Torelable dan Moderate . Untuk kategori torelable nilai risiko 2

dengan nilai severity 2 (harmful ) dan nilai occurance1 (very unlikely ), adapun peralatan pada kategori iniyaitu:LV bushing, kipas pendingin, tangki-konservatordan earthing switch . Untuk kategori moderate nilairisiko 4 dengan nilai severity 2 (harmful ) dan nilaioccurance 2 (unlikely ),adapun peralatan padakategori ini yaitu : minyak trafo, tap-changger, HV

bushing, lightning arrester, PMT(pumutus), radiatordan pompa sirkulasi minyak trafo. Dari penelitian ini,untuk peralatan pada kategori torelable dilakukanrekomendasi pemeriksaan secara visual kondisiperalatan dan perawatan secara berkala.Sedangkanpada peralatan yang berada pada kategori moderate

dilakukan rekomendasi pemeriksaan,pengukurantahanan isolasi, pengukuran tahanan penanahan,perawatan dan memeriksa indikator-indikator .



Saran

1. Diharapkan perusahaan mengembangkan metode identifikasibahaya dan penilaian risiko yang lebih detail dan terperincipada tiap peralatan.

2. Diharapkan dilakukan penelitian selanjutnya pada semua plant PT PJB UP Gresik khusnya area yang berpotensi bahayabesar.

3. Untuk memperkecil risiko, sebaiknya dilakukan suaturekomendasi pengujian tahanan isolasi peralatan dan tahananpenanahan untuk peralatan yang dibumikan, perawatansesuai jadwal yang ditentukan dan memeriksa serta mencatatnilai pada indikator-indikator seperti indikator temperaturepada trafo, gelas penduga, alat ukur volt dan amperemeter.



TERIMA KASIH

aaaaaaaaaateguhlistrik

Documents

Transcript of aaaaaaaaaateguhlistrik