INSTITUT TEKNOLOGI PLN

PENGARUH PEMBEBANAN TERHADAP SUSUT UMUR TRANSFORMATOR TENAGA UNIT 2 GI KARET LAMA 150/20 KV

JAKARTA PUSAT

PROYEK AKHIR

DISUSUN OLEH:

RAMADHANY RAUF 201771039

PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI PLN JAKARTA, 2020

i

LEMBAR PENGESAHAN

PROYEK AKHIR

PENGARUH PEMBEBANAN TERHADAP SUSUT UMUR TRANSFORMATOR TENAGA UNIT 2 GI KARET LAMA 150/20 kV JAKARTA PUSAT

Disusun oleh:

RAMADHANY RAUF

201771039

Diajukan untuk memenuhi persyaratan pada program studi D3 Teknologi Listrik

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI - PLN

Jakarta, 20 Juli 2020

Mengetahui Disetujui

(Retno Aita Diantari,ST.,MT) (Novi Gusti Pahiyanti, ST.,MT) Kepala Program Studi D-III Pembimbing Pertama

Teknologi Listrik

(Albert Gifson Hutadjulu, ST.,MT) Pembimbing Kedua

ii

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Ramadhany Rauf

NIM : 201771039

Program Studi : D3 Teknologi Listrik

Judul : Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur

Transformator Tenaga Unit 2 Gi Karet Lama 150/20 kV

Jakarta Pusat

Telah dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada program studi Diploma III

Teknologi Listrik Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Institut Teknologi –

PLN pada tanggal 25 Agustus 2020

Tim Penguji Jabatan Tanda Tangan

1. Retno Aita

Diantari,ST.,MT

Ketua Sidang

2. Oktaria

Handayani, ST.,MT

Sekertaris Sidang

Digitally signed by Oktaria Handayani DN: OU=Fakulytas Ketenagalistrikan & Energi Terbarukan, O=IT PLN, CN=Oktaria Handayani, E=oktaria@itpln.ac.id Reason: I am the author of this document Location: your signing location here Date: 2020-08-31 16:51:46 Foxit Reader Version: 9.7.1

3. Aas Wasri

Hasanah,S.SI.,MT

Anggota Sidang

Mengetahui

Kepala program studi D-III Teknologi Listrik

(Retno Aita Diantari, ST.,MT)

iii

Ramadhany Rauf

iv

UCAPAN TERIMA KASIH Dengan Ini Saya Menyampaikan Penghargaan dan Ucapan terima kasih

yang sebesar – besarnya kepada yang terhormat :

Ibu Novi Gusti Pahiyanti, ST.,MT Selaku Pembimbing I Bapak Albert Gifson Hutadjulu,ST.,MT Selaku Pembimbing II

Yang telah memberikan petunjuk, saran – saran serta bimbingannya

sehingga proyek akhir ini dapat diselesaikan

Terima kasih kepada

1. Bapak Ahmad Syuhada selaku manager ULTG karet

2. Bapak Rolando selaku Supervisior Pemeliharaan GI ULTG Karet

3. Seluruh Staff ULTG Karet

Yang telah mengijinkan melakukan penelitian di kantor ULTG Karet Jakarta

Pusat sehingga dapat menyelesaikan proyek akhir ini tepat waktu

Jakarta, 20 Juli 2020

Ramadhany Rauf

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai Sivitas akademika Institut Teknologi – PLN, saya yang bertanda

tangan dibawah ini :

Nama : Ramadhany Rauf

NIM : 201771039

Program Studi : D3 Teknologi Listrik

Fakultas : Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan

Jenis Karya : Proyek Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan

kepada Institut Teknologi – PLN Hak Bebas Royalti Non Eksklusif ( Non – Exclusive Royalty Free Right ) atas karya ilmiah saya yang berjudul “Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur Transformator Tenaga Unit 2 GI Karet Lama 150/20 KV Jakarta Pusat”

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas royalty

non eksklusif ini Institut Teknologi – PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pengkalan data (database), merawat,

dan mempbulikasikan tugas akhir saya selama tetap mencamtumkan nama saya

sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak cipta.

Demikian Pernyataan ini Saya buat dengan sebenarnya

Dibuat Di jakarta

Pada Tanggal 20 Juli 2020

Yang Menyatakan

Ramadhany Rauf

vi

PENGARUH PEMBEBANAN TERHADAP SUSUT UMUR TRANSFORMATOR TENAGA UNIT 2 GI KARET LAMA 150/20

KV JAKARTA PUSAT Ramadhany Rauf (2017-71-039)

Dibawah bimbingan Novi Gusti Pahiyanti, ST., MT dan Albert Gifson

Hutadjulu, ST., MT

ABSTRAK Transformator merupakan salah satu objek vital dalam sistem saluran transmisi.

Sehingga sangatlah penting untuk merawat peralatan tersebut dari gangguan.

umur transformator sendiri dapat berkurang akibat dari beberapa faktor, salah

satunya pembebanan. Dalam prakteknya trafo daya di gardu induk bisa

mengalami beban lebih mengingat atau sebagai akibat terjadinya manuver

pemindahan beban dalam sistem distribusi. Selain itu pertumbuhan listrik di era

sekarang ini semakin meningkat sehingga menyebabkan susut umur peralatan

akibat pembebanan semakin besar. tujuan dari penelitian ini untuk memprediksi

umur transformator akibat dari pengaruh peningkatan pembebanan setiap

tahunnya. Oleh karena itu pada tugas akhir ini akan dihitung susut umur dan

pengaruh pembebanan berlebih terhadap umur transformatornya dengan

menggunakan metode wawancara langsung dengan spv har GI PLN Karet,

kemudian dilanjutkan dengan pengambilan data dan perhitungan prediksi dari

umur transformator tersebut agar mendapatkan hasil prediksi yang lebih akurat.

kata kunci : Transformator, Pembebanan, Susut Umur

vii

EFFECT OF LOAD AGAINST TRANSFORMER AGE SHRINKAGE ON POWER TRANSFORMERS UNIT 2 GI KARET LAMA 150/20

KV, CENTRAL JAKARTA

Ramadhany Rauf (2017-71-039)

Under the guidance of Novi Gusti Pahiyanti, ST., MT and Albert

Gifson Hutadjulu, ST., MT

ABSTRACT

The transformer is one of the vital objects in the transmission line system. So it is

very important to treat the equipment from interference. transformer life itself can

be reduced due to several factors, one of which is loading. In practice the power

transformer at the substation may experience more load considering or as a result

of load shifting maneuvers in the distribution system. In addition, the growth of

electricity in the current era is increasing, causing a decrease in the life of the

equipment due to greater loading. The purpose of this study is to predict the age

of the transformer due to the effect of increasing loading each year. Therefore, in

this final project, the age loss and the effect of overloading on the age of the

transformer will be calculated by using the direct interview method with SPV har

GI PLN Karet, then followed by data collection and calculation of predictions of

the age of the transformer in order to get more accurate prediction results

keywords: Transformer, Loading, Age Shrinkage

viii

DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN PROYEK AKHIR I

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI ii

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR iii

UCAPAN TERIMA KASIH iV

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI V

ABSTRAK VI

DAFTAR ISI VII

DAFTAR GAMBAR X

DAFTAR TABEL XI

DAFTAR RUMUS XII

DAFTAR LAMPIRAN XIII

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang Masalah 1 1.2 Permasalahan Penelitian 1

1.2.1 Identifikasi Masalah 2

1.2.2 Ruang Lingkup Masalah 2

1.2.3 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Dan Manfaat Penelitian 2

1.4 Sistematika Penulisan 3

BAB II LANDASAN TEORI 4

2.1 Teori Pendukung 4 2.1.1 Transformator arus 4

2.1.2 Jenis trafo berdasarkan fungsinya 5

2.1.3 bagian bagian Transformator 5

ix

2.1.4 Current charging(winding) 5

2.1.5 Bushing 6

2.1.6 Pendingin 8

2.1.7 Oil Pressure Function dan Expantion (konservator) 10

2.1.8 kontruksi konservator dengan rubber 11

2.1.9 Minyak isolasi trafo 12

2.1.10 kertas isolasi trafo 12

2.1.11 Tap Charger 13

2.1.12 OLTC pada transformator 14

2.1.13 NGR 14

2.1.14 proteksi pada transforfer 15

2.1.2 Prinsip kerja Transformator 18

2.1.3 Umur Transformator 19

2.1.3.1 pengaruh pembebanan terhdap umur trafo 20

2.1.3.2 susut umur transformator 21

2.1.4 keadaan pembebanan pada transformator 22

2.1.4.1 keadaan transformator tanpa beban 22

2.1.4.2 keadaan transformator berbeban 23

2.1.5 rugi-rugi pada transformator 23

2.1.6 potensi gangguan pada transformator 25

2.2 Tinjauan Pustaka 25

BAB III METODE PENELITIAN 28

3.1Perencanaan Penelitian 28

x

3.1.1 umum 28

3.1.2 pembebanan transformator 28

3.1.3 Temperature Hotspot 30

3.1.4 kenaikan Temperatur Top oil kondisi beban berubah 31

3.1.5 kenaikan Temperatur Hotspot komdisi untuk beban 32

3.1.6 perhitungan Laju Penuaan Thermal relative 32

3.1.7 perhitungan susut umur transformator 34

1.1.8 perhitungan perkiraan umur transformator 35

3.2 Teknik Analisis 36

3.3 Jadwal Penelitian 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 38

4.1 Data Masukan 38

4.2 Data Harian Transformator unit 2 39

4.3 Perhitungan Variasi Beban Transformator 49

4.4 Data Rata-Rata Variasi Beban Selama 6 Bulan 53

BAB V PENUTUP 55

5.1 Kesimpulan 55

5.2 Saran 55

DAFTAR PUSTAKA 56

DAFTAR RIWAYAT HIDUP 57

LAMPIRAN 58

xi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2-1 Prinsip Hukum Elektromagnetik 5

Gambar 2-2 Inti Besi 6

Gambar 2-3 Belitan Trafo 7

Gambar 2-4 Bushing 7

Gambar 2-5 bagian-bagian bushing 8

Gambar 2-6 Indikator level minyak bushing 9

Gambar 2-7 Gasket/seal antara flage bushing dengan body trafo 9

Gambar 2-8 Konservator 11

Gambar 2-9 Konservator dengan rubber bag 12

Gambar 2-10Dehydrating Breater 13

gambar 2-11 Silica Gel 13

Gambar 2-12 Minyak Isolasi Trafo 13

Gambar 2-13 Tembaga yang dilapisi kertas isolasi 14

ambar 2-14 OLTC 15

Gambar 2-15 Kontak switching pada diverter switch 16

Gambar 2-16 Neutral Grounding Resistor (NGR) 17

Gambar 2-17 Rele Bucholz 17

Gambar 2-18 Mekanisme Kerja Rele Bucholz 18

Gambar 2-19 Rele Jansen 19

Gambar 2-20 Rele Sudden Pressure 19

Gambar 2-21 Bagian-Bagian Rele Thermal 20

xii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Macam–macam pendingin pada trafo 9

Tabel 2.2 Skala Susut Umur 21

Tabel 3.1 Penuaan Thermal 34

Tabel 3.2 Jadwal Penelitian 37

Table 4.1 pembebanan transformator Daya 2 Januari 2020 39

Table 4.2 pembebanan transformator Daya 2 Februari 2020 40

Table 4.3 pembebanan transformator Daya 2 Maret 2020 41

Table 4.4 pembebanan transformator Daya 2 April 2020 42

Table 4.5 pembebanan transformator Daya 2 Mei 2020 43

Tabel 4.6 Temperatur Harian Bulan Januari – Mei 2020 48

Tabel 4.7 Tabel Beban Konstan Transformator 49

Tabel 4.8 Susut Umur Rata-Rata Bulan Januari 51

Tabel 4.9 Susut Umur Rata-Rata Bulan Februari 51

Tabel 4.10 Susut Umur Rata-Rata Bulan Maret 52

Tabel 4.11 Susut Umur Rata-Rata Bulan April 52

Tabel 4.12 Susut Umur Rata-Rata Bulan Mei 53

Tabel 4.13 Susut Umur Rata-Rata Variasi Beban Selama 5 Bulan 53

Tabel 4.14 Susut Umur Transformator 54

xiii

DAFTAR RUMUS

3.1 Rumus Ratio Pembebanan 28

3.2 Rumus Kenaikan Temperature Hotspot 29

3.3 Rumus Temperature Hotspot 30

3.4 Kenaikan Temperatur top Oil 31

3.5 Kenaikan Temperatur Oil Pda Kondisi beban berubah ubah 31

3.6 Kenaikan Temperatur Hotspot Untuk beban Stabil 32

3.7 Laju Penuaan Thermal Relatif 33

3.8 Laju Umur Relatif 35

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Daftar Riwayat Hidup 57

Lampiran B Lembar Bimbingan Proyek Akhir 58

Lampiran C Data Unit Transformator 60

Lampiran D Data Suhu Lingkungan Daerah Tanah Abang Tahun 2020 61

Lampiran E Sumber Jurnal 64

15

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang masalah

Penemuan transformator listrik menjelang akhir abad kesembilan belas

dimungkinkan pengembangan sistem pasokan AC tegangan konstan, dengan

Stasiun listrik sering terletak jauh dari pusat beban listrik. Sebelum itu, di

masa awal pasokan listrik untuk masyarakat menggunakan sistem sumber

generasi DC, menyesuaikan kebutuhan, dan dekat dengan titik

sumber.Kondisi saat ini seluruh negara sedang berlomba-lomba dalam

melaksanakan pembangunan di segala sektor, salah satunya sektor

kelistrikan. Seiring dengan laju pertumbuhan pembangunan maka dituntut

adanya sarana dan prasaranan yang mendukungnya seperti ketersedian

tenaga listrik. Saat ini tenaga listrik merupakan kebutuhan yang utama, baik

untuk kehidupan sehari-hari maupun untuk kebutuhan industri. Hal ini

disebabkan karena tenaga listrik mudah untuk ditransportasikan dan

dikonversikan ke dalam bentuk tenaga yang lain. Penyediaan tenaga listrik

yang stabil dan kontinyu merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam

memenuhi kebutuhan tenaga listrik. Di dalam suatu sistem tenaga listrik

salah satunya ada suatu peralatan yang sangat penting yang harus

diperhatikan yaitu Transformator. Transformator berhubungan langsung

dengan saluran transmisi dan distribusi listrik sehingga adanya sistem isolasi

yang menjadi kunci terjaganya fungsi dari transformator dalam

ketenagalistrikan. Transformator yang digunakan ini sudah berusia sekitar 26

tahun dari umur pembuatannya dan sudah beroperasi sejak 1998 sekitar 22

tahun. Transformator ini sudah melewati batas IEC (International

Electrotechnical Commission) menetapkan bahwa umur transformator hanya

berkisar 20 tahun. Oleh karena itu penulis mengambil judul tersebut agar

mendapatkan hasil prediksi susut umur berdasarkan perhitungan yang

dilakukan menggunakan data pembebanan trafonya dan perhitungan di bab

4

16

1.2 Permasalahan penelitian Besar pembebanan berbeda-beda yang diterima transformator

pada waktu beroperasi menyebabkan meningkatnya suhu belitan yang

berakibat meningkatkan laju susut umur transformator yang dapat

mempengaruhi kualitas dan umur transformator itu sendiri.

1.2.1 Identifikasi masalah

Masalah utama yang terjadi adalah meningkatnya temperature hot-

spot pada transformator yang menyebabkan menurunnya kemampuan

isolasi kertas transformator yang berakibat pada umur transformator itu

sendiri. Meningkatnya Temperature Hot-Spot diakibatkan oleh berbagai

faktor seperti pembebanan berlebih, beban linier yang menimbulkan

harmonic, konduktor SKTT putus dan factor penyimpangan desain.

Pada tugas akhir ini akan membahas tentang Pengaruh pembebanan

terhadap susut umur transformator unit 2 GI karet lama 150/20 kV

Jakarta Pusat

1.2.2 Ruang lingkup masalah Agar tidak terjadi perluasan dalam pembahasan, maka pada tugas

akhir ini hanya dibahas mengenai :

1. Pengaruh peningkatan pembebanan terhadap laju kenaikan

Temperature trafo

2. Menentukan prakiraan umur dari transformator unit 2 GI Karet

Lama.

1.2.3 Rumusan Masalah 1) Bagaimanakah pengaruh pembebanan trafo terhadap susut

umur transformator?

2) Berapakah besar prakiraan umur transformator yang digunakan

pada Transformator #2 PT. PLN (persero) GI Karet Lama ?

1.3 Tujuan dan manfaat penelitian

1.3.1 Tujuan Penelitian

Tujuan yang diharapkan tercapai pada pembahasan tugas

akhir ini adalah :

17

1. Menganalisis pengaruh pembebanan terhadap kenaikan

Temperature Hot-spot pada Transformator.

2. Mengetahui pengaruh peningkatan temperature Hot-Spot pada laju

susut umur Transformator.

3. Dapat memperkirakan umur transformator #2 GI Karet Lama.

4. Memberikan informasi Mengenai Kondisi Transformator #2 GI

Karet Lama.

1.3.2. Manfaat Penelitian

1) Penelitian ini dapat memberi informasi tambahan tentang hasil

pengukuran beban trafo terhadap suhu pada trafo #2 yang

berdampak pada penyusutan umur trafo.

2) Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi mengenai

kondisi trafo.

3) Penelitian ini diharapkan memberikan tambahan wawasan dan

informasi mengenai trafo pada GI Karet Lama, dan perusahaan

yang bersangkutan dapat segera mencegah permasalahan yang

akan terjadi.

1.4 Sistematika penulisan Pada penulisan tugas akhir ini secara garis besar dibagi menjadi beberapa

bagian yaitu :BAB I, membahas hal-hal umum yang terdiri dari latar belakang,

identifikasi masalah, ruang lingkup masalah, rumusan masalah, tujuan dan

manfaat penelitian serta sistematika penulisan. BAB II, membahas teori dan

referensi yang mendukung penelitian yang terdiri dari tinjauan pustaka,

landasan teori dan kerangka pemikiran. BAB III, membahas metodologi

penelitian yang terdiri dari analisa kebutuhan, perancangan penelitian dan

teknik analisis. BAB IV, merupakan bagian pembahasan yang terdiri dari

hasil, pembahasan dan implikasi penelitian. BAB V, bab penutup yang terdiri

dari simpulan dan saran

18

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Teori Pendukung 2.1.1 Transformator Arus

Trafo merupakan peralatan statis dimana rangkaian magnetik dan

belitan yang terdiri dari 2 atau lebih belitan, secara induksi

elektromagnetik, mentransformasikan daya (arus dan tegangan) sistem

AC ke sistem arus dan tegangan lain pada frekuensi yang sama (IEC

60076 -1 tahun 2011). Trafo menggunakan prinsip elektromagnetik yaitu

hukum hukum ampere dan Induksi Faraday, dimana perubahan arus atau

medan listrik dapat membangkitkan medan magnet dan perubahan

medan magnet / fluks medan magnet dapat membangkitkan tegangan

induksi.

Gambar 2-1 Prinsip Hukum Elektromagnetik

Arus AC yang mengalir pada belitan primer membangkitkan flux

magnet yang mengalir melalui inti besi yang terdapat diantara dua belitan,

flux magnet tersebut menginduksi belitan sekunder sehingga pada ujung

belitan sekunder akan terdapat beda potensial / tegangan induksi.

2.1.2 Jenis Trafo Berdasarkan fungsinya:

- Trafo pembangkit

- Trafo gardu induk / penyaluran

- Trafo distribusi

19

2.1.3 Bagian-Bagian Transformator dan Fungsinya

Electromagnetic Circuit (Inti besi) Inti besi digunakan sebagai

media mengalirnya flux yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada

kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali

ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lempengan – lempengan besi tipis

berisolasi dengan maksud untuk mengurangi Eddy Current yang

merupakan arus sirkulasi pada inti besi hasil induksi medan magnet,

dimana arus tersebut akan mengakibatkan rugi-rugi (losses).

Gambar 2-2 Inti Besi

2.1.4 Current Carrying Circuit (Winding)

Belitan terdiri dari batang tembaga berisolasi yang mengelilingi inti

besi, dimana saat arus bolak balik mengalir pada belitan tembaga

tersebut, inti besi akan terinduksi dan menimbulkan flux magnetik.

Gambar 2-3 Belitan Trafo

20

2.1.5 Bushing

Bushing merupakan sarana penghubung antara belitan dengan

jaringan luar. Bushing terdiri dari sebuah konduktor yang diselubungi oleh

isolator. Isolator tersebut berfungsi sebagai penyekat antara konduktor

bushing dengan body main tank trafo.

Gambar 2-4 Bushing

Secara garis besar bushing dapat dibagi menjadi empat bagian utama

yaitu:

1. Isolasi Berdasarkan media isolasi bushing terbagi menjadi dua (IEC 60137

tahun 2008) yaitu: a. Bushing kondenser Bushing kondenser umumnya

dipakai pada tegangan rating bushing 72,5 kV ke atas. Bushing

kondenser terdapat tiga jenis media isolasi (IEC 60137 tahun 2008)

yaitu:

• Resin Bonded Paper (RBP) Bushing tipe RBP adalah teknologi

bushing kondenser yang pertama dan sudah mulai ditinggalkan

• Oil Impregnated Paper (OIP) Pada tipe OIP isolasi yang

digunakan adalah kertas dan minyak yang merendam kertas

isolasi

• Resin Impregnated Paper (RIP) Pada tipe RIP isolasi yang

digunakan adalah kertas isolasi dan resin

Di dalam bushing kondenser terdapat banyak lapisan

kapasitansi yang disusun secara seri sebagai pembagi

tegangan. Pada bushing terdapat dua kapasitansi utama yang

biasa disebut C1 dan C2. C1 adalah kapasitansi antara

21

konduktor dengan tap bushing, dan C2 adalah kapasitansi dari

tap bushing ke ground (flange bushing). Dalam kondisi operasi

tap bushing dihubungkan ke ground, sehingga C2 tidak ada

nilainya ketika bushing operasi.

Gambar 2-5 bagian-bagian bushing

Bushing non kondenser umumnya digunakan pada tegangan rating

72,5 kV ke bawah. Media isolasi utama bushing non-kondenser

adalah isolasi padat seperti porcelain atau keramik

2. Konduktor Terdapat jenis – jenis konduktor pada bushing yaitu hollow conductor

dimana terdapat besi pengikat atau penegang di tengah lubang

konduktor utama, konduktor pejal dan flexible lead.

3. Klem Koneksi Klem koneksi merupakan sarana pengikat antara stud bushing

dengan konduktor penghantar di luar bushing

4. Asesoris

Asesoris bushing terdiri dari indikasi minyak, seal atau gasket dan

tap pengujian. Seal atau gasket pada bushing terletak di bagian bawah

mounting flange.

22

Gambar 2-6 Indikator level minyak bushing

Gambar 2-7 Gasket/seal antara flage bushing dengan body

2.1.6 Pendingin

Suhu pada trafo yang sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh kualitas

tegangan jaringan, rugi-rugi pada trafo itu sendiri dan suhu lingkungan. Suhu

operasi yang tinggi akan mengakibatkan rusaknya isolasi kertas pada trafo. Oleh

karena itu pendinginan yang efektif sangat diperlukan. Minyak isolasi trafo selain

merupakan media isolasi juga berfungsi sebagai pendingin. Pada saat minyak

bersirkulasi, panas yang berasal dari belitan akan dibawa oleh minyak sesuai

jalur sirkulasinya dan akan didinginkan pada sirip–sirip radiator. Adapun proses

pendinginan ini dapat dibantu oleh adanya kipas dan pompa sirkulasi guna

meningkatkan efisiensi pendinginan.

Pendingin suhu pada trafo yang sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh

kualitas tegangan jaringan, rugi-rugi pada trafo itu sendiri dan suhu lingkungan.

Suhu operasi yang tinggi akan mengakibatkan rusaknya isolasi kertas pada trafo.

Oleh karena itu pendinginan yang efektif sangat diperlukan. Minyak isolasi trafo

selain merupakan media isolasi juga berfungsi sebagai pendingin. Pada saat

23

minyak bersirkulasi, panas yang berasal dari belitan akan dibawa oleh minyak

sesuai jalur sirkulasinya dan akan didinginkan pada sirip–sirip radiator. Adapun

proses pendinginan ini dapat dibantu oleh adanya kipas dan pompa sirkulasi

guna meningkatkan efisiensi pendinginan.

Tabel 2.1 Macam–macam pendingin pada trafo

Macam Sistem

Pendingin *)

Media

Dalam Trafo

Diluar Trafo

Sirkulasi Alamiah

Sirkulasi Paksa

Sirkulasi Alamiah

Sirkulasi Paksa

1

AN

Udara

2

AF

Udara

3

ONAN

Minyak

Udara

4

ONAF

Minyak

Udara

2.1.7 Oil Preservation & Expansion (Konservator).

Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada trafo, minyak isolasi akan

memuai sehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi

penurunan suhu operasi, maka minyak akan menyusut dan volume

minyak akan turun. Konservator digunakan untuk menampung minyak

pada saat trafo mengalami kenaikan suhu.

24

Gambar 2-8 Konservator

Seiring dengan naik turunnya volume minyak di konservator akibat

pemuaian dan penyusutan minyak, volume udara di dalam konservator

pun akan bertambah dan berkurang. Penambahan atau pembuangan

udara di dalam konservator akan berhubungan dengan udara luar. Agar

minyak isolasi trafo tidak terkontaminasi oleh kelembaban dan oksigen

dari luar (untuk tipe konservator tanpa rubber bag), maka udara yang akan

masuk kedalam konservator akan difilter melalui silicagel sehingga

kandungan uap air dapat diminimalkan. Untuk menghindari agar minyak

trafo tidak berhubungan langsung dengan udara luar, maka saat ini

konservator dirancang dengan menggunakan breather bag/ rubber bag,

yaitu sejenis balon karet yang dipasang di dalam tangki konservator.

Gambar 2-9 Konservator dengan rubber bag

Keterangan :

1. Connecting flange

2. Pipe connecting to breath

3. Straps

4. Aircell

5. Conservator

6. Oil level indicator

25

2.1.8 Konstruksi konservator dengan rubber bag

Silicagel sendiri memiliki batasan kemampuan untuk menyerap

kandungan uap air sehingga pada periode tertentu silicagel tersebut harus

dipanaskan bahkan perlu dilakukan penggantian. Dehydrating Breather

merupakan teknologi yang berfungsi untuk mempermudah pemeliharaan

silicagel, dimana terdapat pemanasan otomatis ketika silicagel mencapai

kejenuhan tertentu.

Gambar 2-10 Dehydrating Breater Gambar 2-11 Silica Gel

2.1.9 Minyak Isolasi trafo

Minyak isolasi pada trafo berfungsi sebagai media isolasi,

pendingin dan pelindung belitan dari oksidasi. Minyak isolasi trafo

merupakan minyak mineral yang secara umum terbagi menjadi tiga jenis,

yaitu parafinik, napthanik dan aromatik. Antara ketiga jenis minyak dasar

tersebut tidak boleh dilakukan pencampuran karena memiliki sifat fisik

maupun kimia yang berbeda.

26

Gambar 2-12 Minyak Isolasi Trafo

2.1.10 Kertas isolasi trafo

Isolasi kertas berfungsi sebagai isolasi, pemberi jarak, dan

memiliki kemampuan mekanis

Gambar 2-13 Tembaga yang dilapisi kertas isolasi

2.1.11 Tap Changer

Kestabilan tegangan dalam suatu jaringan merupakan salah satu

hal yang dinilai sebagai kualitas tegangan. Trafo dituntut memiliki nilai

tegangan output yang stabil sedangkan besarnya tegangan input tidak

selalu sama. Dengan mengubah banyaknya belitan sehingga dapat

merubah ratio antara belitan primer dan sekunder dan dengan demikian

tegangan output/ sekunder pun dapat disesuaikan dengan kebutuhan

sistem berapapun tegangan input/ primernya. Penyesuaian ratio belitan

ini disebut Tap changer. Proses perubahan ratio belitan ini dapat

dilakukan pada saat trafo sedang berbeban (On load tap changer) atau

saat trafo tidak berbeban (Off Circuit tap changer/ De Energize Tap

Charger).

27

Tap changer terdiri dari:

1. Selector Switch

2. Diverter Switch

3. Tahanan transisi

Dikarenakan aktifitas tap changer lebih dinamis dibanding dengan

belitan utama dan inti besi, maka kompartemen antara belitan utama

dengan tap changer dipisah. Selector switch merupakan rangkaian

mekanis yang terdiri dari terminal-terminal untuk menentukan posisi tap

atau ratio belitan primer. Diverter switch merupakan rangkaian mekanis

yang dirancang untuk melakukan kontak atau melepaskan kontak dengan

kecepatan yang tinggi. Tahanan transisi merupakan tahanan sementara

yang akan dilewati arus primer pada saat perubahan tap.

Gambar 2-14 OLTC

2.1.12 OLTC pada Trasformator

Media pendingin atau pemadam proses switching pada diverter

switch yang dikenal sampai saat ini terdiri dari dua jenis, yaitu media

minyak dan media vaccum. Jenis pemadaman dengan media minyak

akan menghasilkan energi arcing yang membuat minyak terurai menjadi

gas C2H2 dan karbon sehingga perlu dilakukan penggantian minyak pada

periode tertentu. Sedangkan dengan metoda pemadam vaccum proses

pemadaman arcing pada waktu switching akan dilokalisir dan tidak

merusak minyak.

28

Gambar 2-15 Kontak switching pada diverter switch.

2.1.13 NGR (Neutral Grounding Resistor)

Salah satu metoda pentanahan adalah dengan menggunakan NGR.

NGR adalah sebuah tahanan yang dipasang serial dengan neutral sekunder

pada trafo sebelum terhubung ke ground/tanah. Tujuan dipasangnya NGR

adalah untuk mengontrol besarnya arus gangguan yang mengalir dari sisi

neutral ke tanah.

Gambar 2-16 Neutral Grounding Resistor (NGR)

2.1.14 Proteksi Pada transformer 2.1.14.1 Rele Bucholz

Pada saat trafo mengalami gangguan internal yang berdampak

kepada suhu yang sangat tinggi dan pergerakan mekanis di dalam trafo,

maka akan timbul tekanan aliran minyak yang besar dan pembentukan

gelembung gas yang mudah terbakar. Tekanan atau gelembung gas

tersebut akan naik ke konservator melalui pipa penghubung dan rele

bucholz. Tekanan minyak maupun gelembung gas ini akan dideteksi oleh

rele bucholz sebagai indikasi telah terjadinya gangguan internal.

29

Gambar 2-17 Rele Bucholz

Rele bucholz mengindikasikan Alarm saat gas yang terbentuk

terjebak di rongga rele bucholz dengan mengaktifkan satu

pelampung . Rele bucholz mengindikasikan Trip saat gas yang

terbentuk terjebak di rongga rele bucholz dengan mengaktifkan

kedua pelampung.Rele bucholz mengindikasikan Trip saat muncul

tekanan minyak yang tinggi ke arah konservator

Gambar 2-18 Mekanisme Kerja Rele Bucholz

2.1.14.2 Rele Jansen Sama halnya seperti rele Bucholz yang memanfaatkan tekanan

minyak dan gas yang terbentuk sebagai indikasi adanya ketidaknormalan/

gangguan, hanya saja rele ini digunakan untuk memproteksi

kompartemen OLTC. Rele ini juga dipasang pada pipa saluran yang

menghubungkan kompartemen OLTC dengan konservator.

30

-

Gambar 2-19 Rele Jansen

2.1.14.3 Sudden Pressure

Rele sudden pressure ini didesain sebagai titik terlemah saat

tekanan didalam trafo muncul akibat gangguan. Dengan menyediakan

titik terlemah maka tekanan akan tersalurkan melalui sudden pressure

dan tidak akan merusak bagian lainnya pada maintank.

Gambar 2-20 Rele Sudden Pressure

31

2.1.14.4 Rele Thermal

Suhu pada trafo yang sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh

kualitas tegangan jaringan, rugi-rugi pada trafo itu sendiri dan suhu

lingkungan. Suhu operasi yang tinggi akan mengakibatkan rusaknya

isolasi kertas pada trafo. Untuk mengetahui suhu operasi dan indikasi

ketidaknormalan suhu operasi pada trafo digunakan rele thermal. Rele

thermal ini terdiri dari sensor suhu berupa thermocouple, pipa kapiler dan

meter penunjukan.

Gambar 2-21 Bagian-Bagian Rele Thermal

Keterangan :

1. Sensor suhu

2. Pipa kapiler

3. Skala meter

4. Jarum putih

5. Jarum merah 2.1.2 Prinsip Kerja Transformator (Trafo)

Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan

atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan

sekunder. Pada kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini

dililitkan pada sebuah besi yang dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika

kumparan primer dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan

32

magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas

Fluks Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya.

Semakin besar arus listriknya semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi

medan magnet yang terjadi di sekitar kumparan pertama (primer) akan

menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan

akan terjadi pelimpahan daya dari kumparan primer ke kumparan sekunder.

Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik baik dari tegangan

rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi

tegangan yang rendah.

2.1.3 Umur Transformator

Dalam pengoperasian transformator terdapat beberapa faktor yang dapat

mempengaruhi umur transformator diantaranya adalah kualitas minyak, suhu

minyak, pola pembebanan, pengaruh suhu sekitar, kualitas bahan, kualitas

minyak, cuaca, kadar oksigen dan kelembapan udara. Oleh karena itu, dilakukan

nya pemeliharaan transformator agar umur transformator berusia panjang.

Pemeliharaannya seperti pengujian minyak secara berkala, melakukan

manajemen secara rutin dan pemasangan transformator sesuai dengan standar

konstruksinya. Kenaikan suhu terhadap pembebanan yang berlebih pada

transformator akan menimbulkan efek panas. Setiap kenaikan suhu pada batas

yang diizinkan sebesar 6ºC mengakibatkan umur transformator mengalami

penuaan. Di Indonesia berdasarkan SPLN diatur suatu transformator hanya bisa

bekerja pada suhu sekitar tidak melebihi 40ºC dengan suhu rata-rata harian dan

tahunan sekitar 30ºC. Berdasarkan IEC (International Electrotechnical

Commission) menetapkan bahwa umur transformator hanya berkisar 20 tahun

2.1.3.1 Pengaruh Pembebanan Terhadap Umur Transformator

Berdasarkan SPLN (2007:6), transformator di Indonesia dirancang

untuk bekerja pada suhu sekitar tidak melebihi 40℃ dan pada suhu

ratarata harian 30℃ serta suhu rata-rata tahunan 30℃. Berdasarkan

SPLN (2007:6), transformator di Indonesia dirancang untuk bekerja pada

suhu sekitar tidak melebihi 40℃ dan pada suhu ratarata harian 30℃ serta

33

suhu rata-rata tahunan 30℃. Susut umur karena suhu titik panas dapat

dilihat pada Tabel 2.2. Berbagai peneliti belum sepenuhnya sependapat

mengenai susut umur transformator di temperatur tertentu. Tetapi mereka

setuju bahwa selama rentang 80℃-140℃ laju penuaan transformator

mengganda untuk setiap 6℃ kenaikan suhu dan nilai ini digunakan

sebagai dasar penelitian.

Berdasarkan IEC 60354 (1991:29) Untuk memperoleh kecepatan

relatif pada tiap titik panas di atas suhu normal (98℃) pada beban nominal

serta suhu lingkungan acuan serta peningkatan suhu kumparan. Untuk

desain transformator berdasarkan standar IEC 354, nilai relatif dari umur

pemakaian tergantung pada suhu titik panas (suhu Hot Spot)

menggunakan rumus montsinger. Hubungan suhu ini terhadap operasi

dalam suhu sekitar 30°C pada nilai daya nominal transformator

memberikan kenaikan suhu titik panas sebesar 98°C. Nilai relatif dari umur

dapat dilihat pada persamaan 2.2

berdasarkan IEC 60354 (1991:29) nilai a adalah nilai suhu rata-rata

pertahun dalam suatu kota atau daerah. Nilai θoi adalah Temperatur Top

Oil. Adapun temperatur top oil pada kondisi beban yang stabil dapat dilihat

pada persamaan

∆θi = ∆θ ir 1+ 𝑅𝑅𝑅𝑅2

1+𝑅𝑅……………………………………………………….. (2.1)

Dimana:

R = Perbandingan Rugi

R = 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑅𝑅𝑇𝑇 𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃𝑇𝑇 𝐷𝐷𝑇𝑇𝐷𝐷𝑇𝑇 𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃𝑅𝑅𝑇𝑇𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 𝐵𝐵𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑃𝑃 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑃𝑃

…………………………………….(2.2)

K = 𝑅𝑅𝐾𝐾 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑅𝑅𝑇𝑇𝑅𝑅𝑇𝑇𝑅𝑅𝐾𝐾 𝐷𝐷𝑇𝑇𝐷𝐷𝑇𝑇 𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃𝑅𝑅𝑇𝑇𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃

………………………………………………………(2.3)

34

Tabel 2.2 Skala Susut Umur

Q (℃) Susut Umur

(p.u)

Perkiraan Umur

(Tahun)

80 0.125 >20

86 0.25 >20

92 0.5 >20

98 1 20

104 2 10

110 4 5

116 8 2.5

122 16 1.25

128 32 0.625

134 64 0.5125

140 128 0.15625

2.1.3.2 Susut Umur Transformator

Menurut Sigid (2009:66) Dalam menghitung pengurangan umur

dalam 24 jam diberikan persamaan untuk dapat menentukan besarnya

susut umur dalam sehari dapat dilihat pada persamaan 2.4 :

Vtotal = 𝐾𝐾 𝑡𝑡𝑁𝑁𝑡𝑡𝑇𝑇𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑇𝑇𝑃𝑃𝑇𝑇,𝑇𝑇 24 𝐽𝐽𝑇𝑇𝑇𝑇 24

…………………………………………….(2.4)

Menurut Sigid (2009:66) Karena pembebanan transformator

berubah-ubah setiap harinya atau tidak kontinyu sehingga sulit

menentukan pola pembebanan hariannya. Maka dalam penelitian ini

diasumsikan pola pembebanan hariannya adalah sama. Perhitungan

perkiraan umur transformator pada persamaan 2.5 hanya

memperhitungkan pengaruh penurunan isolasi belitan saja tanpa

memperhitungkan pengaruh yang lain.

Perkiraan sisa umur = umur dasar−n

susut umur 24 jam…………………(2.5)

Dimana : n = lama waktu trafo beroperasi

35

Susut dasar = 20 tahun

Dengan persamaan di atas sisa umur transformator dapat

diperkirakan sehingga waktu penggantian tranformator tersebut juga

dapat diperkirakan.

2.1.4 Keadaan Pembebanan Pada Transformator 2.1.4.1 Keadaan Transformator Tanpa Beban

Bila kumparanprimer suatu transformator dihubungkan dengan

sumber tegangan V1 yang sinusoid dan dengan menganggap belitan N1

reaktif murni. I0 akan tertinggal 90°C dari V1. Arus primer I0 menimbulkan

fluks (θ) yang sefasa dan juga berbentuk sinusoidal.

θ =θmax sin ωt

Fluks yang sinusoidal ini akan menghasilkan tegangan induksi 𝑒𝑒1

(hukum Faraday) 𝑒𝑒1= -N1 ωθmax cosθ [tertinggal 90° dari θ]

Harga efektifnya

E1 = 4,44 N1 ƒθmax

Bila rugi tahanan dan adanya fluksi bocor diabaikan, akan terdapat

hubungan 𝐸𝐸1𝐸𝐸2

= 𝑁𝑁1𝑁𝑁2

= 𝑎𝑎 ≈ 𝐾𝐾1𝐾𝐾2

2.1.4.2 Keadaan Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban ZL , I2

mengalir pada kumparan sekunder dimana :

I2 =𝐾𝐾2𝑍𝑍 ……………………………………………………………..(2.6)

Dengan mengalirnya I2 pada kumparan sekunder maka pada

kumparan primer akan mengalir I2 sehingga arus yang mengalir secara

keseluruhan pada kumparan primer adalah :

I1 = I0 + I2

I0 = Ii + Im

36

Keterangan :

I0 =Arus tanpa beban

Im =Arus magnetisasi

Ii =Arus inti besi

untuk besaran arus berlaku hubungan : 𝐼𝐼1𝐼𝐼2

=𝑁𝑁2𝑁𝑁1

I = Arus Kumparan (ampere)

N = Lilitan Kumparan

2.1.5 Rugi- Rugi Pada Transformator

Rugi – rugi trafo beban kosong terdiri atas rugi-rugi yang ditimbulkan dari

daya magnetisasi yang berganti arah setiap saat pada besi inti, rugi-rugi besi

yang nilainya kecil juga ditimbulkan oleh adanya arus beban kosong yang

mengaliir pada belitan sisi primer, demikian pula rugi besi yang diabaikan yang

muncul ada fluks bocor pada inti trafo.

Rugi-rugi arus Eddy dan histeris timbul pada inti trafo yang disebabkan

oleh arah bolak-balik dari megnetisasi trafo, rugi arus Eddy disebabkan oleh

karena arus Eddy yang diinduksikan pada laminasi adalah :

Pe=Ke2 . ƒ2. Bmaks …………………………………………………………(2.7)

Dengan :

Pe = rugi-rugi arus Eddy (watt)

ƒ = frekuensi (hertz)

Bmaks = kepadatan fluks maksimum (tesla)

Ke = Konstan

Untuk rugi-rugi histeris :

Ph = Kh . ƒ . Bm1.0 …………………………………………………………...(2.8)

Dengan :

Ph = rugi-rugi histeris

ƒ = frekuensi (Hertz)

Bm = kepadatan fluks maksimum (tesla)

37

Kh = konstanta

Besarnya rugi-rugi inti dipengaruhi oleh perubahan fluks pada inti sebagai

fungsi dari waktu, ini merupakan suatu hal yang cukup berarti terutama pada

pelaksanaan uji trafo kapasitas besar di laboratorium.Sedangkan rugi tembaga

merupakan rugi yang disebabkan arus beban mengalir pada kawat tembaga,

nilainya :

Pcu = I2 . R………………………………………………………………….(2.9)

Karena arus beban berubah-ubah, rugi tembaga juga tidak tetap tergantung pada

beban.

2.1.6 Potensi Gangguan pada Transformator

Mencegah dampak yang lebih akibat gangguan dalam/luar transformator

(minimalisasi kerusakan).Potensi gangguan ini antara lain (SPLN T5.003-1:2010)

a. Beban lebih

b. Penurunan unjuk kerja transformator yang disebabkan oleh umur.

c. Hubung singkat didalam bay transformator akibat peralatan

penangkap petir (LA), CT, PMT, PMS, Kabel dan terminasinya.

d. Arus hubung singkat yang besar akibat gangguan di sisi sekunder atau

di luar transformator.

e. Kerusakan dalam belitan transformator.

f. Kegagalan isolasi pada bushing transformator.

g. Gangguan pada kontak-kontak geser pengubah sadapan (OLTC)

2.2 Tinjauan Pustaka Agar proses pembuatan Tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan

baik yaitu penelitian tetang (judul) , maka dibutuhkan referensi yang dapat

membantu dan menjadi acuan dalam melakukan penelitian ini.

(KEPDIR N0; 0520-2.K/DIR/2014) bahwa himpunan buku

pedoman pemeliharaan peralatan primer gardu induk adalah

sebagaimana tercantum dalam Himpunan Buku Pedoman Pemeliharaan

38

Peralatan Primer Gardu Induk berisi batasan operasi peralatan dan tata

kelola pemeliharaan peralatan primer gardu induk yang terdiri dari

Pemeliharaan Transformator Tenaga, Pemeliharaan Trafo Arus,

Pemeliharaan Trafo Tegangan, Pemeliharaan Kapasitor, Pemeliharaan

Reaktor, Pemeliharaan Kopensasi Daya Reaktif Statik, Pemeliharaan

Pemutus Tenaga, Pemeliharaan Pemisah, Pemeliharaan Lightning

Arrester, Pemeliharaan Serandang dan Pentanahan Gardu Induk,

Pemeliharaan GIS, Pemeliharaan Sistem Suplai AC/DC, Pemeliharaan

Kubikel Tegangan Menengah.

Ari Sulistyowati (Sekolah Tinggi Teknik PLN-2015) dalam

skripsinya skripsinya yang berjudul “Analisa Pengaruh Pembebanan dan

Kenaikan Suhu Belitan Terhadap Susut Umur Transformator #8 150/20

KV Pada Gis New Pulogadung” dimana membahas suhu trafo terhadap

pembebanan trafo yang dapat berpengaruh ke susut umur trafo yang hasil

penelitannya dimana didapatkan bahwa beban yang berat menyebbkan

penuaan serius sehingga mempercepat usia transformator. Pembebanan

trafo harus dikelola secara tepat untuk mencapai keseimbangan dan untuk

mencegah transformator mencapai keadaan beban yang berlebih.

Sejalan dengan beberapa penelitian di atas maka pada penelitian

ini akan di Analisa kembali mengenai pengaruh pembebanan terhadap

susut umur transformator no. di gardu induk karet lama Jakarta pusat.

Purnama,Sigid. “Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur Transformator Tenaga (Studi Kasus Trafo GTG 1.3 PLTGU

Tambak Lorok Semarang),” Universitas Diponegoro. Semarang, 2011.

Pengaruh Pembebanan dan Suhu pada Tranformator Daya Akibat utama

dari penuaan adalah menurunnya kekuatan mekanis dan elektris dari

isolasi belitan transformator. Efek suhu, air dan oksigen adalah faktor

penting dalam penuaan kerats isolasi dan minyak.

Odinanto, Tjahja, “Analisis Pengaruh Pembebanan Terhadap Usia Transformator Distribusi Di PT. PLN Distribusi APJ Gresik,”

Institut Teknologi Adhi Tama Jurusan Teknik Elektro. Surabaya, 2014.

39

Karena lamanya umur dan besarnya pembebanan sangat bergantung

pada suhu sekitar, dimana suhu sekitar yang ada di Indonesia adalah

30°C, sedangkan transformator yang ada didesain untuk beroperasi pada

suhu sekitar 20°C, sehingga kondisi ini akan mengakibatkan adanya

penurunan umur kalau kapasitasnya diberikan tetap dan akan adanya

penurunan kapasitas kalau diinginkan umur yang maksimal. Apabila ingin

mendapat umur dan kapasitas yang optimum sebaiknya dilakukan

penggantian transformator yang beroperasi pada suhu sekitar yang sesuai

dengan suhu yang ada di Indonesia yaitu 30°C.

Kristovel Alvian Kodoati, “Analisa Perkiraan Umur Transformator,” Fakultas Teknik Universitas Sam Ratulangi. Manado, 2015. Dalam operasi sistem tenaga listrik, kehandalan dan

kestabilan sistem sangat penting agar dapat memberi kenyamanan dalam

pelayanan kepada konsumen. Salah satu upaya untuk

mempertahankan kehandalan dan kestabilan suatu sistem tenaga

listrik yaitu dengan memperhatikan kondisi dari peralatan-peralatan

tenaga listrik yang ada. Salah satu peralatan yang sangat penting dalam

suatu sistem tenaga listrik adalah transformator. Untuk penyaluran

tenaga listrik baik di jaringan transmisi maupun distribusi, transformator

diharapkan dapat beroperasi secara maksimal dan terus-menerus.

40

BAB III

METODE PENELITIAN

2.1 Perencanaan penelitian

2.1.1 Umum

Secara umum pengertian trafo Trafo merupakan peralatan statis

dimana rangkaian magnetik dan belitan yang terdiri dari 2 atau lebih

belitan, secara induksi elektromagnetik, mentransformasikan daya (arus

dan tegangan) sistem AC ke sistem arus dan tegangan lain pada frekuensi

yang sama (IEC 60076 -1 tahun 2011). Trafo menggunakan prinsip

elektromagnetik yaitu hukum hukum ampere dan induksi Faraday, dimana

perubahan arus atau medan listrik dapat membangkitkan medan magnet

dan perubahan medan magnet / fluks medan magnet dapat

membangkitkan tegangan induksi.

Pengujian mengenai pengaruh pembebanan terhadap susut umur

trafo biasanya dilakukan agar dapat memprediksi masa umur pemakaian

dari sebuah trafo dimana ini menyangkut mengenai factor kualitas dari

peralatan yang ada pada trafo serta dapat mencegah penyusutan pada

sebuah transformator.

3.1.2 Pembebanan transformator.

Dalam menjaga stabilitas sistem tenaga listrik, kualitas daya

merupakan bagian yang terpenting. Untuk menjaga stabilitas tersebut

perlu diperhatikan pembebanan pada transformator daya. Maka ratio

pembebanan dapat ditentukan sebagai berikut.

K = 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆

……………………………………………………………………….(3.1)

41

Keterangan :

K : ratio pembebanan

S : beban transformator (MVA)

Sr : kapasitas transformator (MVA)

Berdasarkan SPLN 17a untuk nilai sirkulasi minyak alami pada kondisi

nilai daya tertentu adalah :

•Kenaikan temperatur rata-rata kumparan = 55ºC .

` •Kenaikan temperatur Top Oil (Δ𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃) = 50ºC

•Kenaikan temperatur rata-rata minyak = 40ºC

•Perbedaan antara kenaikan rata-rata temperatur minyak dan kenaikan

temperatur rata-rata kumparan Δ𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃 = 15ºC Berikut kenaikan

temperatur Hot Spot (Δ𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃𝜃).

Δθcr = Δθbr+ 1,2 Δθω………………………………………………… (3.2)

Keterangan :

Δθcr = Kenaikan temperature hot-spot (°C)

Δθbr = Kenaikan temperature top oil (°C)

Δθω =Perbedaan antara kenaikan rata-rata kumparan dan kenaikan

rata-rata temperature

3.1.3 Temperatur Hot Spot

Temperatur Hot Spot ( θc ) merupakan sebuah parameter temperatur yang

digunakan untuk menentukan kemampuan Thermal pada transformator.

Dimana temperatur ini merupakan batas kenaikan temperatur yang

diizinkan pada transformator yang juga digunakan untuk menentukan

umur isolasi yang digunakan transformator. Standar IEC354, menetapkan

bahwa temperatur Hot Spot yaitu sebesar 98ºC. Pada umumnya lokasi

Hot Spot terdapat pada inti dan kumparan transformator. Hal ini

disebabkan karena pada daerah tersebut terdapat Eddy Current Losses

(rugi-rugi arus Eddy) yang tinggi karena fluks bocor senantiasa berputar

secara radial di ujung kumparan. Temperatur Hot Spot ini juga dipengaruhi

oleh suhu temperatur sekitar, kenaikan suhu rata-rata kumparan dan

42

kenaikan suhu minyak. Penyebab terjadinya temperatur Hot Spot yaitu

Partial Discharge, harmonisa karena beban-beban yang tidak linier dan

hubung singkat antar fasa. Untuk menentukan temperatur Hot Spot dapat

digunakan persamaan berikut

θc = θa + ∆θon +∆θtd……………………………………………………(3.3)

Keterangan :

θc : temperatur Hot Spot (ºC)

θa : temperatur lingkungan (ºC)

∆θon : kenaikan temperatur Top Oil (ºC)

∆θtd : selisih antara Hot Spot dengan Top Oil (ºC)

Sedangkan untuk mengetahui selisih temperatur antara Hot Spot dengan

Top Oil dapat digunakan persamaan berikut

∆θtd = (∆θcr − ∆θbr)𝑘𝑘2.𝑦𝑦………………………………………………..(3.4)

Keterangan :

∆θcr : kenaikan temperatur Hot Spot : 68ºC

∆θbr : kenaikan temperatur Top Oil : 50ºC untuk ON

K : ratio pembebanan

y : 0,8 untuk ON

Kenaikan temperatur Top Oil kondisi untuk beban stabil.

Kenaikan temperatur ini sebanding dengan kenaikan temperatur Top Oil

pada nilai daya yang dikalikan ratio dari jumlah kerugian berdasarkan

eksponen x.∆θb = ∆θbr

�1+dK 21+d

� 2........................................................................(3.5

Keterangan :

K : ratio pembebanan

d : perbandingan

43

X= Rugi Tembaga Pada Daya Pengena𝑙𝑙Rugi Beban N𝑜𝑜𝑙𝑙

…………………………………………(3.6)

x : konstanta

x : 0.9 (ONAN dan ONAF)

Δθbr: kenaikan temperatur minyak (puncak)

Δθbr: 50ºC untuk ON

3.1.4 Kenaikan temperatur Top Oil kondisi untuk beban berubah-ubah :

Kenaikan temperatur Top Oil Δθon adalah sangat mendekati dengan

kenaikan eksponensial pada waktu t setelah pemberian beban sebagai

berikut :

∆θon = ∆θ(𝑛𝑛−1)+ (Δθb – ∆θ𝜃𝜃(𝑛𝑛−1)) (1-𝑒𝑒-t/r)…………………………(3.7)

Keterangan :

∆θ(𝑛𝑛−1) : kenaikan temperatur awal minyak.

∆θb : kenaikan temperatur akhir minyak yang

distabilkan

𝜏𝜏 : 3 (ONAN dan ONAF)

T : lama pengamatan (Jam)

𝜏𝜏 : konstanta waktu minyak dalam jam

Kenaikan temperatur Hot Spot kondisi untuk beban stabil : Kenaikan

temperatur Hot Spot ∆𝜃𝜃𝜃𝜃 untuk beban yang stabil dapat dihitung dengan

persamaan sebagai berikut :

Δθc = Δθb + (Δθcr – Δθbr) K2y

Δθc = Δθbr (2+dKd2)+ (Δθcr – Δθbr)𝑘𝑘2.𝑦𝑦………………………(3.8)

Keterangan :

∆θcr : 68ºC

y : konstanta y : 0.8

(ONAN dan ONAF) Δθbr : 50ºC Untuk ON

3.1.5 Kenaikan temperatur Hot Spot kondisi untuk beban

kondisi stabil adalah mendekati perkiraan dengan asumsi bahwa kenaikan

temperatur Hot Spot di atas adalah kenaikan temperatur Top Oil yang

44

terbentuk dengan seketika. Kenaikan temperatur Hot Spot di waktu

tertentu

Δθc = Δθb + (Δθcr – Δθbr) K2y……………………………………………(3.9)

Keterangan :

∆θcr : 68ºC

Y :0.8 (ONAN danONAF)

Δθbr : 50ºC Untuk ON

3.1.6 Perhitungan Laju Penuaan Thermal Relatif

Hubungan montsiger sekarang telah digunakan untuk memperoleh

nilai dari umur pemakaian pada temperature θc dibanding dengan nilai

normal dari umur pemakaian pada temperature θcr : V = 10(θc−θcr)/19.93…………........................................................(3.10)

Keterangan :

V : laju penuaan Thermal relatif (Jam)

θcr : kenaikan temperatur Hot Spot (98ºC)

θc : temperatur Hot Spot (ºC)

Susut umur transformator : Pada saat transformator

memikul beban, semakin besar beban yang dipikul

transformator semakin besar pula susut umurnya, demikian juga

sebaliknya semakin kecil beban yang dipikul transformator maka

semakin kecil pula susut umur pada transformator tersebut. Hal

ini berkaitan dengan kenaikan temperatur pada inti

transformator dan belitan kawat. Dimana kenaikan beban

berbanding lurus dengan kenaikan temperatur inti transformator

dan belitan kawat.

Δθbr = 50ºC Untuk ON

Pada SPLN 17a tahun 1976 untuk nilai θcr transformator sesuai dengan

IEC 78 (1976) bernilai 98°C. Temperature ini sesuai dengan operasi pada suhu

lingkunagn 20°C. pada daya pengenal transformator kenaikan temperature hot

spot 78°C. sehingga nilai θcr pada laju penuaan thermal relative adalah 98°C.

45

Berikut adalah nilai laju penuaan thermal relative untuk beberapa nilai

temperature hot-spot.

Tabel 3.1 Penuaan Thermal

θc (°C) Nilai Relatif dari umur

pemakaian

80 0,125

86 0,25

92 0,5

98 1

104 2

110 4

116 8

122 16

128 32

134 64

140 128

3.1.7 Perhitungan susut umur transformator

Hilangnya umur yang disebabkan oleh operasi harian atau bulanan pada

suhu panas setempat 98°C dapat dinatakan dalam satuan bulanan, harian

atau jam. Jika beban dan suhu sekitar konstan selama satu periode,

hilangnya umur relative (L) sama dengan :

L=1𝑁𝑁 ∑ 𝑁𝑁

𝑛𝑛 = 1 V……………………………………………………………(3.11)

Keterangan :

L = laju umur relative (susut umur)

n =jumlah dari tiap-tiap interval waktu

N =jumlah total interval waktu ekivalen

46

3.1.8 Perhitungan perkiraan umur transformator

Perhitungan perkiraan umur dibawah ini hanya memperhitungkan

karena pengaruh penurunan isolasi belitan saja tanpa memperhitungkan

pengaruh lain. Lama masa pakai = umur dasar – (n x susut umur)…………………(3.14) Keterangan : Umur dasar = 20,55 tahun n =sisa umur transformator

47

2.2 Teknik Analisis

Mulai

1. Melakukan studi literatur

2. Melakukan interview

Pengambilan data temperature dan

baban

Perhitungan secara manual

Didapatkan susut usia pada transformator

Mendapatkan besarnya susut usia transformator pada setiap perhitungan

Menganalisa sisa usia transformator

kesimpulan

Selesai

48

3.3 Jadwal Penelitian

Lokasi penelitian ini dilakukan di PT. PLN (Persero) UPT Pulogadung di

ULTG Karet pada Gardu induk Karet Lama Transformator #2, Jakarta Pusat

selama 4 bulan penelitian.

Tabel 3.2 Keterangan

Bulan Kegiatan Februari Observasi

Maret-mei Pengambilan dan pengolahan data

Mei-juni Analisa data

49

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 DATA MASUKAN

Dalam melakukan perhitungan diperlukan sejumlah data dan masukan,

yaitu :

4.1.1 Data spesifikasi Transformator Daya 2 GI Karet Lama. Adapun spesifikasi

transformator unit 2 GI Karet lama dapat dilihat sebagai berikut:

Merk : UNINDO

Standar : IEC-76

Tipe : TTUB 150/60000

Tahun Operasi :1998

Daya : 60 MVA

Tegangan : 150/20 kV

Impedansi (z) : 12,22 %

Tegangan Primer : 150 kV

Tegangan Sekunder : 20 kV

Jenis Minyak : Diala B

Pendingin : ONAN/ONAF

Hub. Belitan Trafo : YNyno (d1)

Rugi Tembaga : 115 KW

Rugi Beban Nol : 30 KW

Frekuensi : 50 Hz

50

Transformator yang digunakan ini sudah berusia sekitar 26 tahun dari

umur pembuatannya dan sudah beroperasi sejak 1998 sekitar 22 tahun

transformator ini sudah melewati batas IEC (international Electrotechnical

commission) menetapkan bahwa umur transformator hanya berkisar 20 tahun

4.2 Data Harian Transformator Daya Unit 2

Tabel 4.1 Pembebanan Transformator Daya 2 pada bulan Januari 2020

Tanggal

Jam

Daya Aktif , Reaktif dan

Semu Persentase pembebana

n

TEMPERATUR

MW MVAR MVA H0TSPOT AMBIENT

1 10.00 48 9 48,88 81,4% 92,1 29

2 14.00 37 7 37,65 62,75% 60,54 31

3 10.00 25 5 25,49 42,48% 58,21 31

4 14.00 48 9 48,88 81,4% 92.1 31

5 19.00 41 8 41,77 69,61% 78,19 30

6 19.00 42 8 42,75 71,25% 79,62 30

7 10.00 31 6 31,57 52,61% 75,12 30

8 14.00 41 7 41,59 69,31% 78,24 30

9 14.00 27 5 27,45 45,75% 60,2 30

10 10.00 22 4 22,36 37,26% 55,7 28

11 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 32

12 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 32

13 14.00 42 8 42,75 74,58% 79.62 30

14 14.00 46 8 46,69 77,81% 85,34 32

15 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 31

16 - - - - - - 31

17 14.00 24 4 22,36 37,26% 55,7 32

18 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 31

19 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 32

20 14.00 44 8 44,72 74,53% 82,14 31

51

21 14.00 46 8 46,69 77,81% 85,34 31

22 14.00 42 8 42,75 71,25% 79,62 31

23 14.00 20 4 20,39 33,98% 53,81 32

24 14.00 22 4 22,36 37,26% 55,7 30

25 14.00 46 8 46,69 77,81% 85,34 29

26 14.00 46 8 46,69 77,81% 85,34 32

27 14.00 48 9 48,88 81,4% 92,1 31

28 14.00 46 8 46,69 77,81% 85,34 32

29 14.00 42 8 42,75 71,25% 79,62 33

30 10.00 24 4 24,33 40,55% 93,64 31

31 14.00 22 4 22,36 37,26% 55,7 30

Tabel 4.2 Pembebanan Transformator Daya 2 pada bulan Februari 2020

Tanggal Jam

Daya Aktif , Reaktif dan

Semu Persentase pembebanan

TEMPERATUR

MW MVAR MVA H0TSPOT AMBIENT

1 14.00 32 6 32,55 54,25% 65,03 29

2 10.00 23 4 23,34 38,9% 54,87 31

3 14.00 40 7 40,60 67.6% 101,61 28

4 14.00 38 7 38,63 64,38% 100,13 30

5 10.00 38 7 38,63 64,38% 100,13 30

6 10.00 39 7 39,62 66,03% 102,24 29

7 10.00 40 7 40,60 67.6% 101,61 30

8 10.00 31 6 31,57 52,61% 96,3 30

9 19.00 24 4 24,33 40,55% 92,52 30

10 14.00 42 8 42,75 71,25% 103,82 34

11 10.00 39 7 39,62 66,03% 74,63 34

12 14.00 41 7 41,59 69,31% 76,44 32

13 14.00 40 7 40,60 67,6% 101,61 31

52

14 14.00 43 8 43,73 72,88% 79,61 30

15 10.00 33 6 33,54 55,9% 65,75 32

16 10.00 24 4 24,33 40,55% 51,45 31

`17 14.00 39 7 39,62 66,03% 102,64 32

18 14.00 42 8 42,75 71,25% 78,62 31

19 10.00 40 7 40,60 67,6% 101,61 31

20 14.00 39 7 39,66 66,1% 74,63 30

21 14.00 41 7 41,59 69,31% 76,12 31

22 10.00 34 6 34,52 57,53% 63,73 31

23 19.00 40 7 40,60 67,6% 101,61 32

24 10.00 42 8 42,71 71,18% 78,62 31

25 19.00 43 8 43,73 72,88% 87,83 31

26 10.00 43 8 43,73 72,88% 87,83 31

27 10.00 45 8 45,70 76,16% 83,35 31

28 10.00 44 8 44,72 74,53% 79,47 31

29 10.00 30 6 30,59 50,98% 62,48 29

Tabel 4.3 Pembebanan Transformator Daya 2 pada bulan Maret 2020

Tanggal Jam

Daya Aktif , Reaktif dan

Semu Persentase pembebanan

TEMPERATUR

MW MVAR MVA H0TSPOT AMBIENT

1 10.00 25 5 25,49 42,48% 93,98 31

2 14.00 44 8 44,72 74,53% 80,98 32

3 14.00 44 8 44,72 74,53% 80,98 32

4 14.00 59 11 60,01 100,01% 109,20 31

5 10.00 43 8 43,73 72,88% 75,83 31

6 14.00 43 8 43,73 72,88% 75,83 32

7 10.00 36 7 36,67 61,11% 71,37 32

8 19.00 25 5 25,50 42,5% 57,29 33

53

9 14.00 45 8 45,70 76,16% 78,39 34

10 14.00 45 8 45,70 76,16% 78,39 34

11 10.00 38 7 38,63 64,38% 73,30 34

12 14.00 44 8 44,72 74,53% 80,98 31

13 14.00 43 8 43,73 72,88% 75,83 32

14 10.00 55 10 55,90 93,16% 113,45 33

15 14.00 29 5 29,42 49,03% 61,61 32

16 14.00 40 7 40,60 67,6% 77,26 32

`17 10.00 39 7 39,62 66,03% 74,83 33

18 10.00 41 8 41,77 69,61% 103,25 28

19 14.00 45 8 45,70 76,16% 78,39 32

20 10.00 44 8 44,72 74,53% 105,18 32

21 10.00 35 6 35,51 59,18% 69,65 32

22 14.00 26 5 26,47 44,11% 59,34 30

23 14.00 408 75 414,83 691,1% 140,24 32

24 10.00 40 7 40,60 67,6% 75,76 34

25 19.00 27 5 27,45 45,75 59,74 32

26 10.00 36 7 36,67 61,11% 71,15 31

27 10.00 26 5 26,47 44,11% 59,34 31

28 10.00 20 4 20,39 33,98% 53,34 32

29 14.00 15 3 15,29 25,48% 49,86 33

30 10.00 29 5 29,42 49,03% 61,98 32

31 10.00 40 7 40,60 67,6% 75,76 34

Tabel 4.4 Pembebanan Transformator Daya 2 pada bulan April 2020

Tanggal Jam

Daya Aktif , Reaktif dan

Semu Persentase pembebanan

TEMPERATUR

MW MVAR MVA H0TSPOT AMBIENT

1 10.00 25 5 25,4 42,3% 57,63 34

2 10.00 27,2 5 27,6 46% 60,01 34

54

3 10.00 26,5 4,9 26,9 44,83% 58,82 33

4 10.00 19,9 3,6 20,15 33,58% 52,82 32

5 10.00 15,9 2,9 16,16 26,93% 49,73 33

6 10.00 28,9 5,3 29,83 49,71% 61,33 33

7 10.00 - - - - - 33

8 10.00 27 5 27,4 45,6% 59,43 32

9 10.00 27,2 5 27,6 46% 57,92 32

10 10.00 15,3 2,8 15,55 25,91% 49,34 33

11 10.00 19,4 3,6 19,73 32,88% 52,34 34

12 10.00 16,4 3 16,67 27,78% 48,07 33

13 10.00 26 4,8 26,43 44.05% 58,82 32

14 10.00 26,1 6,12 26,8 44,6% 58,82 32

15 10.00 25,9 6,42 26,6 44,3% 56,69 32

16 10.00 26 6,5 26,8 44,6% 56,59 32

`17 10.00 25,9 6,2 26,6 44,3% 56,69 33

18 10.00 19,8 4,31 20,26 33,76% 50,71 34

19 10.00 15,4 2,4 15,58 25,96% 47,29 34

20 10.00 28,9 7,3 29,8 49,6% 61,9 33

21 10.00 28 6 28,6 47,6% 58,57 32

22 10.00 28 6 28,6 47,6% 58,57 34

23 10.00 28,5 6,84 29,3 48,83% 59,18 33

24 10.00 23 5 23,5 39,16% 55,91 32

25 10.00 17 3,7 17,39 28,89% 50,56 33

26 10.00 16,7 2,8 16,9 28,16% 50,56 33

27 10.00 27 6,7 27,8 46,3% 60,05 32

28 10.00 26 6,4 26,7 44,5% 58,82 31

29 10.00 29,63 6,76 30,39 50,56% 60,55 32

30 10.00 27 6 27,6 46% 60,05 32

55

Tabel 4.5 Pembebanan Transformator Daya 2 pada bulan Mei 2020

Tanggal Jam

Daya Aktif , Reaktif dan

Semu Persentase

Pembebanan

TEMPERATUR

MW MVAR MVA H0TSPOT AMBIENT

1 10.00 22,4 4,1 22,7 37,38% 54,83 31

2 10.00 19,4 3,6 23,18 38,63% 55,37 29

3 10.00 13,6 2,5 17,4 29% 50,98 32

4 10.00 25,5 7 25,92 43,2% 58,14 30

5 10.00 22,4 4,1 22,7 37,83% 54,83 32

6 10.00 23,4 4,3 23,79 39,65% 55,3 33

7 10.00 26 4,8 26,4 44% 30,68 34

8 10.00 23,4 4,3 23,7 39,5% 55,91 31

9 10.00 16,7 3,1 16,9 28,16% 50,56 31

10 10.00 15,3 2,8 15,55 25,91% 49,34 33

11 10.00 25,7 4,7 26,12 43,53% 58,22 33

12 10.00 22,9 4,2 23,28 38,8% 55,37 33

13 10.00 23,3 4,3 18,10 30,16% 51,43 32

14 10.00 22,9 4,2 17,3 28,83% 53,48 32

15 10.00 23,8 4,4 18,10 30,16% 51,43 33

16 10.00 17,8 3,3 15,5 25,83% 49,34 33

`17 10.00 14 2,6 16,7 27,83% 50,14 34

18 10.00 23,4 4,3 18,4 30,6% 51,78 30

19 10.00 22,5 4,1 16,7 27,83% 50,14 33

20 10.00 41,6 7,6 42,2 70,3% 76,81 33

21 10.00 13,9 2,5 14,12 23,53% 48,60 34

22 10.00 20 3,7 20,33 33,88% 52,82 33

23 10.00 14,9 2,7 14,99 24,98% 46,91 34

24 10.00 12,2 2,2 12,39 20,65% 47,58 34

25 10.00 12,4 2,3 12,61 21,01% 47,90 35

26 10.00 21,8 4 22,1 36,83% 54,31 34

56

27 10.00 22 4 22,36 37,26% 54,88 33

28 10.00 21,7 4 22,06 36,76% 54,31 34

29 10.00 24 4,4 24,1 40,16% 56,38 33

30 10.00 16,7 3,1 16,9 28,16% 50,56 32

31 10.00 12,9 2,4 13,1 21,83% 47,90 33

4.1.2 Contoh Perhitungan Temperature Hotspot Transformator.

Besarnya beban transformator pada tanggal 4 Maret 2020 jam 14.00

WIB adalah 408 MW dan 75 MVAR, dengan menggunakan daya pengenal dari

transformator sebesar 60 MVA.

a) Menentukan daya semu :

s=�𝑄𝑄2 + 𝑄𝑄2

S= √592 + 112

= 60,01 MVA

b) Menentukan Faktor Muat Penumpang (Load Factor)

Perbandingan pembebanan atau load factor adalah :

= 𝟔𝟔𝟔𝟔,𝟔𝟔𝟎𝟎𝟔𝟔𝟔𝟔

= 1,00

c) Menentukan Perbandingan Rugi (d) untuk daya pengenal 60 MVA :

= 3,83

d) Menentukan kenaikan Temperature stabil top oil

57

Rating dari suatu transformator daya untuk kenaikan minyak bagian atas

adalah 55℃. Karena pendingin yang digunakan pada transformator daya

adalah ONAN/ONAF maka nilai x=0,9 dan y= 0,8. Kenaikan Temperatur Stabil

Top oil dapat dihitung dengan cara :

∆θb = ∆θbr �𝑑𝑑𝑘𝑘2+1𝑑𝑑+1

� 𝑥𝑥

∆θb = 55 �3,83.1002+13,83+1

�0,9

∆θb = 55 �4,834,83

�0,9

= 55 . 10,9 = 55°C

X = 0,9 untuk jenis pendingin (ONAN/ONAF)

e) Menentukan Kenaikan Temperature Top Oil.

Selisih kenaikan temperature antara hot spot dengan top oil :

Selisih kenaikan temperature hot spot dengan top oil dapat dihitung

berdasarkan persamaan berikut, yaitu :

∆θtd = (∆θr - ∆θbr) K2y

= (78-55) . 1,00 2 . 0,8

= 23 . 11,6 = 23 °c

f) Temp hotspot berdasarkan persamaan

Temp hotspot berdasarkan persamaan dapat dihitung berdasarkan persamaan

berikut, yaitu :

θc = θa + ∆θon + ∆θotd

= 31, 20 + 55 + 23 = 109,20

58

g) Laju penuaan thermal relative (V)

Menentukan laju penuaan theral relative dapat dihitung berdasarkan persamaan

berikut, yaitu :

V = 2 (θc – 98) / 6

= 2(109,20 – 98) / 6

= 2(11,2) / 6

= 2 1,8 = 3,63

h) Menghitung pengurangan umur

Menentukan pengurangan umur dapat dihitung berdasarkan persamaan

berikut, yaitu :

L = 1𝑁𝑁

∑ 𝑉𝑉𝑁𝑁𝑛𝑛=1

= 131

∑ 3,63𝑁𝑁𝑛𝑛=1

= 0,03 . (3,63) = 0,10

i) Menentukan perkiraan umur

Untuk menentukan perkiraan umur transformator dapat dihitung

berdasarkan persamaan berikut, yaitu :

Sisa Umur= umur dasar – ( masa pakai trafo x susut)

N = 20,55 – ( 1 x 0,10)

= 20,55 – 0,1 = 20, 45 tahun.

Tabel 4.6 Temperature harian bulan Januari sampai Mei 2020

Tanggal Temperatu Maksimal (C) Bulan.

1 2 3 4 5

1 29 29 31 34 31

59

2 31 31 32 34 29

3 31 28 32 33 32

4 31 30 31 32 30

5 30 30 31 33 32

6 30 29 32 33 33

7 30 30 32 33 34

8 30 30 33 32 31

9 30 30 34 32 31

10 28 34 34 33 33

11 32 34 34 34 33

12 32 32 31 33 33

13 30 31 32 32 32

14 32 30 33 32 32

15 31 32 32 32 33

16 31 31 32 32 33

17 32 32 33 33 34

18 31 31 28 34 30

19 32 31 32 34 33

20 31 30 32 33 33

21 31 31 29 32 34

22 31 31 29 34 33

23 32 32 29 33 34

24 30 31 29 32 34

25 29 31 32 33 35

26 32 31 29 33 34

27 31 31 29 32 33

28 32 31 32 31 34

29 33 29 28 32 33

30 31 - 32 32 32

31 30 - 29 - 33

60

Rata – rata tiap

bulan

31,86

30,79

31,20 30,68

30,63

Rata – rata 5

bulan θa =Σ𝑥𝑥5

= 31,204°c

Berdasarkan tabel diatas didapatkan bahwa rata-rata temperatur lingkungan

adalah :

• Temperatur harian maksimum : 31,204°c

• Tempertur harian maksimum tahun 2020 : 31,204°c

4.2 PERHITUNGAN VARIASI BEBAN TRANSFORMATOR

Tabel 4.7 Tabel beban konstan transformator

No Beban

1 100%

2 90%

3 80%

4 70%

5 60%

6 50%

7 40%

8 30%

9 20%

10 10%

61

Tabel 4.8 Susut Umur Rata-Rata Bulan Januari

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 0,5 92,1 9,55

90% 0,45 82,89 10,65

80% 0,4 73,68 11,75

70% 0.35 64,47 12,85

60% 0,3 52,26 13,95

50% 0,25 46,05 15,05

40% 0,2 36,84 16,15

30% 0,15 27,63 17,25

20% 0,1 18,42 18,35

10% 0,05 9,21 19,45

Rata-Rata 0,275 50,65 14,5

Tabel 4.9 Susut Umur Rata-Rata Bulan Februari

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 0,184 83,35 16,50

90% 0,165 75,01 16,92

80% 0,147 66,68 17,31

70% 0,128 58,34 17,73

60% 0,110 50,01 18,13

50% 0,092 41,67 18,52

40% 0,073 33,34 18,94

30% 0,055 25,00 19,34

20% 0,036 16,67 19,75

10% 0,018 8,33 20,15

Rata-Rata 0,100 45,84 18,33

62

Tabel 4.10 Susut Umur Rata-Rata Bulan Maret

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 2,5 93,98 17,59

90% 2,25 89,58 17,79

80% 2 75,18 18,08

70% 1,75 65,78 18,33

60% 1,5 56,38 18,57

50% 1,25 46,99 18,81

40% 1 37,59 19,06

30% 0,75 28,19 19,30

20% 0,50 18,79 19,54

10% 0,25 9,39 20,30

Rata-Rata 1,15 51,68 18,73

Tabel 4.11 Susut Umur Rata-Rata Bulan April

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 0,013 60,55 20,26

90% 0,011 54,49 20,30

80% 0,010 48,44 20,33

70% 0,0091 42,38 20,34

60% 0,0078 36,33 20,37

50% 0,0065 30,27 20,40

40% 0,0052 24,22 20,43

30% 0,0039 18,16 20,46

20% 0,0026 12,11 20,49

10% 0,0013 6,05 20,52

Rata-Rata 0,007 33,3 20,39

63

Tabel 4.12 Susut Umur Rata-Rata Bulan Mei

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 0,088 76,81 18,61

90% 0,079 69,12 18,81

80% 0,070 61,44 19,01

70% 0,061 53,76 19,20

60% 0,052 46,08 19,40

50% 0,044 38,40 19,58

40% 0,035 30,72 19,78

30% 0,026 23,04 19,97

20% 0,017 15,36 20,17

10% 0,088 7,68 20,35

Rata-Rata 0,056 42,24 19,48

4.4 Data Rata Rata Variasi Beban Selama 5 Bulan

Tabel 4.13 Susut Umur Rata-Rata 5 Bulan

Beban Susut Umur Hot Spot (°c) Umur (tahun)

100% 0,657 90,28 16,50

90% 0,591 73,21 16,85

80% 0,52 65,08 17,29

70% 0,45 56,94 17,69

60% 0,39 50,47 18,08

50% 0,32 40,67 18,47

40% 0,26 32,54 18,96

30% 0,14 24,40 19,26

20% 0,81 14,39 19,88

10% 0,24 7,39 20,15

64

Berdasarkan table perhitungan yang telah diselesaikan menunjukkan

bahwa laju rata-rata transformator selama 5 bulan menunjukkan semakin tinggi

beban yang digunakan maka semakin cepat umur trafo tersebut.

Berikut adalah grafik rata-rata variasi beban terhadap umur transformator :

Tabel 4.14 Susut Umur Transformator 2 Gardu Induk Karet Lama

No Bulan MW MVAR MVA k d ∆θb ∆θtd θc v L

1 Januari 38,06 6,96 38,63 0,53 3,83 20,19 6,09 84,73 0,039 0,5

2 Februari 37,55 7,82 37,12 0,51 3,83 20,01 5,99 103,6 0,038 0,18

3 Maret 50,64 8,96 50,14 0,72 3,83 22,13 7,89 71,67 0.042 2,5

4 April 23,11 4,87 23,62 0,42 3,83 18,98 5,32 54,25 0,027 0,013

5 Mei 20,5 3,83 21,31 0,39 3,83 17,52 4,93 55,84 0,026 0,088

100%90%

80%70%

60%50%

40%30%

20%10%

00

00

00

00

00

00

00

00

00

00

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

14.85 16.5 17.29 17.69 18.08 18.47 18.96 19.26 19.88 20.15

Varia

si P

embe

bana

n

Sisa Umur

rata rata variasi pembebanan 5 bulan

65

4.5 Single Line Diagram GI Karet Lama dan SLD Trafo 2 GI Karet Lama

Gambar 4.1 Single Line Diagram Trafo 2 GI Karet Lama

Gambar 4.2 Single Line Diagram GI Karet Lama

66

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan Analisis selama melakukan penelitian dan hasil perhitungan

dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Dari hasil data susut umur semakin tinggi beban yang dihasilkan

maka hotspot juga akan semakin tinggi dan sisa umur yang didapatkan

semakin kecil. Dengan kebalikan pada saat beban kecil maka hotspot

juga semakin kecil dan sisa umur yang di dapatkan semakin besar

atau lama dari umur normal trafo.

2. Pembebanan dari bulan Januari – Mei paling tinggi terdapat pada

bulan Maret dengan beban 408 MW, berbeda dengan bulan lainnya

yang hanya berkisar kurang lebih 50 MW.

3. Pada bulan januari terdapat 3 hari yang mempunyai besar

pembebanan dan hotspot yang sama sebesar 48 MW dengan hotspot

91,2 . Bulan februari beban terbesar 45 MW dengan hotspot 83,35.

Bulan Maret paling bear dengan pembebanan 408 MW dengan

hotspot 414,83. Bulan April dengan pembebanan terbesar 29,63 MW

dengan hotspot 60,55. Dan bulan Mei dengan pembebanan 41,6 MW

dengan hotspot 76,81. Jadi total perkiraan umur trafo yaitu bisa

digunakan sampai 16 tahun kedepan dengan rata-rata pembebanan

sesuai perhitungan.

5.2 Saran

1. Pada saat trafo mengalami pembebanan yang cukup tinggi dan naik

signifikan dari hari hari sebelumnya lebih baik beban di trafo tersebut di

bagi ke trafo unit lainnya

2. Pemeliharaan trafo sebaiknya dilakukan secara berkala bulanan atau

triwulan untuk mencegah suhu trafo yang terlalu tinggi karna ini juga akan

berpengaruh terhadap umur trafo.

67

DAFTAR PUSTAKA 1. (KEPDIR N0; 0520-2.K/DIR/2014) “pedoman pemeliharaan peralatan

primer gardu induk”

2. Sulistyo, Ari.“Analisa Pengaruh Pembebanan dan Kenaikan Suhu Belitan

Terhadap Susut Umur Transformator unit 8 150/20 KV Pada Gis New

Pulogadung”, sekolah tinggi teknik PLN. Jakarta, 2019

3. Purnama,Sigid. “Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur

Transformator Tenaga (Studi Kasus Trafo GTG 1.3 PLTGU Tambak

Lorok Semarang),” Universitas Diponegoro. Semarang, 2011.

4. Odinanto, Tjahja, “Analisis Pengaruh Pembebanan Terhadap Usia

Transformator Distribusi Di PT. PLN Distribusi APJ Gresik,” Institut

Teknologi Adhi Tama Jurusan Teknik Elektro. Surabaya, 2014.

5. Sigid, P. (2009). Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut Umur

Transformator Tenaga . Semarang: Jurusan teknik elektro FT Universitas

Dipenegoro.

68

Lampiran A

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal

NIM : 201771039

Nama : Ramadhany Rauf

Tempat / Tanggal Lahir : Ujung Pandang, 5 februari 1997

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Status Perkawinan : Belum Kawin

Program Studi : D3 Teknologi Listrik

Alamat Rumah : Jl. Muhammad yamin lr.7a nomor.2a RT/RW: 003/003

Makassar, Sulawesi Selatan.

Kode Pos : 90143

Telp / Hp : 085340625984

Email : rauframadhany@gmail.com

Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SDN Mangkura 2 Makassar - 2009

SMP SMP Negeri 2 Makassar - 2012

SMA SMK Telkom Sandhy Putra 2

Makassar

Teknik Transmisi

Telekomunikasi 2015

Demikian daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta, 20 Maret 2020

(Ramadhany Rauf)

69

Lampiran B

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama Mahasiswa : Ramadhany Rauf

NIM : 201771039

Program Studi : Teknologi Listrik

Jenjang : Diploma III

Pembimbing Utama (materi) : Novi Gusti Pahiyanti, ST.,MT

Judul Tugas Akhir : Pengaruh Pembebanan Terhadap Susut

Umur Transformator Tenaga Unit 2 GI Karet

Lama 150/20KV Jakarta Pusat

Tgl Materi Bimbingan Paraf

Pembimbing

14

Februari Bimbingan judul Proyek Akhir

28

Februari Bimbingan BAB 1

13 Maret Bimbingan BAB 2

18 Maret Bimbingan BAB 3

22 Maret Bimbingan Proposal Proyek Akhir

70

1 April Revisi Proposal Proyek Akhir

2 April Kumpul Revisi Proyek Akhir

4 April Konsultasi PPT sidang Proyek Akhir

5 April Revisi PPT Sidang Proyek Akhir

7 April Revisi Hasil Sidang Proposal Tugas Akhir

21 Juni Konsultasi Laporan Magang

22 Juni Konsultasi BAB 4 ke pembimbing kedua

23 Juni Konsultasi BAB 5 ke pembimbing kedua

71

Lampiran C

72

Lampiran D

Data Suhu Lingkungan/Ambient Daerah Tanah Abang Tahun 2020

73

74

75

Lampiran E

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93