Makalah IEEE Pemeliharaan Trafo Arus

13
PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT) PADA PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA – BALI APP SEMARANG FajarWahyuSihombing. 1 ,Ir. AgungWarsito, DHET 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : [email protected] Abstrak Seiringdenganberkembangnyaperindustrian di Indonesia sertabertambahpadatnyaaktivitasmasyarakat, makakebutuhanenergi pun terusmeningkatsetiaptahunnya.Hinggasaatini, listrikmasihmerupakansumberenergi yang utamauntukmendukungaktivitastersebut PLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyuplai energi listrik yang ada dengan seoptimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga kualitas sistem penyaluran dan kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi gardu induk. Dalam suatu gardu induk terdapat suatu peralatan yaitu transformator arus yang berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi atau menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah yang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dan mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer serta memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Transformator arus merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk sebagai alat ukur dan melindungi rele pada industri yang memakai tegangan tinggi di mana trafo ini mempunyai fasilitas pengukuran yang aman dalam mengukur jumlah arus yang besar begitu juga dengan tegangan yang tinggi. oleh karena itu diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator arus bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam keadaan beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat memperpanjang umur dari transformator arus. Kata Kunci : Transformator arus, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan. I. PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang GI atau GITET adalah merupakan kumpulan peralatan listrik tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi yang mempunyai fungsi dan kegunaan dari masing-masing peralatan yang satu samalain saling terkait sehingga penyaluran listrik dapat terlaksana dengan baik. Salah satu peralatan yang utama yang terdapat di gardu induk yaitu transformator arus. Pemeliharaan dan pengoperasian 1

description

pemeliharaan trafo arus

Transcript of Makalah IEEE Pemeliharaan Trafo Arus

PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT) PADA PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG

FajarWahyuSihombing.1,Ir. AgungWarsito, DHET21Mahasiswa dan 2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas DiponegoroJl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, IndonesiaEmail : [email protected]

Abstrak

Seiringdenganberkembangnyaperindustrian di Indonesia sertabertambahpadatnyaaktivitasmasyarakat, makakebutuhanenergi pun terusmeningkatsetiaptahunnya.Hinggasaatini, listrikmasihmerupakansumberenergi yang utamauntukmendukungaktivitastersebutPLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyuplai energi listrik yang ada dengan seoptimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga kualitas sistem penyaluran dan kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi gardu induk. Dalam suatu gardu induk terdapat suatu peralatan yaitu transformator arus yang berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi atau menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah yang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dan mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer serta memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder.Transformator arus merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk sebagai alat ukur dan melindungi rele pada industri yang memakai tegangan tinggi di mana trafo ini mempunyai fasilitas pengukuran yang aman dalam mengukur jumlah arus yang besar begitu juga dengan tegangan yang tinggi. oleh karena itu diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator arus bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam keadaan beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat memperpanjang umur dari transformator arus.Kata Kunci : Transformator arus, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan.

I. 8

II. PENDAHULUAN2.1 Latar BelakangGI atau GITET adalah merupakan kumpulan peralatan listrik tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi yang mempunyai fungsi dan kegunaan dari masing-masing peralatan yang satu samalain saling terkait sehingga penyaluran listrik dapat terlaksana dengan baik.Salah satu peralatan yang utama yang terdapat di gardu induk yaitu transformator arus. Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak benar terhadap transformator arus akan memperpendek umur transformator arus dan akan menimbulkan gangguan gangguan (troubles) lebih dini.2.2 TujuanTujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui pemakaian dan pemeliharaan transformator arus yang terdapat di gardu induk 150 kV Krapyak.

2.3 Pembatasan MasalahMakalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian transformator arus 150 kV GI Krapyak. Untuk mempersempit masalah, maka hanya dibahas mengenai pemeliharaan pada transformator arus.

III. DASAR TEORITransformator arus atau Current Transformer (CT) adalah transformator yang berfungsi untuk : Memperkecil besaran arus listrik (Ampere) pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi dari tegangan tinggi. Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder.

Gambar 1 Gambar Transformator Arus 150 KV GI Krapyak

2.1 Prinsip Kerja Transformator arusPada dasarnya prinsip kerja transformator arus sama dengan transformator daya. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar N1I1.Gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan :

Atau

di mana : N1 : Jumlah belitan kumparan primerN2 : Jumlah belitan kumparan sekunderI1 : Arus kumparan primerI2 : Arus kumparan sekunder

2.2 Klasifikasi Transformator ArusDalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah sebagai berikut : Jenis Trafo Arus menuruttipekonstruksidanpasangannya Pasangandalam (indoor)Trafo arus pemasangan dalam ruangan biasanya memiliki ukuran yang lebih kecil dari pada trafo arus pemasangan luar ruangan, menggunakan isolator dari bahan resin. PasanganLuar (outdoor)Trafo arus pemasangan luar ruangan memiliki konstruksi fisik yang kokoh, isolasi yang baik, biasanya menggunakan isolasi minyak untuk rangkaian elektrik internal dan bahan keramik/ porcelain untuk isolator eksternal.

Jenis Trafo arus menurut tipe konstruksi Tipe cincin ( ring / window type ) Tipe cor-coran cast resin ( mounded cast resin type ) Tipe tanki minyak ( oil tank type ) Tipe trafo arus ( bushing )

JenisTrafoArusBerdasarkanKonstruksiBelitan Primer Sisi Primer Batang (Bar Primary)Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi. Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus pengenal yang cukup tinggi yaitu 1000A SisiTipeLilitan (Wound Primary)Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar, atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer tergantung pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5 belitan. Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermal dan dinamis arus hubung singkat.

JenisTrafoArusBerdasarkanKonstruksiJenisInti TrafoArusdenganIntiBesiTrafo arus dengan inti besi adalah trafo arus yang umum digunakan, pada arus yang kecil (jauh dibawah nilai nominal) terdapat kecenderungan kesalahan dan pada arus yang besar (beberapa kali nilai nominal) trafo arus akan mengalami saturasi. TrafoArustanpaIntiBesiTrafo arus tanpa inti besi tidak memiliki saturasi dan rugi histerisis, transformasi dari besaran primer ke besaran sekunder adalah linier di seluruh jangkauan pengukuran

JenisTrafoArusBerdasarkanIsolasi TrafoArusKeringTrafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan rendah umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor) TrafoArus Cast Resin &Epoksi Resin Trafo arus Cast Resin ini biasanya digunakan pada tegangan menengah, umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor). Sedangakan Trafo Epoksi Resin biasa dipakai hingga tegangan 150KV. Memiliki kekuatan hubung singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi.

Gambar 2 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Epoksi-Resin TrafoArusIsolasiminyak&minyak kertasIsolasi minyak banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan trafo arus tipe bushing yang digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan 70 kV dan 150 kV. Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan pemasangan luar.

Gambar 3 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Minyak-Kertas TrafoArusIsolasi SF6Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6.

Gambar 4 Trafo Arus Inti Cincin dalam Rel Daya Isolasi SF6 Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti Inti TunggalDigunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu untuk pengukuran atau proteksi. Inti Ganda Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan proteksi sekaligus.

Gambar 5 Ilustrasi Trafo Arus Inti Ganda

Jenis Trafo Arus BerdasarkanPengenal Pengenal PrimerPengenal primer yang biasanya dipakai adalah 150, 200, 300, 400, 600, 800, 900, 1000, 1200, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000 dan 3600 PengenalSekunderPengenal sekunder yang biasa dipakai adalah 1 dan 5 A.

2.3 Bagian-bagian dari trafo arus

Gambar 6 Gambar transformator arus tipe tanki

Keterangan gambar 6 :1. Bagian atas transformator arus ( transformator head )2. Peredam perlawanan pemuaianminyak (oil-resistant expansion bellows)3. Terminal utama ( primary terminals )4. Penjepit ( clamps )5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama ( core and coil assembly with primary winding and main insulation )6. Inti dengan kumparan sekunder ( core with secondary windings )7. Tanki ( tank )8. Tempat terminal ( terminal box )9. Plat untuk pentanahan (earthing plate)

2.4 RatingTransformatorArus (CT)a. Rating Beban Rating dari beban dimana akurasi masih bisa dicapai. Dinyatakan dalam VA Umumnya bernilai 2.5 , 5 , 7.5 , 10 , 15 , 30 VA b. Rating Arus Kontinu Nilai arus yang diijinkan mengalir secara kontinu di sisi primer dengan sekunder dibebani nominal tanpa menimbulkan kenaikan temperatur yang melampaui batas yang dispesifikasi. Standar arus lebih kontinu di dalam IEC 185-1987 adalah 120%, 150%, 200 % c. Rating Arus SesaatNilai rms arus primer yang dapat ditahan oleh trafo arus selama 1 detik pada kondisi sekunder dihubung singkat, tanpa menimbulkan kerusakan (I thermal) d. Rating Arus SekunderUmumnya bernilai 1 , 2 atau 5 Ampe. Rating Arus Dinamik (Idyn) Nilai maksimum arus primer yang dapat ditahan oleh trafo arus tanpa menimbulkan kerusakan listrik atau mekanik pada kondisi sekunder dihubung singkat.Nilai Idyn pada IEC 185-1987 umumnya 2.5 kali I thermalIV. TRANSFORMATOR ARUS 150 KV GI Krapyak4.1 Transformator Arus Untuk Pengukuran Dan Proteksi Untuk pengukuran (metering) : Teliti untuk daerah kerja 5 - 120 % In. (In/ Arus nominal, yaitubataskemampuanarus normal padasisi primer) Level kejenuhan rendah, untuk mengamankan meter pada saat terjadi gangguan (cepat jenuh). Meter-meter / pengukuran yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Ampere meter MW meter MVAR meter KWH meter KVARH meter Cos meter Kelas ketelitian trafo arus untuk meter dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 1 KelasKetelitianTrafoArusKelas (%) (menit)Arus

0,1 0,1 5100 % arus nominal

0,2 0,2 10

0,5 0,5 30

1,0 1,0 60

3,0 3,0-

5,0 5,0-

Untuk proteksi (relai) : Klas ketelitiannya relatif rendah. Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh). Proteksi / pengaman yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Relai Jarak (Distance Relay) Relai Arus Lebih (Over Current Relay) Relai Berarah (Directional Relay) Relai Differensial (Differential Relay) Relai REF (Restricted Earth Fault) Relai SBEF (Standby Earth Fault) Relai Beban Lebih (Over Load Relay)Kelas trafo arus ini dinyatakan dengan tanda nP, di mana n menunjukkan kelas ketelitian dan P menunjukkan trafo arus untuk proteksi. Berikut ini table untuk batas ketelitian trafo arus yang diizinkan untuk proteksi :Tabel 2 Ketelitian transformator arusKelasGalat rasio () Saat arus primer = arus pengenalGalat sudut () Saat arus primer = arus pengenalGalat komposit Saat dan = galat pengenal

5P 1,0 60,05

10P 3,0-10

15P 5,0-15

3.2Data Teknik CT GI KrapyakBerikutiniadalahsalahsatucontoh data teknikdaritrafoarus yang terdapat di GI Krapyak

1. Merk:ABB

2. Dibuat di:JERMAN

3. Type:IMBD170 A4

4. No. Serie:Fasa R : 8147836Fasa S : -Fasa T : -

5. Tahunpembuatan6. Arus max primer::19942000 A

7.Arus primer:150-300-1000-2000 A

8.Arussekunder:1 A

9.Pasangan:Luar

10.Frekuensi:50 Hz

11.Tegangan maksimal:170 kV

12.Tegangan sistem:150 kV

13.S t a n d a r d:IEC-185

14.Class:5P20

15.Berat total16.Arus thermal waktu singkat17.Arus dinamis waktu:singkat18. Burden:

::

740 kg 32 kA

80 k A

30 VA

IV. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR ARUS (CT)4.1 Pengertian pemeliharaanPemeliharaan adalah suatu kegiatan yang sangat penting, karena pemeliharaan yang baik akan memperpanjang umur peralatan dan akan menjamin berfungsinya peralatan dengan baik dan pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak ada bekasnya namun dapat di rasakan pengaruhnya.Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran tegangan tinggi dan menjamin keandalan antara lain:a. Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi.b. Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai dengan usia teknisnya.c. Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan.d. Untuk meningkatkan keamanan peralatan.e. Untuk mengurangi lama waktu pemadaman akibat sering terjadinya gangguan.

4.2 Pedoman Pemeliharaan CTPedoman Pemeliharaan CT sendiri berdasarkan ( No. Dokumen : 2 22/ HARLUR PST / 2009 ) terbagi menjadi 4 bahasan yaitu :a. In Service InspectionIn service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian bagian peralatan terhadap adanya anomaly yang berpotensi menurunkan unjuk kerja peralatan atau merusak sebagian / keseluruhan peralatan.b. In Service MeasurementIn Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan pada saat peralatan sedang dalam keadaan bertegangan / beroperasi.c. Shutdown Testing/ MeasurementShutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada saat peralatan dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan.d. Shutdown TreatmentShutdown treatment adalah pekerjaan untukmemperbaiki anomali yangditemukan pada saat in serviceinspection/measurement ataumenindaklanjuti shutdowntesting/measurement.

4.3 EvaluasiHasilPemeliharaandanRekomendasiPadaTransformatorArus (CT)Salah satucontohevaluasidarihasilpemeliharaan yang dilakukanberdasarkankondisi di lapangan.Berikutiniadalahevaluasidanrekomendasidari In Service Inspection:Tabel 3EvaluasidanRekomendasi In service Inspection CTNoItem InspeksiHasil InspeksiRekomendasi

1.Level ketinggian minyakMinimum Pastikan kondisi indikator ketinggian minyak normal/tidak normal Periksa apakah ada kebocoran minyak Lakukan langkah seperti pada item 3 tabel ini.

Maksimum Pastikan kondisi indikator ketinggian minyak normal/tidak normal Pastikan bahwa tidak ada kontaminasi air dari luar Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian minyak sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer.

2.Level tekanan gasMinimum Pastikan kondisi indikator manometer normal/tidak normal Periksa apakah ada kebocoran gas Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penambahan gas sesuai manual instruction/hubungi manufacturer.

3Kebocoran minyakRembes/Bocor Periksa sumber kebocoran minyak Lakukan pengujian kualitas minyak untuk memastikan kondisi minyak isolasi (khusus untuk jenis non hermatically sealed) Jika hasil pengujian minyak isolasi dalam kondisi poor, maka lakukan langkah seperti pada sub bab 3.3.3 (karakteristik minyak) Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian minyak sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer.

4.Kondisi fisik isolator porcelainFlek/Retak/pecahLakukan penggantian CT bila pecah tdk bisa ditoleransi. (retak melingkar)Lapisi dengan insulator varnish untuk kondisi isolator flek atau dengan gunakan ceramic sealer/ceramic rebound untuk kondisi pecah kecil.

5Kondisi core housingRetakLakukan penggantian CT

6Kondisi structure penyanggaKorosi/Kendor/ BengkokCat ulang / perbaiki

7Kondisi groundingLepas/kendor/ rantas Sambungkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. Kencangkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. Sambungkan ganti kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI.

V. PENUTUP5.1 KesimpulanKesimpulan yang dapat saya ambil dari kerja praktek yang saya laksanakan di GI Krapyak 150 KVPT PLN (Persero) APP Semarang adalahsebagai berikut :1. Fungsitransformatorarusadalahuntukmengkonversibesaranaruspada system tenagalistrikdaribesaran primer menjadibesaransekunderuntukkeperluanpengukuran system metering danproteksi2. Sebuah trafo arus dikatakan bagus dan baik jika memiliki kekuatan isolasi yang kuat dan baik untuk menahan arus yang besar.3. Dari hasil perhitungan dan analisa pada trafo arus 150 kV GI Krapyak, bahwa kelas ketelitian transformator arus adalah 1,0 dan hasil ini dapat dikatakan trafo mempunyai ketelitian yang baik4. Arus yang bekerja pada trafo harus dibawah dari Inominal trafo arus dikarenakan itu merupakan titik yang aman untuk suatu peralatan tegangan tinggi.5.2 Saran1. Saat terjadi gangguan yang berakibat pada penggantian peralatan, agar segera diganti peralatannya, supaya inventaris peralatan di tambah.2. Perawatan dan Pemeliharaan Gardu Induk dan peralatannya sebaiknya dilakukan sesuai jadwal dan lebih diperhatikanDAFTAR PUSTAKA[1] Agus Cahyono, Tri, 2008, LASO (Less Attended Substation Operation), PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali Region Jawa Tengah dan DIY.[2] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya, 1981, Operasi dan Memelihara Peralatan, PLN Pembangkitan Jawa Barat Dan Jakarta Raya.[3] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN (Persero).[4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1) Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk, 2010, Pemeliharaan Peralatam GI / GITET , PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan.[5] Hutauruk, T.S. 1985. Transmisi Daya Listrik. Jakarta: Erlangga[6] Tobing, Bonggas L.2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama

BIODATA PENULISFajarWahyuSihombing Lahir di Pematangsiantar tanggal 06Oktober 1993.Dan sekarang penulis masih melanjutkan studi di Fakultas Teknik Elektro Universitas Diponegoro dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik.

Semarang, Mei 2014

Mengetahui,Dosen Pembimbing

Ir.AgungWarsito, DHETNIP.195806171987031002