Monitoring Kondisi Transformator Daya ... -...

6
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1 Abstrak—Pada operasi penyaluran tenaga listrik, transformator dikatakan sebagai jantung transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini, suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal. Oleh karena itu, cara pemeliharaan dituntut sebaik mungkin dan harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik, dan tepat. Sebagai upaya mewujudkan hal tersebut, dalam tugas akhir ini dirancang suatu sistem yang dapat memantau kondisi transformator dengan membandingkan antara data tegangan, suhu, dan arus transformator. Perubahan data tegangan, suhu, dan arus tersebut digunakan sebagai karakteristik kondisi transformator yang diuji. Bila mengalami perubahan dari karakteristik normal, maka kondisi transformator bisa diketahui secara lebih dini. Ketika beroperasi pada beban linier, prototipe dapat memantau arus dengan kesalahan pengukurannya adalah 1,26% sampai 1,81%, sedangkan memantau tegangan dengan kesalahan pengukuran 0,43% sampai 0,82%, dan suhu dengan kesalahan pengukuran 0,37% sampai 0,56%. Kata Kunci —arus, data tegangan, kualitas daya, suhu, transformator. I. PENDAHULUAN ALAM operasi penyaluran tenaga listrik, transformator dapat dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Pada kondisi ini suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal. Mengetahui kondisi tersebut, maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik mungkin. Oleh karena itu, transformator harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik, dan tepat. Untuk meningkatkan pelayanan PT. PLN kepada konsumen energi listrik, perlu dijaga kontinyuitas dari waktu ke waktu. Penyaluran energi listrik ke konsumen dari jaringan 20 KV selalu melewati transformator daya untuk mengubah tegangan menjadi 220 VAC yang dapat dimanfaatkan oleh konsumen. Kendala yang terjadi pada umumnya adalah transformator daya yang berada dalam kondisi bertegangan tidak dapat dideteksi secara dini apakah transformator mengalami gangguan. Sela ma in i PT . PLN hanya mengadakan pemeliharaan rutin menurut jadwal dengan waktu tertentu dan sangat sulit mengetahui kondisi transformator yang mengalami gangguan bila terjadi gangguan diluar jadwal pemeliharaan tersebut. Berdasarkan kondisi tersebut, maka dibutuhkan sistem pemantauan kondisi transformator secara online. Dengan konsep tersebut, PT. PLN dapat mengetahui secara dini transformator-transformator yang mengalami gangguan. Pemantauan tersebut sangat diperlukan, terkait dengan kebutuhan penyaluran energi listrik secara kontinyu dan terjamin. II. URAIAN PENELITIAN A. Transformator Transformator adalah peralatan pada tenaga listrik yang berfungsi untuk mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya dengan frekuensi yang sama. Trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.[1] B. Gardu Transformator Tiang (GTT) Gardu Transformator Tiang (GTT) merupakan salah satu komponen instalasi tenaga listrik yang terpasang di jaringan distribusi. GTT berfungsi sebagai transformator daya penurun tegangan dari tegangan menengah 20 KV ke tegangan rendah 380/200 V dan selanjutnya tegangan tersebut disalurkan ke konsumen/pelanggan.[2] Gambar 1. Konstruksi Transformator Distribusi C. Kenaikan Suhu Transformator Pembebanan menyebabkan terjadi kenaikan suhu yang ditimbulkan oleh panas (kalor) pada belitan transformator. Hal ini disebabkan oleh arus listrik yang mengalir pada belitan dan induksi pada besi. Setiap kenaikan sekitar 9°C dari batas yang diizinkan akan mengakibatkan berkurangnya umur atau meningkatkan nilai susut umur. Oleh karena itu, kenaikan suhu ini harus dibatasi. Batas kenaikan suhu yang distandarkan dapat dilihat pada tabel 1. Monitoring Kondisi Transformator Daya Secara Online Berbasis Analisis Data Suhu, Tegangan, dan Arus pada Transformator Distribusi Bryan Rahardy, Dr. Eng. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng., dan Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery P., M.Eng. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected], [email protected] D

Transcript of Monitoring Kondisi Transformator Daya ... -...

Page 1: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 1

Abstrak—Pada operasi penyaluran tenaga listrik, transformator dikatakan sebagai jantung transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini, suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal. Oleh karena itu, cara pemeliharaan dituntut sebaik mungkin dan harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik, dan tepat. Sebagai upaya mewujudkan hal tersebut, dalam tugas akhir ini dirancang suatu sistem yang dapat memantau kondisi transformator dengan membandingkan antara data tegangan, suhu, dan arus transformator. Perubahan data tegangan, suhu, dan arus tersebut digunakan sebagai karakteristik kondisi transformator yang diuji. Bila mengalami perubahan dari karakteristik normal, maka kondisi transformator bisa diketahui secara lebih dini. Ketika beroperasi pada beban linier, prototipe dapat memantau arus dengan kesalahan pengukurannya adalah 1,26% sampai 1,81%, sedangkan memantau tegangan dengan kesalahan pengukuran 0,43% sampai 0,82%, dan suhu dengan kesalahan pengukuran 0,37% sampai 0,56%.

Kata Kunci—arus, data tegangan, kualitas daya, suhu,

transformator.

I. PENDAHULUAN ALAM operasi penyaluran tenaga listrik, t ransformator dapat dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Pada kondisi ini suatu transformator

diharapkan dapat beroperasi secara maksimal. Mengetahui kondisi tersebut, maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik mungkin. Oleh karena itu, transformator harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik, dan tepat.

Untuk meningkatkan pelayanan PT. PLN kepada konsumen energi listrik, perlu dijaga kontinyuitas dari waktu ke waktu. Penyaluran energi listrik ke konsumen dari jaringan 20 KV selalu melewati transformator daya untuk mengubah tegangan menjadi 220 VAC yang dapat dimanfaatkan oleh konsumen. Kendala yang terjadi pada umumnya adalah transformator daya yang berada dalam kondisi bertegangan tidak dapat dideteksi secara dini apakah transformator mengalami gangguan. Selama in i PT. PLN hanya mengadakan pemeliharaan rutin menurut jadwal dengan waktu tertentu dan sangat sulit mengetahui kondisi transformator yang mengalami gangguan bila terjadi gangguan diluar jadwal pemeliharaan tersebut.

Berdasarkan kondisi tersebut, maka d ibutuhkan sistem pemantauan kondisi transformator secara online. Dengan konsep tersebut, PT. PLN dapat mengetahui secara dini

transformator-transformator yang mengalami gangguan. Pemantauan tersebut sangat diperlukan, terkait dengan kebutuhan penyaluran energi listrik secara kontinyu dan terjamin.

II. URAIAN PENELITIAN

A. Transformator Transformator adalah peralatan pada tenaga listrik yang

berfungsi untuk mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya dengan frekuensi yang sama. Trafo bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.[1]

B. Gardu Transformator Tiang (GTT) Gardu Transformator Tiang (GTT) merupakan salah satu

komponen instalasi tenaga listrik yang terpasang di jaringan distribusi. GTT berfungsi sebagai transformator daya penurun tegangan dari tegangan menengah 20 KV ke tegangan rendah 380/200 V dan selanjutnya tegangan tersebut disalurkan ke konsumen/pelanggan.[2]

Gambar 1. Konstruksi Transformator Distribusi

C. Kenaikan Suhu Transformator Pembebanan menyebabkan terjadi kenaikan suhu yang

ditimbulkan oleh panas (kalor) pada belitan transformator. Hal ini disebabkan oleh arus listrik yang mengalir pada belitan dan induksi pada besi. Setiap kenaikan sekitar 9°C dari batas yang diizinkan akan mengakibatkan berkurangnya umur atau meningkatkan nilai susut umur. Oleh karena itu, kenaikan suhu ini harus dibatasi. Batas kenaikan suhu yang distandarkan dapat dilihat pada tabel 1.

Monitoring Kondisi Transformator Daya Secara Online Berbasis Analisis Data Suhu, Tegangan,

dan Arus pada Transformator Distribusi Bryan Rahardy, Dr. Eng. Ardyono Priyadi, S.T., M.Eng., dan Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery P., M.Eng.

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: [email protected], [email protected]

D

Page 2: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 2

International Electrotechnical Commission (IEC) menetapkan umur transformator 20 tahun atau setara 7300 hari, sehingga susut umur normal adalah 0,0137% per hari.

D. Jenis-jenis Gangguan Pada dasarnya gangguan yang sering terjadi pada sistem distribusi saluran 20 kV dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu gangguan dari dalam sistem dan gangguan dari luar sistem. Klasifikasi gangguan yang terjadi pada jaringan distribusi adalah : [4] 1) Dari jenis gangguannya.

a) Gangguan dua fasa atau tiga fasa melalui hubungan tanah.

b) Gangguan fasa ke fasa. c) Gangguan dua fasa ke tanah. d) Gangguan satu fasa ke tanah atau gangguan tanah.

2) Dari lamanya gangguan. a) Gangguan permanen. b) Gangguan temporer.

E. Pemeliharaan Peralatan Listrik Pemeliharaan peralatan listrik adalah proses kegiatan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. [5] Jenis–jenis pemeliharaan peralatan adalah sebagai berikut : 1) Predictive Maintenance (Conditional Maintenance) adalah

pemeliharaan yang dilakukan dengan cara mempred iksi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinan peralatan listrik tersebut menuju kegagalan.

2) Preventive Maintenance (Time Base Maintenance) adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan secara tiba-tiba.

3) Corrective Maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berencana pada waktu-waktu tertentu ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya.

4) Breakdown Maintenance adalah pemeliharaan yang

dilakukan setelah terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya darurat.

III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT A. Perancangan Sensor Dalam pengambilan data suhu, arus, dan tegangan diperlukan sensor-sensor yang terpasang pada transformator. Ada 2 macam sensor yang digunakan pada tugas akhir in i, yaitu sensor suhu dan arus. Sedangkan untuk mendapatkan

data tegangan adalah dengan menggunakan penjepit buaya yang kemudian d iturunkan dengan transformator step down.

1) Perancangan Sensor Arus Alat online monitoring transformator mengambil data arus dari bagian sekunder transformator dengan tegangan nominal 380/220 volt. Data tersebut diambil dengan menggunakan tiga sensor arus yang berupa Current Transformer / CT (transformator arus). Tipe CT yang digunakan adalah CT-235.

Gambar 2. Rangkaian CT-235

Vout−hitung = I0 x RL

N (1)

Persamaan 1 digunakan untuk menghitung tegangan luaran CT (Vout-hitung) yang membandingkan antara hasil kali arus primer (I0) dan tahanan sekunder (RL) dengan rasio belitan (N). Dalam pengujian, CT-235 dihubungkan dengan empat beban resistif yang identik dengan arus operasi konstan yaitu 1.25 ampere pada tegangan 220 volt. Modul beban resistif diaktifkan secara bertahap untuk melihat respon dari CT-235. Alat ukur yang digunakan adalah Multimeter Digital GW Instek GDM-8145 untuk mengetahui level tegangan luaran dari CT-235.

Gambar 3. Pengujian CT-235 dengan beban resistif

Tabel 2. Hasil error pengujian transformator arus CT-235

Beban Vout-hitung (mV)

Vout-uji (mV) Error (%)

CT 1 CT 2 CT 3 CT 1 CT 2 CT 3 1 1,25 1,25 1,26 1,26 0 0,0001 0,0001 2 2,5 2,54 2,48 2,56 0,0016 0,0004 0,0036 3 3,75 3,77 3,68 3,84 0,0004 0,0049 0,0081 4 5 4,99 4,87 5,07 0,0001 0,0169 0,0049

Mean Square 5,25.10-4 5,6.10-6 4,2.10-3

Error RMS 2,3.10-2 7,5.10-2 6,5.10-2

Dari hasil pengujian, CT pada tabel 2 terlihat bahwa tegangan luaran uji (Vout-uji) pada CT1, CT2, dan CT3 menunjukkan kecenderungan linier dan terjadi penyimpangan rata-rata masing-masing sebesar 0,23%, 0,075%, dan 0,065%

Tabel 1. Klasifikasi batas suhu [3]

Kelas Kenaikan Suhu Tertinggi (oC)

Batas Suhu Tertinggi (oC)

O 40 90 A 50 105 E 60 120 B 70 130 F 85 155 H 95 180

GDM-8145

CT-235 Beban Resistif

Page 3: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 3

dari tegangan hasil perhitungan (Vout-hitung) dan sesuai dengan persamaan 1. Dapat disimpulkan bahwa ketiga CT memiliki luaran berupa tegangan yang linier terhadap arus primernya dengan rasio atau faktor pengali sebesar 0.001 atau 103, bila dimasukkan nilai RL = 2Ω dan N = 2000. Setiap CT menghasilkan error yang berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena setiap CT memiliki karakteristik yang berbeda misalnya adalah kualitas kumparan.

2) Perancangan Transformator Step Down Pada alat online monitoring transformator menggunakan tiga transformator step down yang berfungsi untuk menurunkan tegangan pada fasa R, S, dan T masing-masing terhadap fasa N. Data tegangan diambil pada sisi sekunder transformator dengan besar tegangan 220 Volt. Set iap besarnya tegangan yang masuk ke transformator step down diturunkan menjadi 3 volt agar data tegangan dapat diolah oleh mikrokontroler. Pada pengujian transformator step down digunakan sumber tegangan 3 fasa dengan merk Leybold 725 702. Pengujian dilakukan dengan menurunkan tegangan sumber secara bertahap mulai dari tegangan maksimal sumber tegangan tersebut yaitu 228 Volt sampai 0 volt. Lalu hasil pembacaan yang tertera pada LCD dicatat sebagai penentuan rasio yang berguna dalam pemrograman mikrokontroler.

Gambar 4. Pengujian transformator step down.

3) Perancangan Sensor Suhu Sensor suhu yang digunakan dalam tugas akhir in i adalah LM-35. LM-35 adalah sensor suhu dari National Semiconductor yang mempunyai akurasi tinggi. Keluaran sensor suhu ini berupa tegangan yang akan naik sebesar 10 mV setiap derajat celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :

VLM35 = suhu x 10 mV (2)

Pada tugas akhir in i menggunakan 3 pasang (6 buah) sensor suhu LM-35 yang akan dipasang pada sisi luar transformator. Besaran suhu antara sensor nomer 1 dengan nomer 4 n ilainya dirata-rata. Begitu juga dengan sensor suhu nomer 2 dengan 5 dan nomer 3 dengan 6. Hal ini untuk mengantisipasi apabila transformator terpasang menghadap ke arah timur dan barat yang suatu saat salah satu sisi transformator akan menjadi

lebih panas akibat terkena matahari. Peletakan sensor suhu pada transformator tersaji pada gambar 5.

Transformator

AlatOnline

monitoring

1

2

3

4

5

6 Bus

hing

Prim

er

Bus

hing

Sek

unde

r

SensorSuhu

Gambar 5. Skema peletakan sensor suhu pada transformator distribusi Setelah sensor suhu selesai dirangkai, selan jutnya dilakukan pengujian terhadap beberapa kondisi suhu. Hal ini dilakukan untuk mengetahui karakteristik setiap LM-35 yang akan digunakan pada alat monitoring transformator.

IV. PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA

A. Penyusunan Alat Pengujian Penyusunan alat disini adalah pengaturan letak

transformator, panel meter, a lat ukur dan load bank yang digunakan pada pengujian. Pengaturan letak tersebut dilakukan supaya keamanan tetap terjaga ketika dilakukan pengujian. Penyusunan alat-alat pengujian tersaji pada gambar 17. Penyusunan alat-alat tersebut berdasarkan pada skema pengujian gambar 6.

Gambar 6. Skema pengujian

B. Metode Pengujian Alat 1) Pemberian Beban pada Transformator

Pembebanan yang dilakukan pada transformator akan mengakibatkan timbulnya arus pada sistem. Data arus dan tegangan diambil dari sisi sekunder transfomator. Beban atau load bank yang dipasang pada transformator in i adalah beban resistif murni 60 kVA 3 x 1 fasa dengan cos θ = 1. Jenis pembebanan transformator yang dilakukan dalam pengujian ini ada 2, yaitu pembebanan seimbang dan pembebanan tidak seimbang.

GENERATORTRANSFORMATOR

STEP UP200 KVA

400 V / 20 KV

CT

PT

POWER METER

MCCB

DUMMY LOAD(LOAD BANK)

FUSE CUT-OFF

TRANSFORMATOR STEP DOWN

25 KVA20 KV / 400 / 231 V

ALATONLINE

MONITORING

Suhu

Arus

Tegangan

Sumber tegangan

3 fasa

Alat Online Monitoring

Page 4: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 4

Tabel 3. Daya Pembebanan Seimbang dan Tak Seimbang

% beban

Total Daya

(KVA)

Daya/ph Seimbang (KVA)

Daya/ph Tak Seimbang

(KVA) R S T R S T

0% 0 0 0 0 0 0 0 20% 4,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,5 2,5 40% 10,5 3,5 3,5 3,5 3,5 2,5 4,5 60% 15 5 5 5 4,5 3,5 7 80% 19,5 6,5 6,5 6,5 4,5 7 8

100% 24 8 8 8 9 7 8 2) Pengambilan Data Arus

Pengambilan data arus pada percobaan ini dilakukan d i board panel. Pada board panel ini terdapat konduktor yang terhubung dengan sisi sekunder transformator 25 kVA. Untuk membaca besaran arus yang lewat, d igunakan alat HIOKI Power Analyzer 9624–50. Pada HIOKI Power Analyzer terdapat 12 probe untuk mengambil besaran tegangan dari fasa R, S, T, dan N. Selain 8 probe tersebut, juga terdapat clamp untuk mengukur arus yang lewat pada konduktor fasa R, S, T, dan N. Clamp tersebut dipasang pada konduktor setiap fasa.

3) Pengujian Sensor Dalam melakukan pengujian sensor arus dan tegangan ditempatkan pada board panel. Sedangkan untuk sensor suhu ditempel pada sisi luar transformator. Tampilan komponen-komponen pada board panel tersaji pada gambar 7. Sedangkan untuk pemasangan sensor suhu LM-35 pada transformator yang diuji ditunjukkan pada gambar 8.

Gambar 7. Komponen-komponen pada board panel

Gambar 8. Pemasangan sensor suhu LM-35 pada transformator

a) Pengujian Sensor Arus (CT) Hasil pengujian CT dibandingkan dengan hasil pengujian HIOKI 9624–50 tersaji pada tabel 4 dan 5.

Tabel 4. Hasil pengujian CT dengan pembebanan seimbang.

% Beban

HIOKI Alat Monitoring Error (%) R S T R S T R S T

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 8 2,8 10,3 7,5 2,3 9,7 0,25 0,25 0,36 40 15,6 10,4 18,3 14,8 11,8 17,5 0,64 1,96 0,64 60 18,8 13,2 27,2 19,3 14,9 26,5 0,25 2,89 0,49 80 18,9 27,2 33,8 19,2 26,4 34,2 0,09 0,64 0,16

100 36,3 28,1 34,2 34,1 29,6 31,3 4,84 2,25 8,41 Mean Square 1,21 1,6 2,01

Error RMS (%) 1,10 1,26 1,42

Tabel 5. Error hasil pengujian CT dengan pembebanan tidak seimbang.

% Beban

HIOKI Alat Monitoring Error (%) R S T R S T R S T

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 6,6 6,4 5,8 5,2 5,5 6 1,96 0,81 0,04 40 15,2 14,3 13 14,8 13,8 13,5 0,16 0,25 0,25 60 20,7 20 19,2 19,6 18,9 18,5 1,21 1,21 0,49 80 26,2 24 25,1 23,7 22,4 22,2 6,25 2,56 8,41

100 30,8 30,4 30,3 27,1 27,9 27,7 13,7 6,25 6,76 Mean Square 4,65 2,22 3,19

Error RMS (%) 2,16 1,49 1,79

Dari hasil pengujian CT dengan pembebanan seimbang yang tersaji pada tabel 4 mendapatkan hasil error untuk fasa R sebesar 1,10%, fasa S sebesar 1,26%, dan fasa T sebesar 1,42% dengan error rata-rata sebesar 1,26%. Sedangkan untuk pembebanan yang tidak seimbang tersaji pada tabel 5 dengan hasil error untuk fasa R sebesar 2,16%, fasa S sebesar 1,49%, dan fasa T sebesar 1,79% dengan error rata-rata sebesar 1,81%.

b) Pengujian Transformator Step Down Hasil pengujian transformator step down dibandingkan dengan hasil pengujian digital multimeter GDM-8145 tersaji pada tabel 6, 7, 8 dan 9.

Tabel 6.

Hasil pengujian transformator step down dengan pembebanan seimbang. %

Beban HIOKI Alat Monitoring

R S T R S T 0 229,3 229,9 229,3 230,0 229,6 229,9

20 227,3 228,6 227,6 228,4 228,8 228,6 40 225,8 227,1 226,1 228,0 228,1 228,1 60 225,0 226,2 225,3 227,5 227,2 227,6 80 223,8 224,8 224,3 233,0 232,7 232,9

100 222,9 223,5 223,3 230,5 230,4 230,7

Tabel 7. Hasil error transformator step down dengan pembebanan seimbang.

% Beban Error (%) R S T

0 0,49 0,25 0,36 20 1,21 1,44 1 40 1,44 1 1 60 0,49 1 1,21 80 0,16 0,25 0,36 100 0,25 0,16 0,16

Mean Square 0,67 0,68 0,68 Error RMS (%) 0,82 0,83 0,83

Pemasangan Sensor Suhu

Data arus (Pemasangan CT)

Data Tegangan

Data dari tegangan menengah

Power Meter

Page 5: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 5

Tabel 8. Hasil pengujian transformator step down dengan pembebanan tidak seimbang.

% Beban

GDM-8145 Alat Monitoring R S T R S T

0 229,6 230,6 230,6 230,5 230,4 229,3 20 228,6 229,3 228,9 228,4 229,7 228,3 40 227,2 228,6 225,8 227,6 228,4 225,8 60 225,8 227,6 224,7 225,7 227,8 225,1 80 225,6 224,6 223,7 225,5 224,8 224,1

100 223,4 224,3 223,2 223,4 224,5 223,5

Tabel 9. Hasil error transformator step down dengan pembebanan tidak seimbang.

% Beban Error (%) R S T

0 0,81 0,04 1,69 20 0,04 0,16 0,36 40 0,16 0,04 0 60 0,01 0,04 0,16 80 0,01 0,04 0,16 100 0 0,04 0,09

Mean Square 0,17 0,06 0,41 Error RMS (%) 0,41 0,24 0,64

Dari hasil pengujian transformator step down dengan pembebanan seimbang yang tersaji pada tabel 6 mendapatkan hasil error untuk fasa R sebesar 0,82%, fasa S sebesar 0,83%, dan fasa T sebesar 0,83% dengan error rata-rata keseluruhan sebesar 0,82%. Sedangkan untuk pembebanan yang tidak seimbang tersaji pada tabel 8 dengan hasil error untuk fasa R sebesar 0,41%, fasa S sebesar 0,24%, dan fasa T sebesar 0,64% dengan error rata-rata keseluruhan sebesar 0,43%.

c) Pengujian Sensor Suhu Pengujian sensor suhu pada alat online monitoring transformator dilakukan dalam kondisi pembebanan yang tidak seimbang. Hasil pengujian tersaji pada tabel 10.

Tabel 10.

Hasil pengujian sensor suhu dengan pembebanan tidak seimbang.

% Beban Krisbow

KW06-291 (oC)

Alat Monitoring Error (%)

R S T R S T

0 33,4 33,8 34,1 33,9 0,16 0,49 0,25 20 33,7 33,9 34,2 34 0,04 0,25 0,09 40 33,7 33,9 34,2 34,1 0,04 0,25 0,16 60 34,3 34,2 34,5 34,4 0,01 0,04 0,01 80 34,4 34,6 34,7 34,9 0,04 0,09 0,25 100 34,6 35 34,8 35 0,16 0,04 0,16

Mean Square 0,07 0,19 0,15 Error RMS (%) 0,27 0,44 0,39

Dari hasil pengujian sensor suhu dengan pembebanan tidak seimbang yang tersaji pada tabel 10 mendapatkan hasil error untuk fasa R sebesar 0,27%, fasa S sebesar 0,44%, dan fasa T sebesar 0,39% dengan error rata-rata sebesar 0,37%. Perbedaan penyimpangan dari setiap sensor suhu dapat disebabkan karena karakteristik dari LM-35 yang berbeda-beda.

d) Pengujian Koneksi Modul GSM/GPRS dengan Web Server

Dalam tugas akhir ini belum b isa dilakukan pengiriman data secara online, namun untuk fitur-fitur pada webserver sudah siap untuk menerima data dari modul GSM/GPRS. Tampilan webserver tersaji pada gambar 9 dan 10. Salah satu fitur pada website monitor-trafo.com adalah display data tegangan, arus, dan suhu. Pada display tersebut terdapat kolom timestamp yang merupakan penunjukan range waktu kapan data-data tersebut diterima oleh website.

Gambar 9. Tampilan data tegangan, arus, dan suhu

Gambar 10. Tampilan plot grafik arus di website online monitoring

transformator

Dari data-data tegangan, arus, dan suhu yang ditampilkan pada data display, masing-masing diplot menjadi grafik untuk memudahkan user dalam memantau apabila terjadi over voltage, under voltage, over current, dan over temperature. Terjad inya over voltage ditandai apabila tegangan kerja transformator melebih i 231 VAC, under voltage kurang dari 209 VAC, dan over temperature lebih dari 80ºC. Pada gambar 25 dan 26 terlihat ada 4 kondisi berbeda yang ditunjukkan pada website monitor-trafo.com. Kondisi 1 adalah kondisi under voltage karena tegangan kerja pada fasa R

Timestamp Tegangan (Volt) Arus (Amp) Suhu (oC)

2 1 3 4

2

1

3

4

Page 6: Monitoring Kondisi Transformator Daya ... - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-24365-2208100012-Paper.pdf · E-mail: priyadi@ee.its.ac.id, ... Jenis-jenis Gangguan

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) 1-6 6

kurang dari 209 VAC, sedangkan arus dan suhunya normal. Pada kondisi 2 adalah kondisi ketika terjadi over current karena arus kerja pada fasa R meleb ihi 60% dari arus kerja transformator 25 kVA yaitu 21,66 Amp. Akibat terjadinya over current pada fasa R, menyebabkan meningkatnya suhu (over temperature) transformator sedangkan tegangannya normal. Pada kondisi 3 adalah kondisi over voltage karena tegangan kerja pada fasa R meleb ihi 231 VAC, sedangkan arus dan suhunya normal. Pada kondisi 4 adalah kondisi normal transformator.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Setelah melalui proses perancangan dan pembuatan alat

yang kemudian dilanjutkan pada tahap pengujian serta analisa data secara keseluruhan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Hasil pengukuran CT berdasarkan hasil pengujian

mempunyai error rata-rata pada pembebanan seimbang yaitu 1,26%, sedangkan pada pembebanan tidak seimbang sebesar 1,81%.

2. Hasil pembacaan data tegangan pada fasa R, S, dan T masing-masing terhadap fasa N, mempunyai error rata-rata pada pembebanan seimbang yaitu 0,82%, sedangkan pada pembebanan tidak seimbang sebesar 0,43%.

3. Hasil pengukuran 3 pasang sensor suhu mempunyai error rata-rata pada pembebanan seimbang sebesar 0,56%, sedangkan pada pembebanan tidak seimbang sebesar 0,37%

4. Dalam tugas akhir in i belum dapat dilakukan pengiriman data secara online, namun untuk fitur-fitur pada webserver sudah siap untuk menerima data dari modul GSM/GPRS.

C. Saran Saran-saran yang dapat diberikan berkaitan dengan tugas akhir ini antara lain : 1) Perlu diadakan penelitian kembali tentang perancangan

online monitoring transformator daya dengan interface yang berbeda.

2) Perlu dilakukan perbandingan penggunaan sensor suhu LM-35 dengan sensor suhu yang lebih baik agar pembacaan data suhu lebih akurat dan cepat.

3) Perlu d iadakan penelitian kembali terkait penggunaan voltage devider (rangkaian pembagi tegangan) untuk menurunkan tegangan sebelum d iolah oleh mikrokontroler.

4) Perlu pengembangan lebih lanjut mengenai sistem komunikasi data yang efektif.

5) Perlu penambahan fitur-fitur baru pada web server untuk memudahkan operator dalam memantau kondisi transformator seperti dapat membaca arus harmonisa, mengetahui beban yang terpakai, dan dapat memprediksi umur t ransformator.

UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada PT. PLN APJ

Mojokerto dan PT. Mulya Jatra yang telah membantu secara materi, perlengkapan pengambilan data, dan tempat percobaan. Serta Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi (Dirjen DIKTI), Departemen Pendid ikan dan Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan dukungan finansial melalui dana hibah penelitian 2012.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Setiabudy, Rudy.“Transformator pada Sistem Transmisi Listrik - Materi Kuliah Transmisi dan Distribusi Daya Listrik”.Depok.11 Maret 2008

[2] PT. PLN (Persero).”Buku 4 : Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik”.Jakarta Selatan.9 Desember 2010

[3] Suswanto, Daman.“Sistem Distribusi Tenaga Listrik”.Padang.2009 [4] Suhadi, dkk.”Teknik Distribusi Tenaga Listrik Jilid 3”.Jakarta.2008 [5] PT. PLN (Persero) P3B.”Panduan Pemeliharaan Transformator

Tenaga”.13 Juni 2003 [6] T.S., Hutauruk.”Pentanahan Netral Sistem Tenaga dan Pengetahuan

Peralatan”. Penerbit Erlangga.Jakarta.1987. [7] SPLN 8-2:1991.“Transformator Tenaga – Bagian 2: Kenaikan

Suhu”.Jakarta.1991