PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

81
LAPORAN TUGAS AKHIR PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKIBAT BEBAN LEBIH DI PT PLN (PERSERO) ULP MEDAN SUNGGAL Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai derajat Ahli Madya (A.Md) Politeknik Negeri Medan Diajukan Oleh: EZRA JONA GINTING NIM. 1605033025 PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2019

Transcript of PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

Page 1: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

LAPORAN TUGAS AKHIR

PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150

UNTUK MENCEGAH KERUSAKAN AKIBAT BEBAN LEBIH

DI PT PLN (PERSERO) ULP MEDAN SUNGGAL

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai derajat Ahli Madya

(A.Md) Politeknik Negeri Medan

Diajukan Oleh:

EZRA JONA GINTING

NIM. 1605033025

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MEDAN

MEDAN

2019

Page 2: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

kasih dan rahmatNya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.

Tugas akhir ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan menyelesaikan mata

kuliah pada Semester VI pendidikan Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program

Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Medan. Adapun laporan tugas akhir yang

penulis buat ini berjudul: “Pemeliharaan Transformator Distribusi SL-150

Untuk Mencegah Kerusakan Akibat Beban Lebih di PT PLN (Persero) ULP

Medan Sunggal”.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penulisan tugas akhir ini, yaitu:

1) Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Medan.

2) Bapak Nobert Sitorus, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Medan.

3) Bapak Suparmono, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Medan.

4) Bapak Ir. Ashuri Arie Widianto, M.T., selaku dosen pembimbing yang segenap

hati telah banyak memberikan waktu, bimbingan, dan petunjuk yang sangat

membantu penulis dalam penyusunan tugas akhir ini.

5) Drs. Bahtera Tarigan, M.T., selaku Dosen wali kelas EL-6E.

6) Bapak/Ibu staf pengajar Program Studi Teknik Listrik yang telah memberikan

ilmu dalam berbagai hal mengenai pengetahuan dan informasi berharga selama

perkuliahan berlangsung maupun di luar perkuliahan.

7) Ibu Wielda S. Nova, selaku Manager PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal.

Page 3: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

ii

8) Bapak Amrizal Surbakti, selaku Supervisor Teknik PT PLN (Persero) ULP

Medan Sunggal.

9) Bapak Binsar Siagian, selaku Staff Teknik PT PLN (Persero) ULP Medan

Sunggal.

10) Seluruh Staff dan Karyawan di PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal.

11) Dan terima kasih yang terbesar kepada kedua orang tua dan saudara-saudari

penulis yang banyak memberikan saran, doa, serta dukungan kepada penulis.

12) Seluruh rekan mahasiswa/i Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik

Listrik terutama kelas EL-6E yang selalu saling mendukung dan memberikan

semangat serta doa dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih terdapat banyak

kekurangan, untuk itu saran dan kritik dari semua pihak yang dapat membangun

dan semoga akan lebih menyempurnakan tugas akhir ini.

Penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan banyak manfaat bagi

kita semua.

Medan,18 Mei 2019

Hormat Penulis,

Ezra Jona Ginting

NIM. 1605033025

Page 4: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................................. i

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii

ABSTRAK ............................................................................................................. ix

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah..................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.4 Tujuan Tugas Akhir .................................................................................. 2

1.5 Manfaat Tugas Akhir ................................................................................ 2

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 5

2.1 Kajian Pustaka .......................................................................................... 5

2.2 Landasan Teori.......................................................................................... 5

2.2.1 Sistem Tenaga Listrik ........................................................................ 5

2.2.2 Transformator .................................................................................... 7

2.2.3 Prinsip Kerja Transformator .............................................................. 8

2.2.4 Jenis Transformator ........................................................................... 9

2.2.5 Transformator Distribusi .................................................................. 10

2.2.6 Konstruksi Transformator Distribusi ............................................... 12

2.2.7 Minyak Transformator ..................................................................... 16

2.2.8 Tipe Pendingin Transformator ......................................................... 17

2.2.9 Perhitungan Arus Beban Transformator .......................................... 18

2.2.10 Sistem Tiga Fasa .............................................................................. 19

Page 5: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

iv

2.2.11 Keadaan Transformator Tidak Berbeban.......................................... 23

2.2.12 Keadaan Transformator Berbeban ................................................... 25

2.2.13 Rangkain Ekivalen Transformator ................................................... 26

2.2.14 Daya Transformator ......................................................................... 28

2.2.15 Beban Terhubung Bintang ............................................................... 29

2.2.16 BebanTerhubung Delta .................................................................... 32

2.2.17 Golongan Hubungan ........................................................................ 34

2.2.18 Gardu Distribusi............................................................................... 36

2.2.19 Proteksi Pada Gardu Transformator Distribusi ................................ 37

2.2.20 Gangguan Beban Lebih pada Transformator Distribusi .................. 43

2.2.21 Pemeliharaan Transformator Distribusi ............................................ 43

BAB 3 PENGUMPULAN DATA ....................................................................... 49

3.1 Pendahuluan ............................................................................................ 49

3.2 Kondisi Umum Jaringan Distribusi ULP Medan Sunggal ...................... 49

3.3 Gardu Distribusi SL-150 ......................................................................... 51

3.3.1 Histori Pengukuran Gardu Distribusi SL-150 ................................. 53

3.4 Kronologis Gangguan pada Gardu Distribusi SL-150 ............................ 55

3.4.1 Hasil Pengukuran Beban Sebelum PenggantianTransformator .......... 55

3.4.2 Data Transformator Distribusi Setelah Dilakukan penggantian ......... 56

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................ 58

4.1 Prediksi data Pengukuran Gardu Distribusi SL-150 ............................... 58

4.1.1 Prediksi data Pengukuran Sebelum Terjadi Gangguan .................... 58

4.1.2 Prediksi data Pengukuran Setelah Pemulihan .................................. 58

4.2 Tindakan Pemeliharaan Sebagai Upaya Pencegahan Kerusakan

Transformator Distribusi Akibat Beban Lebih ....................................... 61

4.2.1 Inspeksi Berkala ............................................................................... 61

4.2.2 Manajemen Transformator .............................................................. 62

4.2.3 Penyisipan Transformator ................................................................ 63

Page 6: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

v

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 64

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 64

5.2 Saran ....................................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 65

LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................... 66

LAMPIRAN .......................................................................................................... 67

Page 7: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

vi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kelompok hubungan menurut VDE 0532 ............................................ 35

Tabel 2.2 Rating Pengaman Fuse Cut Out (FCO) ................................................ 41

Tabel 2.3 Rating Pengaman NT Fuse ................................................................... 42

Tabel 3.1 Panjang Saluran Distribusi .................................................................... 50

Tabel 3.2 Jumlah Transformator Distribusi .......................................................... 50

Tabel 3.3 Jumlah Tiang Pada Jaringan ................................................................. 50

Tabel 3.4 Data Transformator pada Nameplate SL-150 ....................................... 53

Tabel 3.5 Pengukuran WBP SL-150 (19/1/2017) ................................................. 54

Tabel 3.6 Pengukuran WBP SL-150 (25/9/2018) ................................................. 54

Tabel 3.7 Pengukuran WBP SL-150 (30/3/2019) ................................................. 54

Tabel 3.8 Pengukuran WBP SL 150 (12/4/2019) ................................................. 56

Tabel 3.9 Data Transformator Pada Nameplate SL-150 ....................................... 56

Tabel 3.10 Pengukuran WBP PB 184 (13/4/2019) ............................................... 57

Tabel 4.1 Pengukuran WBP PB 184 (15/4/2019) ................................................. 60

Page 8: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Instalasi Sistem Tenaga Listrik ........................................................... 6

Gambar 2.2 Konstruksi Transformator Tiga Fasa................................................... 8

Gambar 2.3 Transformator Daya .......................................................................... 10

Gambar 2.4 transformator Distribusi .................................................................... 10

Gambar 2.5 Transformator Distribusi ................................................................... 11

Gambar 2.6 Bagian-bagian Transformator Distribusi ........................................... 12

Gambar 2.7 Sistem Tiga Fasa ............................................................................... 19

Gambar 2.8 Gelombang Sinus .............................................................................. 20

Gambar 2.9 Sumber dan Beban Tiga Fasa ............................................................ 21

Gambar 2.10 Fasor-Fasor Tegangan ..................................................................... 22

Gambar 2.11Transformator tidak berbeban .......................................................... 23

Gambar 2.12 Transformator berbeban .................................................................. 25

Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen transformator .................................................. 26

Gambar 2.14 Vektor diagram rangkaian ekivalen transformator .......................... 27

Gambar 2.15 Segitiga Daya .................................................................................. 29

Gambar 2.16 Beban Terhubung Bintang .............................................................. 30

Gambar 2.17 Fasor tegangan dan arus beban terhubung bintang ......................... 31

Gambar 2.18 Beban Terhubung Delta .................................................................. 32

Gambar 2.19 Fasor tegangan dan arus beban terhubung delta.............................. 33

Gambar 2.20 Kelompok hubungan Dy11 ............................................................. 34

Gambar 2.21 Gardu Transformator Distribusi ...................................................... 37

Gambar 2.22 Bentuk Fisik Lightning arrester (LA) ............................................. 38

Gambar 2.23 Fuse Cut Out (FCO) ........................................................................ 40

Gambar 2.24 Susunan Pemasangan Fuse Cut Out (FCO) .................................... 40

Gambar 2.25 NT Fuse ........................................................................................... 42

Gambar 3.1 Transformator Distribusi SL-150 ...................................................... 51

Gambar 3.2 Bagian Luar PHB-TR SL-150 ........................................................... 52

Gambar 3.3 Bagian Dalam PHB-TR SL-150 ........................................................ 52

Page 9: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Single Line Penyulang PL.06 Lampiran 2 Data Transformator Beban Lebih

Lampiran 3 Proses Pemeliharaan Transformator Lampiran 4 Data Transformator Mimir Lampiran 5 Form Inspeksi Berkala Gardu Distribusi

Page 10: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

ix

ABSTRAK

Transformator distribusi adalah peralatan pada tenaga listrik yang

mentransformasikan daya atau energi listrik dari tegangan menengah ke tegangan

rendah pada frekuensi yang sama dan merupakan peralatan listrik paling penting

dalam sistem distribusi. Karena peranan yang penting ini maka diperlukan

pemeliharaan yang baik untuk mempertahankan penyaluran tenaga listrik ke

pelanggan agar tidak terganggu, sehingga pelanggan mendapatkan kepuasan.

Terjadinya kerusakan transformator akan menyebabkan kerugian pelanggan dan PT

PLN (Persero). Kerugian yang dialami pelanggan adalah terputusnya suplai listrik

yang mengakibatkan terhambatnya kegiatan sehari-hari, sedangkan yang di alami

oleh pihak PLN adalah tidak terjualnya energi listrik. Selain itu harga transformator

distribusi itu sendiri tidaklah murah, sehingga menjadi sangat penting dibahas

karena kerusakan transformator tersebut dapat dikurangi bahkan dicegah dengan

pemeliharaan yang baik.

Beban lebih menjadi salah satu penyebab terjadinya kerusakan transformator

distribusi di wilayah kerja PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal.

Dari hasil analisa terhadap transformator yang mengalami beban lebih penulis

menemukan bahwa beban lebih pada transformator adalah penyebab terjadinya

kerusakan. Ketidaksesuaian beban yang harus dilayani transformator terhadap

kemampuan dari transformator itu sendiri dapat mengakibatkan penurunan

kemampuan pakai transformator dan umur transformator.

Kata kunci : Transformator distribusi, Beban lebih, pemeliharaan

Page 11: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik merupakan salah satu kebutuhan primer yang tak bisa dihindari bagi

seluruh lapisan masyarakat di Indonesia, mulai dari sarana publik, industri,

hingga rumah tangga. Hampir di semua sektor kegiatan masyarakat

membutuhkan energi listrik untuk menjalankan roda kegiatan sehari-hari.

Kekecewaan yang sangat tinggi terjadi pada masyarakat saat energi vital ini

mengalami gangguan pendistribusian, sehingga dituntut sistem pendistribusian

energi listrik yang handal dan aman mulai dari sistem pembangkitan hingga

didistribusikan dan digunakan konsumen. Setiap tahun PT PLN (Persero) ULP

Medan Sunggal memiliki target yang harus dicapai dalam rangka menuju

tercapainya tujuan Perusahaan untuk meningkatkan kualitas pelayanan kepada

masyarakat. Salah satu target yang ingin dicapai adalah minimnya pemadaman

yang diakibatkan salah satunya kerusakan transformator akibat beban lebih.

Jaringan distribusi merupakan ujung tombak bagi penyaluran listrik karena

jaringan distribusi adalah bagian yang paling dekat dengan konsumen.

Transformator distribusi merupakan material utama pada jaringan distribusi

tersebut, transformator distribusi adalah peralatan tenaga listrik yang berfungsi

untuk menurunkan tegangan agar tegangan yang keluar dapat sesuai dengan

rating peralatan listrik konsumen pada umumnya.

Transformator distribusi merupakan bagian penting yang harus diperhatikan

dan dipelihara secara berkala. Apabila terjadi gangguan, ini akan menyebabkan

terputusnya penyaluran energi listrik ke konsumen yang mana ini dapat

merugikan pihak konsumen dan juga pihak PLN sendiri. Karena peranannya

yang sangat vital ini maka cara pemeliharaan ataupun perbaikannya dituntut

sebaik dan setepat mungkin sesuai dengan SOP yang berlaku.

Page 12: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

2

1.2 Rumusan Masalah

Transformator distribusi adalah bagian yang terdekat untuk penyaluran listrik

ke beban, bila terjadi gangguan pada transformator maka akan menyebabkan

terputusnya penyaluran energi listrik ke beban. Beberapa gangguan pada

transformator distribusi yang ditemukan di lapangan disebabkan oleh

pembebanan transformator yang melebihi kapasitas. Dengan adanya gangguan

tersebut maka rumusan masalah yang dapat dibuat adalah:

1) Apa saja gangguan-gangguan yang dapat menyebabkan kerusakan pada

transformator distribusi?

2) Bagaimana cara pemeliharaan transformator distribusi guna mencegah

kerusakan transformator akibat beban lebih?

1.3 Batasan Masalah

Mengingat luasnya ruang lingkup dari pemeliharaan transformator, maka

dalam penulisan laporan ini penulis membatasi permasalahan pada sistem

pemeliharaan transformator distribusi dalam ruang lingkup:

1) Membahas secara detail tentang transformator distribusi

2) Membahas tentang pemeliharaan transformator distribusi

3) Membahas gangguan beban lebih pada transformator distribusi

4) Cara mencegah kerusakan transformator distribusi yang diakibatkan beban

lebih.

1.4 Tujuan Tugas Akhir

Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui

bagaimana meminimalisir kerusakan transformator distribusi akibat beban

lebih sehinnga kegiatan penyaluran energi listrik dapat terlaksana dengan baik.

1.5 Manfaat Tugas Akhir

Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah penulis dan pembaca tahu cara

memelihara transformator distribusi agar tidak terjadi kerusakan yang

Page 13: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

3

disebabkan beban lebih sehingga kuantitas pemadaman listrik yang disebabkan

oleh gangguan pada transformator dapat diminimalisir dan konsumen dapat

menikmati layanan listrik secara terus menerus.

1.6 Sistematika Penulisan

Laporan ini ditujukan untuk memaparkan hasil pengukuran dan studi

pemeliharaan transformator distribusi sebagai upaya pencegahan kerusakan

akibat beban lebih. Untuk mempermudah pemahaman, maka penulis

menyusun tugas akhir ini dalam beberapa bab, yang masing-masing bab

mempunyai hubungan saling terkait dengan bab yang lain. Bab yang

terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai Latar Belakang, Rumusan masalah, Batasan

Masalah, Tujuan, Manfaat, Metode Penulisan, Sistematika Penulisan, dan

Jadwal Pengerjaan Tugas Akhir.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung tentang

transformator yang mendukung penulisan Tugas Akhir ini, khususnya teori

tentang transformator distribusi.

BAB 3 METODE

Dalam bab ini berisi tentang beban lebih sehingga menyebabkan kerusakan

akibat beban lebih, data-data pendukung, serta cara mengatasinya.

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini berisi tentang pemeliharaan transformator distribusi sebagai

upaya pencegahan kerusakan akibat beban lebih.

Page 14: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

4

BAB 5 PENUTUP

Dalam bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari keseluruhan

pembahasan pemeliharaan transformator distribusi sebagai upaya pencegahan

kerusakan akibat beban lebih agar dapat berfungsi dengan baik.

Page 15: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kajian Pustaka

Menurut Agung Aprianto (2010), dalam makalahnya mengatakan bahwa beban

lebih terjadi karna beban yang terpasang pada Transformator melebihi

kapasitas maksimum yang dapat dipikul Transformator dimana arus beban

melebihi arus beban penuh dari Transformator. Beban lebih akan menyebabkan

Transformator menjadi panas dan kawat tidak sanggup lagi menahan beban

sehinga terjadi kerusakan pada lilitan pada kumparan Transformator.

Menurut Partaonan Harahap, Muhamad Adam, Agus Prabowo (2019) dalam

jurnalnya mengatakan dengan pemindahan beban maupun dengan pemasangan

Transformator sisip, uprating transformator, dan mutasi transformator dapat

mengatasi beban lebih pada transformator.

Menurut I Wayan Sudiartha, I Putu Sutawinaya, I Ketut TA, dan Ardy Firman

(2016) dalam jurnalnya mengatakan Mutasi Transformator adalah salah satu

cara pengelolaan Transformator distribusi yang terpasang dijaringan dalam

upaya mengatasi ketidaksesuaian beban kapasitas Transformator, dengan cara

menukar Transformator yang terpasang antara gardu satu dengan gardu yang

lainnya.

Beban lebih merupakan gangguan yang terjadi pada Transformator akibat

beban yang melebihi kapasitas maksimum yang dapat dipikul Transformator,

dimana arus beban melebihi arus beban penuh Transformator yang

menyebabkan rusaknya transformator.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Sistem Tenaga Listrik

Suatu sistem tenaga listrik pada dasarnya terdiri dari susunan pembangkit,

transmisi, dan jaringan distribusi yang terhubung satu sama lain untuk

membangkitkan, mentransmisikan, dan mendistribusikan tenaga listrik

Page 16: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

6

tersebut hingga dapat dimanfaatkan oleh para pelanggan (dapat di ilustrasikan

seperti Gambar 2.1). Karena manfaat dan fungsi suatu sistem tenaga listrik

yang sangat vital dalam kehidupan sehari-hari maka pengembangan sistem

harus dilakukan melalui perancangan yang matang dan pertimbangan semua

aspek terkait secara menyeluruh dalam arti luas, sehingga sistem yang akan

dibangun dapat dikelola secara optimum, handal, aman, dan ekonomis.

Gambar 2.1 Instalasi Sistem Tenaga Listrik

Bagian sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan pelanggan adalah

Sistem Distribusi. Berdasarkan nilai tegangannya, sistem distribusi

diklasifikasikan menjadi dua, yaitu sistem distribusi primer dan sistem

distribusi sekunder. Distribusi primer adalah jaringan distribusi daya listrik

yang bertegangan menengah (20kV). Jaringan distribusi primer tersebut

merupakan jaringan penyulang. Jaringan ini berawal dari sisi sekunder

transformator daya yang terpasang pada gardu induk hingga ke sisi primer

transformator distribusi yang terpasang pada tiang-tiang saluran. Distribusi

sekunder adalah jaringan daya listrik yang termasuk dalam kategori tegangan

rendah, yaitu 380/220 volt. Jaringan distribusi sekunder bermula dari sisi

sekunder transformator distribusi dan berakhir hingga ke alat ukur (kWH-

meter) pelanggan.

Page 17: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

7

Transformator distribusi merupakan suatu komponen yang penting dalam

penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke pelanggan, dimana

transformator distribusi digunakan untuk menurunkan tegangan menengah

(20kV) menjadi tegangan rendah (380/220V). Gangguan pada transformator

distribusi menyebabkan terputusnya penyediaan tenaga listrik bagi para

pelanggan sehingga mengganggu kegiatan dan kenyamanan pelanggan.

Gangguan pada transformator distribusi tidak dikehendaki oleh siapapun,

tetapi merupakan kenyataan yang tidak dapat dihindarkan, oleh karenanya

usaha-usaha perlu dilakukan untuk mengurangi gangguan tersebut antara lain

dengan cara pemeliharaan transformator distribusi. Pemeliharaan yang

dimaksud adalah tindakan untuk mencegah terjadinya kerusakan akibat

gangguan-gangguan yang ada.

2.2.2 Transformator

Transformator merupakan alat listrik statis, yang digunakan untuk

memindahkan daya dari satu rangkaian ke rangkaian lain, dengan mengubah

tegangan tanpa mengubah frekuensi. Transformator terdiri dari dua kumparan

konduktor yang saling berinduksi (mutual inductance). Kumparan ini terdiri

dari lilitan konduktor berisolasi sehingga kedua kumparan tersebut terisolasi

secara elektrik antara kumparan satu dengan yang lain. Rasio perubahan

tegangan tergantung dari rasio perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan

tersebut. Kumparan yang menerima daya listrik tersebut merupakan

kumparan primer sementara kumparan yang terhubung ke beban disebut

kumparan sekunder. Kedua kumparan tersebut dililitkan pada suatu inti yang

terbuat dari laminasi lembaran baja, yang kemudian dimasukkan ke dalam

tangki yang berisi minyak transformator.

Apabila kumparan primer dialiri arus listrik bolak-balik, maka akan timbul

fluks magnetik bolak balik sepanjang inti yang menginduksi kumparan

sekunder sehingga kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan

berdasarkan prinsip kerja transformator yang ditunjukkan pada gambar 2.2 di

bawah ini.

Page 18: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

8

N1R

N2r

N1S

N2s

N1T

N2t

Gambar 2.2 Konstruksi Transformator Tiga Fasa

Dimana:

R1 , S1 , T1 : adalah hubungan lilitan sisi primer untuk line R, S, dan T

r2 , s2 , t2 : adalah hubungan lilitan sisi primr untuk line r, s, dan t

Transformator 3 fasa terdiri dari 3 kumparan primer dan 3 kumparan sekunder

kekurangan dari transformator 3 fasa ini, salah satu yang paling merugikan

adalah bila salah satu fasa tegangan mengalami gangguan (kerusakan dan

kelalaian) maka seluruh fasa akan terkena dampaknya dan menyebabkan

seluruh transformator harus dipindahkan (diganti).

2.2.3 Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja transformator adalah berdasarkan hukum Ampere dan hukum

Faraday, arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan sebaliknya

medan magnet dapat menimbulkan arus listrik, merupakan proses konversi

energi elektromagnetik. Jika pada salah satu kumparan pada transformator

diberi arus bolak-balik maka jumlah garis gaya magnet berubah-ubah.

Akibatnya pada sisi primer terjadi induksi. Sisi sekunder menerima garis gaya

magnet dari sisi primer yang jumlahnya berubah-ubah pula. Maka di sisi

sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung terdapat beda

tegangan. Jumlah garis gaya (Φ, fluksi) yang masuk kumparan sekunder

adalah sama dengan jumlah garis gaya yang keluar dari kumparan-kumparan

primer.

Page 19: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

9

2.2.4 Jenis Transformator

2.2.4.1 Transformator Berdasarkan Pasangan Kumparan

Menurut pasangan kumparan atau lilitannya, transformator atau

Transformator dibedakan atas:

1) Transformator satu belitan, merupakan lilitan primernya bagian dari

lilitan sekunder atau sebaliknya. Transformator satu belitan ini lebih

dikenal sebagai “auto Transformator atau Transformator hemat”.

2) Transformator dua belitan, adalah Transformator yang mempunyai dua

belitan yaitu sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah, dimana

kumparan sekunder dan primer berdiri sendiri.

3) Transformator tiga belitan, adalah Transformator yang mempunyai

belitan primer, sekunder dan tersier, masing masing berdiri sendiri pada

tegangan yang berbeda.

2.2.4.2 Transformator Berdasarkan Fungsi

Menurut fungsinya, transformator dikelompokkan menjadi beberapa jenis,

yaitu:

1) Transformator daya

Transformator daya adalah Transformator yang digunakan untuk

pemasok daya. Transformator daya mempunyai dua fungsi yaitu

menaikkan tegangan listrik (step-up) dan menurunkan tegangan listrik

(step-down).Transformator daya biasanya digunakan di Gardu Induk,

baik itu Gardu Induk Pembangkit, juga Gardu Induk Distribusi dimana

transformator tersebut memiliki kapasitas daya yang besar. Di Gardu

Induk Pembangkit, transformator digunakan untuk menaikkan

tegangan ke tegangan transmisi atau tegangan tinggi (150/500kV).

Sedangkan di Gardu Induk Distribusi, transformator digunakan untuk

menurunkan tegangan transmisi ke tegangan distribusi primer atau

tegangan menengah (11,6/20kV). Transformator daya pada gardu induk

distribusi seperti ditunjukkan pada gambar 2.3 berikut ini.

Page 20: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

10

Gambar 2.3 Transformator Daya

2) Transformator distribusi

Transformator distribusi digunakan untuk menurunkan tegangan dari

tegangan menengah 20kV menjadi tegangan rendah 400/230V.

Transformator ini paling banyak dan tersebar luas di lingkungan

masyarakat dan mudah mengenalinya karena biasa diletakkan di tiang.

Oleh karena itu, biasa juga disebut dengan gardu transformator tiang.

Transformator distribusi dapat dikenali seperti ditunjukkan gambar 2.4

di bawah ini.

Gambar 2.4 Transformator Distribusi

2.2.5 Transformator Distribusi

Transformator distribusi merupakan alat yang memegang peran penting

dalam sistem distribusi. Transformator distribusi mengubah tegangan

menengah menjadi tegangan rendah. Transformator distribusi yang umum

Page 21: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

11

digunakan adalah transformator step-down 20KV/400V. Tegangan fasa ke

fasa sistem jaringan tegangan rendah adalah 380 V. Karena terjadi drop

tegangan, maka pada tegangan rendahnya dibuat diatas 380V agar tegangan

pada ujung penerima tidak lebih kecil dari 380V. Sebuah transformator

distribusi perangkat statis yang dibangun dengan dua atau lebih gulungan

digunakan untuk mentransfer daya listrik arus bolak-balik oleh induksi

elektromagnetik dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain pada frekuensi

yang sama tetapi dengan nilai-nilai yang berbeda tegangan dan arusnya.

Transformator distribusi dapat dikenali seperti ditunjukkan gambar 2.5 di

bawah ini.

Gambar 2.5 Transformator Distribusi

Transformator distribusi yang terpasang pada tiang dapat dikategorikan

menjadi:

1) Conventional Transformers merupakan transformator yang tidak

memiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap petir, gangguan dan

beban lebih sebagai bagian dari transformator. Oleh karena itu

dibutuhkan fuse cutout untuk menghubungkan conventional

transformers dengan jaringan distribusi primer. Lightning arrester juga

perlu ditambahkan untuk transformator.

2) Completely Self-Protecting (CSP) Transformers merupakan

transformator yang memiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap

petir, beban lebih, dan hubung singkat. Lightning arrester terpasang

langsung pada tangki transformator sebagai proteksi terhadap petir.

Page 22: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

12

Untuk proteksi terhadap beban lebih, digunakan fuse yang dipasang di

dalam tangki. Fuse ini disebut weak link. Proteksi transformator terhadap

gangguan internal menggunakan hubungan proteksi internal yang

dipasang antara belitan primer dengan bushing primer.

3) Completely Self-Protecting for secondary Banking (CSPB)

Transformers mirip dengan CSP transformers, tetapi pada transformator

jenis ini terdapat sebuah circuit breaker pada sisi sekunder, circuit

breaker ini akan membuka sebelum weak link melebur.

2.2.6 Konstruksi Transformator Distribusi

Konstruksi transformator distribusi terdiri dari beberapa bagian yang

memiliki fungsi masing-masing yang ditunjukkan pada gambar 2.6 berikut

ini.

Gambar 2.6 Bagian-bagian Transformator Distribusi

Page 23: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

13

Deskripsi bagian-bagian transformator distribusi (Gambar 2.6):

1) Tangki

Tangki (tank) transformator terbuat dari pelat baja bersepuh lapisan seng,

berfungsi untuk tempat minyak isolasi, sehingga harus kedap terhadap uap

air. Ukuran tangki disesuaikan dengan ukuran inti dan kumparan.

2) Radiator

Radiator (sirip pendingin) berfungsi sebagai alat pendingin dari

transformator. Minyak transformator yang panas mempunyai berat jenis

yang rendah, sehingga berada dibagian atas kemudian masuk kebagian

atas dari pipa radiator. Didalam radiator minyak didinginkan oleh udara

luar atau angin. Minyak turun dari bagian atas pipa masuk bak transformer

bagian bawah. Pada transformer-transformer kecil radiator diganti dengan

sirip-sirip (ribbon) yang fungsinya memperluas permukaan dinding

transformer sehingga pendinginan lebih baik dan sempurna.

3) Roda

Pada umumnya transformator memiliki bobot yang berat, sehingga

menggunakan roda (wheel base) untuk memindahkan posisinya dengan

lebih mudah dan efisien.

4) Tap Changer Handel

Tap changer adalah alat yang berfungsi untuk mengubah perbandingan

lilitan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi pada sisi

sekunder sesuai yang dibutuhkan oleh tegangan jaringan (beban) atau

karena tegangan sisi primer yang berubah-ubah. Untuk memenuhi hal

tersebut, maka pada salah satu atau pada kedua sisi belitan transformator

dibuat tap (penyadap) untuk mengubah perbandingan transformasi (rasio)

transformator. Tap Changer dapat diubah dalam keadaan berbeban atau

keadaan tidak berbeban. Untuk tranformator distribusi perubahan sadapan

dilakukan dalam keadaan tanpa beban.

Page 24: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

14

5) Lubang pengait

Lubang pengait (Lifting lugs) pada transformator digunakan sebagai

tempat pengkait pada saat dilakukan pengangkatan transformator disribusi

ke tempat yang ditentukan saat penggantian atau pemasangan

transformator.

6) Katup keluaran minyak

Keran keluaran minyak (Oil Drain Valve) biasanya digunakan pada saat

dilakukan pengurasan minyak transformator atau pengambilan sampel

minyak untuk keperluan pengujian kondisi minyak.

7) Bushing primer

Bushing primer (HV Bushing) merupakan penghubung antara kumparan

transformer primer ke jaringan SUTM (Saluran Udara Tegangan

Menengah) 20kV. Bushing adalah sebuah konduktor yang diselubungi

oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor

tersebut dengan tangki transformer.

8) Bushing sekunder

Bushing Sekunder (LV Bushing) merupakan penghubung antara

kumparan sekunder transformator ke Saluran Udara Tegangan Rendah

(SUTR) 400/240 V. Bushing adalah sebuah konduktor yang diselubungi

oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor

tersebut dengan tangki transformator.

9) Konservator

Apabila suatu transformator mempunyai beban yang tinggi atau kenaikan

suhu udara luar, maka minyak transformator akan mengembang.

Pengembangan minyak ini diterima oleh Conservator Expansion Tank.

Udara diatas permukaan minyak didalam konservator terdesak keluar

melalui silica gel dan alat pernapasan udara (air breather) apabila minyak

transformator dingin, maka udara dari luar akan masuk melalui alat

Page 25: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

15

pernapasan, silica gel dan kembali ke konservator. Tinggi rendahnya

minyak di dalam konservator dapat dilihat dalam gelas pendingin yang

menempel pada konservator tersebut. Untuk menghindari hubungan

langsung antara bagian dalam dari transformator dengan udara luar maka

didalam alat pernafasan diberi minyak transformator. Hal ini juga untuk

dimaksud untuk menjaga agar udara yang masuk dari luar tidak

mengandung kotoran-kotoran (debu), uap air, dan lain-lain.

10) Indikator level minyak

Indikator Level Minyak (Oil Level Indicator) berfungsi sebagai penunjuk

tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis

penunjukan, seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang

gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah

mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika konservator

dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari

bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat

pelindung seperti pada sistem pernapasan sehingga pemuaian dan

penyusutan minyak-udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi

kering dan aman.

11) Lubang pembuangan tekanan lebih

Lubang pembuangan tekanan lebih (Safety Valve) adalah bagian yang

digunakan untuk melepaskan tekanan lebih yang terdapat di

transformator.

12) Terminal Pembumian

Terminal Pembumian (Earthing Terminal) digunakan sebagai tempat

menghubungkan kawat pembumian pada transformator, yang berfungsi

sebagai peralatan proteksi terhadap tegangan lebih yang biasanya

disebabkan oleh surja petir.

Page 26: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

16

13) Papan nama

Pelat nama (Rating Plate) bagian yang berfungsi sebagai informasi untuk

mengetahui spesifikasi transformator distribusi.

14) Papan merek

Pelat merek (Brandmaking Plate) adalah pelat yang bertuliskan merek

transformator distribusi dimana transformator tersebut diproduksi.

2.2.7 Minyak Transformator

Di dalam sebuah transformator terdapat dua komponen yang secara aktif

“membangkitkan” energi panas, yaitu besi (inti) dan tembaga (kumparan).

Bila energi panas tersebut tidak disalurkan melalui suatu sistem pendinginan

akan mengakibatkan baik besi maupun tembaga akan mencapai suhu yang

tinggi, yang akan merusak nilai isolasinya. Suhu pada transformator yang

sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh kualitas tegangan jaringan, losses

pada transformator itu sendiri dan suhu lingkungan. Suhu operasi yang tinggi

akan mengakibatkan rusaknya isolasi kertas pada transformator. Oleh karena

itu pendinginan yang efektif sangat diperlukan.

Minyak transformator memegang peranan penting dalam sistem isolasi

transformator dan juga berfungsi sebagai pendingin untuk menghilangkan

panas akibat rugi–rugi pada transformator. Isi utama dari minyak

transformator adalah natfalin, paraffin, dan aromatik. Keuntungan

digunakannya minyak transformator yang merupakan isolasi cair sebagai

isolator dalam transformator adalah:

1) Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan

isolasi gas, sehingga memiliki kekuatan dielektris yang lebih tinggi.

2) Isolasi cair akan mengisi celah atau ruang yang akan diisolasi dan secara

serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul akibat

rugi daya.

3) Isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri (self heating) jika

terjadi pelepasan muatan (discharge).

Page 27: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

17

Kekuatan dielektris adalah ukuran kemampuan elektrik suatu material sebagai

isolator. Kekuatan dielektris didefenisikan sebagai tegangan maksimum yang

dibutuhkan untuk mengakibatkan dielectric breakdown pada material, yang

dinyatakan dalam satuan Volt per satuan ketebalan. Semakin tinggi kekuatan

dielektris dari minyak transformator, maka semakin bagus kualitas minyak

transformator tersebut sebagai isolator.

Fungsi isolasi pada minyak transformator mengakibatkan berbagai ukuran

dapat diperkecil. Perlu dikemukakan bahwa minyak transformator harus

memiliki mutu yang tinggi dan senantiasa berada dalam keadaan bersih.

Disebabkan energi panas yang dibangkitkan dari inti maupun kumparan, suhu

minyak akan naik. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan–

perubahan pada minyak transformator. Lagi pula dalam jangka waktu yang

lama akan terbentuk berbagai pengotoran yang akan menurunkan mutu

minyak transformator. Selanjutnya dapat pula terjadi bahwa hawa yang

lembab sebagaimana halnya terjadi di daerah tropis, mengakibatkan

masuknya air ke dalam minyak transformator.

2.2.8 Tipe Pendingin Transformator

Ada beberapa tipe pendingin pada transformator yaitu:

1) ONAN (Oil Natural Air Natural)

ONAN adalah sistem pendingin yang menggunakan sirkulasi minyak dan

sirkulasi udara secara alamiah. Sirkulasi minyak yang terjadi disebabkan

oleh perbedaan berat jenis antara minyak yang dingin dengan minyak yang

panas.

2) ONAF (Oil Natural Air Force)

ONAF adalah sistem pendingin yang menggunakan sirkulasi minyak

secara alami sedangkan sirkulasi udaranya secara buatan, yaitu dengan

menggunakan hembusan kipas angin yang digerakkan oleh motor listrik.

Pada umumnya operasi Transformator dimulai dengan ONAN atau dengan

Page 28: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

18

ONAF tetapi hanya sebagian kipas angin yang berputar. Apabila suhu

Transformator sudah meningkat, maka kipas angin lainnya akan berputar

secara bertahap.

3) OFAF (Oil Force Air Force)

OFAF adalah sistem pendingin yang menggunakan sirkulasi minyak

digerakkan dengan menggunakan kekuatan pompa, sedangkan sirkulasi

udara mengunakan kipas angin.

2.2.9 Perhitungan Arus Beban Transformator

Daya transformator bila ditinjau dari sisi tegangan tinggi (primer) dapat

dirumuskan sebagai berikut:

IVS 3 ......................................................................................... (2-1)

dengan: S : daya transformator [kVA]

V : tegangan sisi primer transformator [kV]

I : arus jala-jala [A]

Sehingga untuk menghitung arus beban penuh (full load) dapat menggunakan

rumus:

V

SIFL

3 ......................................................................................... (2-2)

dengan: IFL : arus beban penuh [A]

V : tegangan sisi sekunder transformator [kV]

Untuk menghitung persentase pembebanan transformator digunakan rumus

sebagai berikut:

%100% FL

ph

I

Ib ................................................................................... (2-3)

dengan: %b : Persentase Pembebanan [%]

Iph : Arus Fasa [A]

Page 29: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

19

2.2.10 Sistem Tiga Fasa

Sistem jaringan listrik yang digunakan di Indonesia merupakan jaringan

listrik tiga fasa yang disalurkan oleh produsen listrik, dalam hal ini PT PLN

(Persero) ke konsumen listrik. Secara umum sistem tenaga listrik terbagi

menjadi beberapa bagian, yaitu pembangkitan, penyaluran (transmisi dan

distribusi) dan beban.

Suatu sumber tiga fasa membangkitkan tegangan tiga fasa, yang dapat

digambarkan sebagai tiga sumber tegangan yang terhubung Y (bintang)

seperti terlihat pada Gambar 2.7a. Titik hubung antara ketiga tegangan itu

disebut titik netral, N. Antara satu tegangan dengan tegangan yang lain

berbeda fasa 120°. Jika kita mengambil tegangan ANV sebagai referensi,

maka kita dapat menggambarkan diagram fasor tegangan dari sistem tiga

fasa ini seperti terlihat pada Gambar 2.7b. Urutan fasa dalam gambar ini

disebut urutan positif. Bila fasor tegangan BNV dan CNV dipertukarkan, kita

akan memperoleh urutan fasa negatif.

Sumber tiga fasa umumnya dihubungkan karena jika dihubungkan

akan terbentuk suatu rangkaian tertutup yang apabila ketiga tegangan tidak

tepat berjumlah nol akan terjadi arus sirkulasi yang merugikan. Sumber

tegangan tiga fasa ini dihubungkan ke beban tiga fasa yang terdiri dari tiga

impedansi yang dapat terhubung dan .

Gambar 2.7 Sistem Tiga Fasa

a) Sumber terhubung Y b) Diagram

Page 30: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

20

Gambar 2.8 Gelombang Sinus

Dari Gambar 2.8 terlihat bahwa fasa R ANV mendahului fasa S BNV

sebesar 120 atau boleh juga dikatakan bahwa fasa S BNV tertinggal 120

di belakang fasa R ANV . Selanjutnya fasa T CNV tertinggal 120

dibelakang fasa S BNV . Kalau diurut terus, maka fasa R ANV menjadi

tertinggal dari fasa T CNV , juga 120 .

Dalam analisis rangkaian tiga fasa, kita mengenal enam macam tegangan

yaitu tiga tegangan fasa-netral dan tiga tegangan fasa-fasa. Tegangan RNV ,

SNV , TNV adalah tegangan-tegangan fasa-netral, masing-masing dari fasa

R dengan N, S dengan N, dan T dengan N. Tegangan fasa-fasa adalah

tegangan yang diukur antara fasa dengan fasa, misalnya antara fasa R dan S,

S dan T, T dan R, seperti terlihat pada Gambar 2.9. Pada Gambar 2.9 dapat

dilihat sumber tiga fasa terhubung (bintang) empat kawat dihubungkan

dengan beban tiga fasa yang terhubung dan .

Page 31: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

21

Gambar 2.9 Sumber dan Beban Tiga Fasa

Pada Gambar 2.9, untuk beban terhubung bintang dengan asumsi impedansi

penghantar sangat kecil (Z = 0) dan tegangan fasa-netral RNV sebagai

referensi, maka hubungan antara fasor-fasor tegangan tersebut adalah:

240

120

0

fnTN

fnSN

fnRN

VV

VV

VV

................................................................................. (2.4)

Tegangan-tegangan sebagaimana dimaksud di atas diperlihatkan secara

fasor pada Gambar 2.13.

Tegangan antara fasa dengan fasa disebut tegangan fasa-fasa yaitu

RNV , SNV , TNV yang fasor-fasornya adalah:

RNTNNRTNTR

TNSNNTSNST

SNRNNSRNRS

VVVVV

VVVVV

VVVVV

................................................................... (2.5)

Hubungan antara tegangan fasa-netral dan fasa-fasa pada sumber tegangan

tiga fasa adalah:

SNRNNSRNRS VVVVV

1200 fnfnRS VVV

T

S

N

R

T

N

S

R

T

S

R -

+

+

+ -

-

Page 32: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

22

120sin120cos0sin0cos jVjVV fnfnRS

2

3

2

101 jVjVV fnfnRS

2

3

2

3jVV fnRS

23

23

tan2

3

2

3 1

22

fnRS VV

3

3tan

4

3

4

9 1

fnRS VV

303fnRS VV ................................................................................. (2.6)

Jika kita menggunakan tegangan fasa-netral RNV sebagai referensi, maka

hubungan antara fasor-fasor tegangan tersebut adalah:

Gambar 2.10 Fasor-Fasor Tegangan

Dengan cara yang sama seperti cara untuk memperoleh persamaan (2.6),

kita juga memperoleh relasi:

Page 33: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

23

2103

903

fnTR

fnST

VV

VV............................................................................(2.7)

Jadi amplitudo tegangan fasa-fasa adalah 3 kali lebih besar dari

amplitudo tegangan fasa-netral.

3fnff VV ...........................................................................................(2.8)

Sedangkan sudut fasanya berbeda 30 .

2.2.11 Keadaan Transformator Tidak Berbeban

Bila kumparan primer suatu transformator dihubungkan dengan sumber

tegangan V1 yang sinusoid, akan mengalirlah arus primer I0 yang juga

sinusoid dan dengan menganggap belitan N1 reaktif murni, I0 akan tertinggal

90 dari V1. Arus primer I0 akan menimbbulkan fluks ang sefassa dan juga

berbentuk sinusoid.

tmaks sin ......................................................................................(2.9)

Fluks yang sinusoid ini akan menghasilkan tenganagn induksi 1e (Hukum

Faraday)

dt

dNe

11

Gambar 2.11Transformator tidak berbeban

dt

tdNe maks sin

11

I0

NE2

NEV

ɸ

Page 34: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

24

tNe maks cos11 (tertinggal 90 dari )

................................................................ .....................................(2.10)

Harga efektifnya:

2

..2.11

maksfNE

maksfNE ..44,4 11 ...............................................................................(2.11)

Pada rangkaian sekunder, fluks bersama tadi menimbulkan:

dt

dNe

22

dt

tdNe maks sin

22

tNe m cos22

Harga efektifnya:

2

222

maksfE

maksfNE ..44,4 12 ............................................................................(2.12)

Sehingga:

2

1

2

1

N

N

E

E ..............................................................................................(2.13)

Dengan mengabaikan rugi tahanan dan adanya fluks bocor,

aN

N

V

V

E

E

2

1

2

1

2

1...............................................................................(2.14)

a = perbandingan transformasi

Page 35: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

25

Dalam hal ini, tegangan induksi 1E mempunyai besaran yang sama tetapi

berlawanan arah dengan sumber tegangan 1V .

2.2.12 Keadaan Transformator Berbeban

Apabila kumparan sekunder dihubungkan dengan beban LZ ,

2I akan

mengalir pada kumparan sekunder, LZ

VI 2

2 dengan 2 = faktor kerja

beban.

Gambar 2.12 Transformator berbeban

Arus beban 2I ini akan menimbulkan gaya gerak magnet (ggm)

22IN yang

cenderung akan menetang fluks brsama yang telah ada akibat arus

pemagnetan MI .

Agar fluks bersama ini tidak berubah nilainya, pada kumparan primer harus

mengalir arus 2'I , yang menetang fluks yang dibangkitkan oleh arus beban

2I , hingga keseluruhan arus yang mengalir pada kumparan primer menjadi:

201 'III ...........................................................................................(2.15)

Bila rugi besi diabaikan (Ic diabaikan) maka MII 0

21 'III M .........................................................................................(2.16)

I1 I2

E2 ZL V2 E1 V1

Page 36: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

26

Untuk menjaga agar fluks tetap tidak berubah sebesar ggm yang dihasilkan

oleh arus pemagnetan MI saja, berlaku hubungan:

22211

22111

' INIININ

INININ

MM

M

Hingga

2221 ' ININ ......................................................................................(2.17)

Karena nilai MI dianggap kecil maka

12' II

Jadi, 2211 ININ atau

1

2

2

1

N

N

I

I ...........................................................(2.18)

2.2.13 Rangkain Ekivalen Transformator

Tidak semua fluks yang dihasilkan oleh arus pemagnetan M

merupakan fluks bersama M , sebagian darinya hanya mencakup

kumparan primer 1 atau kumparan sekunder saja 2 . Rangkaian

ekivalen digunakan untuk menganalisis kerja suatu transformator, adanya

fluks bocor 1 dan 2 yang dinyatakan sebagai reaktansi 1 dan 2 ,

sedangkan untuk rugi tahanan dinyatakan dengan 1R dan 2R . Dengan model

rangkaian sebagai berikut:

Gambar 2.13 Rangkaian ekivalen transformator

Page 37: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

27

Dari rangkaian diatas dapat dibuat vektor diagrammnya seperti gambar

2.14.

Gambar 2.14 Vektor diagram rangkaian ekivalen transformator

Dari model rangkaian diatas dapat pula diketahui hubungan penjumlahan

vektor:

111111 RV

222222 RV

a

2

1

2

1 atau 21 a

hingga 222221 Ra L

karena, a

1'

1

2

2

2

atau 22 ' a

maka, 22

2

22

2

2

2

1 ''' aRaa L

dan, 111122

2

22

2

2

2

1 ''' RaRaaV L

Persamaan diatas mengandung pengertian, apabila parameter rangkaian

sekunder dinyatakan dalam harga rangkaian primer harganya perlu

dikalikan dengan faktor 2a .

Page 38: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

28

2.2.14 Daya Transformator

Pada sistem tenaga listrik terdapat perbedaan antara daya atau kekuatan

(power) dan energi; energi adalah daya dikalikan waktu sedangkan daya

listrik merupakan hasil perkalian tegangan dan arusnya, dengan satuan daya

listrik yaitu watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir

per satuan waktu (Joule/s). Daya listrik (P) yang dihasilkan oleh arus listrik

(I) pada tegangan (V) dinyatakan dengan persamaan (2.19):

IVP ......................................................................................(2.19)

dimana,

P = Daya satuan watt

I = Arus satuan ampere

V = Tegangan satuan volt

Dalam sistem listrik arus bolak-balik, dikenal adanya 3 jenis daya untuk

beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:

2.2.14.1 Daya Aktif

Daya aktif (active power) disebut juga daya nyata yaitu daya yang

dibutuhkan oleh beban. Satuan daya aktif adalah Watt dinyatakan dengan

persamaan (2.20):

cos IVP

cos3 LL IVP .....................................................................(2.20)

2.2.14.2 Daya Reaktif

Daya reaktif (Q) adalah daya yang timbul akibat adanya efek induksi

elektromagnetik oleh beban yang mempunyai nilai induktif (fase arus

tertinggal/lagging atau kapasitif (fase arus mendahului/leading). Satuan

daya reaktif adalah VAR dinyatakan dengan persamaan (2.26):

sin IVP

sin3 LL IVP ......................................................................(2.21)

Page 39: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

29

2.2.14.3 Daya Semu

Pada beban impedansi (Z), daya semu adalah daya yang terukur atau

terbaca pada alat ukur. Daya semu adalah penjumlahan daya aktif dan

daya reaktif secara vektoris. Satuan daya ini adalah VA dinyatakan

dengan persamaan (2.22):

IVS .........................................................................................(2.22)

Hubungan dari ketiga daya diatas (P, Q, S) disebut segitiga daya.

Gambar 2.15 Segitiga Daya

Dari gambar diatas terlihat bahwa semakin besar nilai daya reaktif (Q)

akan meningkatkan sudut antara daya nyata dan daya semu atau biasa

disebut power factor cos . Sehingga daya yang terbaca pada alat ukur

(S) lebih besar daripada daya yang sesungguhnya dibutuhkan oleh beban

(P).

2.2.15 Beban Terhubung Bintang

Gambar 2.16 memperlihatkan beban seimbang yang terhubung bintang.

Arus saluran sama dengan arus fasa.

Page 40: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

30

Gambar 2.16 Beban Terhubung Bintang

Impedansi masing-masing fasa adalah Z. Dari gambar 2.16 terlihat bahwa

arus yang mengalir di saluran sama dengan arus yang mengalir di masing-

masing fasa.

Jika kita tetap menggunakan RNV sebagai referensi, maka :

240240240

120120120

0

f

fnfnTNT

f

fnfnSNS

f

fnfnRNR

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

Z

V

………(2.23)

Persamaan (2.23) menunjukkan bahwa arus-arus fasa mempunyai

amplitudo sama dan berbeda fasa 120 . Diagram fasor tegangan dan arus

diperlihatkan pada Gambar 2.20.

Rangkaian tiga fasa hubungan bintang menggunakan empat kawat yakni 3

kawat untuk fasa dan 1 kawat untuk netral. Arus netral pada hubung bintang

merupakan titik hubung antar ketiga fasanya. Arus netral N merupakan

penjumlahan ketiga arus fasanya karena jalur netral tersebut dilalui oleh

ketiga fasa yang ada.

Jumlah arus-arus ini adalah:

0 TSR

Page 41: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

31

Perhatikan Gambar 2.17, maka akan diperoleh:

0 TSRN

Sehingga,

TSRN

0N

Gambar 2.17 Fasor tegangan dan arus beban terhubung bintang

Persamaan di atas menunjukkan jika beban yang diaplikasikan dalam suatu

tegangan tiga fasa seimbang, maka arus netralnya sama dengan nol karena

simetris. Arus netral muncul karena pembebanan tidak seimbang.

Daya kompleks yang diserap oleh beban tiga fasa adalah jumlah dari daya

yang diserap oleh masing-masing fasa, yaitu :

TTNSSNRRNf VVVS 3

2402401201200 ffnffnffn VVV

000 ffnffnffn VVV

Afnffn VV 33

Karena hubungan antara tegangan fasa-netral dan tegangan fasa-fasa adalah

3VfnVff , maka kita dapat menyatakan daya kompleks dalam tegangan

fasa-fasa, yaitu:

Page 42: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

32

ffnf VS 33

R

ff

f

VS

3

333

Rfff VS 33 ..........................................................................(2.24)

Daya nyata dan daya reaktif adalah

coscos3 33 fRfff SVP ..........................................................(2.25)

sincos3 33 fRfff SVQ ..........................................................(2.26)

2.2.16 BebanTerhubung Delta

Jika beban terhubung delta, arus saluran tidak sama dengan arus fasa.

Gambar 2.18 Beban Terhubung Delta

Jika kita hendak menghitung arus maupun daya di tiap fasa dalam keadaaan

beban terhubung delta, kita memerlukan formulasi hubungan antara arus-

arus fasa RS , ST , TR dengan tegangan-tegangan fasa RSV , STV , dan

TRV .

Dari Gambar 2.21 terlihat bahwa:

Z

V

Z

V

Z

V

TRTR

STST

RSRS

......................................................................................(2.27)

Page 43: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

33

Dari gambar tersebut, kita memperoleh hubungan:

STTRT

RSSTS

TRRSR

......................................................................................(2.28)

Diagram fasor tegangan dan arus untuk beban terhubung delta ini, dengan

RSV sebagai referensi, terlihat pada Gambar 2.19.

.Gambar 2.19 Fasor tegangan dan arus beban terhubung delta

Dengan memperhatikan gambar ini, maka persamaan (2.29) menjadi :

240

120

0

RSTR

RSST

f

ffffRSRS

II

II

z

V

z

V

Z

V

...............................................(2.29)

Gambar 2.19 memperlihatkan bahwa sudut yang dibentuk oleh fasor RS

dan TR adalah 60 . Dengan demikian, maka:

27032703

15031503

303303

fII

fII

fII

TRT

STS

RSR

....................................(2.30)

Daya kompleks tiga fasa adalah:

RfffffRSRSf VVVS 30333 ..........................(2.31)

Daya nyata dan daya reaktif adalah :

coscos3 33 fRfff SVP ..........................................................(2.32)

cossin3 33 fRfff SVP ..........................................................(2.33)

Page 44: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

34

2.2.17 Golongan Hubungan

Vektor tegangan primer dan sekunder suatu transformator dapat dibuat

searah atau berlawanan dengan mengubah cara melilit kumparan. Untuk

transformator 3 fasa, arah tegangan akan menimbulkan perbedaan fasa.

Arah dan besar perbedaan fasa tersebut mengakibatkan adanya berbagai

kelompok hubungan pada transformator.

Dalam menentukan kelompok hubungan diambil beberapa patokan sebagai

berikut:

1) Notasi untuk hubungan delta, bintang dan hubungan berliku atau zig-zag,

masing-masing-masing adalah D, Y, dan Z untuk sisi tegangan tinggi dan

d, y, dan z untuk sisi tegangan rendah;

2) Untuk urutan fasa, dipakai notasi U, V, dan W untuk tegangan tinggi dan

u, v, dan w untuk tegangan rendah.

Tegangan primer dianggap sebagai tegangan tinggi dan tengan sekunder

sebagai tegangan rendah.

3) Angka jam menyatakan bagaimana letak sisi kumparan tegangan tinggi

terhadap sisi tegangan rendah.

Jarum jam panjang dibuat selalu menunjukkan angka 12 dan dibuat berimpit

(dicocokkan) dengan vektor fasa LV tegangan tinggi line to line.

Bergantung pada perbedaan fasanya, vektor fasa tegangan rendah (u, v, w)

dapat dilukiskan; letak vektor fasa 1v tegangan rendah line to line

menunjukkan arah jarum jam pendek.

Gambar 2.20 Kelompok hubungan Dy11

Page 45: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

35

Sudut antara jarum jam panjang dan pendek adalah pergeseran antara vektor

fasa V dan v .

Tabel 2.1 Kelompok hubungan menurut VDE 0532

Misalkan sebuah transformator dalam hubungan D pada sisi tegangan tinggi

dan dalam hubungan y pada sisi tegangan rendah. Kemudian gambar suatu

lingkaran yang menyerupai sebuah jam dengan angka (angka 1 sampai

Page 46: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

36

dengan angka 12). Pada lingkaran itu digambar sisi tegangan tinggi berupa

sebuah segitiga (sebab hubungan D) sedemikian rupa hingga fasa V berada

pada angka 12. Selanjutnya gambar sisi tegangan rendah berpa bintang

(hubungan y) dengan menempatkan secara tepat letak fasa-fasa u, v, dan w.

Dan yang disebut dengan “angka jam” adalah pergeseran antara fasa

tegangan tinggi V dan fasa tegangan rendah v yang diinyatakan dalam jam.

Dengan melihat contoh gambar 2.20 dan memperhatikan patokan yang telah

diberikan diatas, diketahui bahwa perbedaan fasa pada transformator

mempunyai kelompok hubungan 11Dy .

Dalam Tabel 2.1 ditunjukkan beberapa kelompok hubungan transformator

yang lazim digunakan, sesuai dengan normalisasi pabrik (VDE 0532).

Dari daftar ini, golongan-golongan hubungan yang dianjurkan diberi

pinggiran garis tebal. Perlu dicatat bahwa hubungan zig-zag untuk tegangan

tinggi tidak dianjurkan dan perlu pula dikemukakan bahwa pada

pengusahaan sejajar harus diperhatikan supaya pada sisi tegangan rendah

fasa-fasa yang bersamaan jamnya.

2.2.18 Gardu Distribusi

Gardu transformator distribusi memiliki lokasi yang dekat dengan

konsumen. Transformator dipasang pada tiang listrik dan menyatu dengan

jaringan listrik. Karena tegangan yang masih tinggi belum dapat digunakan

untuk mencatu beban secara langsung, kecuali pada beban yang didisain

khusus, maka digunakan transformator penurun tegangan (step down) yang

berfungsi untuk menurunkan tegangan menengah 20kV ke tegangan rendah

400/230Volt. Gardu transformator distribusi ini terdiri dari dua sisi, yaitu

sisi primer dan sisi sekunder. Sisi primer merupakan saluran yang akan

mensuplai ke bagian sisi sekunder seperti terlihat pada gardu distribusi pada

gambar 2.21 berikut ini.

Page 47: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

37

Gambar 2.21 Gardu Transformator Distribusi

2.2.19 Proteksi Pada Gardu Transformator Distribusi

Sistem tenaga listrik yang handal apabila sitem tersebut dapat meyalurkan

tenaga listrik dengan stabil dan berkesinambungan. Proteksi transformator

dimaksudkan untuk mencegah transformator dari kerusakan akibat

gangguan-gangguan yang terjadi. Dengan demikian proteksi transformator

diharapkan dapat memberikan kontribusi kehandalan sistem, khususnya

dalam kesinambungan penyaluran tenaga listrik ke konsumen. Peralatan

proteksi pada transformator distribusi pasang luar ada tiga yaitu, lightning

arrester, Fuse Cut Out (FCO), dan NT Fuse.

Page 48: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

38

2.2.19.1 Lightning Arrester

Lightning arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan sistem

tenga listrik terhadap surja petir (Surge). Alat pelindung terhadap

gangguan surja ini berfungsi melindungi peralatan sistem tenaga listrik

dengan cara membatasi surja tegangan lebih yang datang dan

mengalirkannya ke tanah. Prinsip kerja Lightning arrester cukup

sederhana yaitu membentuk jalan yang mudah dilalui oleh petir,

sehingga tidak timbul tegangan lebih tinggi pada peralatan listrik lainnya.

Pada kondisi kerja yang normal, Lightning arrester berlaku sebagai

isolasi tetapi bila timbul surja akibat adanya petir maka Lightning

arrester akan berlaku sebagai konduktor yang berfungsi melewatkan

aliran arus yang tinggi ke tanah. Setelah tegangan surja itu hilang maka

arrester harus dengan cepat kembali berlaku sebagai isolator, sehingga

pemutus tenaga (PMT) tidak sempat membuka. Pada kondisi yang

normal (tidak terkena petir), arus bocor Lightning arrester tidak boleh

melebihi 2 mA. Apabila melebihi angka tersebut, berarti kemungkinan

besar Lightning arrester mengalami kerusakan. Bentuk fisik Lightning

arrester dapat dilihat pada Gambar 2.22 berikut ini.

Gambar 2.22 Bentuk Fisik Lightning arrester (LA)

Page 49: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

39

Ada dua cara pemasangan lightning arrester pada jaringan yaitu:

1. Pemasangan lightning arrester sebelum FCO (fuse cut out).

Pemasangan LA sebelum FCO memiliki keuntungan dan kerugian

sebagai berikut:

a) Keuntungannya:

Pengamanan terhadap surja petir tidak dipengaruhi oleh

kemungkinan FCO putus.

b) Kerugiannya:

Kegagalan LA memadamkan sistem penyulang dan Penghantar LA

lebih panjang

2. Pemasangan Lightning arrester sesudah FCO (fuse cut out).

Pemasangan LA sebelum FCO memiliki keuntungan dan kerugian

sebagai berikut:

a) Keuntungan:

Jika LA rusak atau gagal, FCO putus tidak memadamkan sistem

SUTM.

b) Kerugiannya:

Fuse link rentan terhadap surja petir.

2.2.19.2 Fuse Cut Out

Fuse Cut Out adalah suatu peralatan proteksi arus lebih yang bekerja

dengan menggunakan prinsip melebur. Fuse juga merupakan salah satu

peralatan arus lebih yang hemat biaya yang sekarang ini banyak

digunakan oleh industri karena peralatan ini dapat diandalkan fungsinya

selama lebih dari 20 tahun tanpa pemeliharaan tertentu.

Terdapat dua tipe fuse berdasarkan kecepatan melebur elemen fuse-nya

(fuse link), yaitu tipe K (cepat) dan tipe T (lambat). Fuse yang didesain

untuk digunakan pada tegangan diatas 600 V dikategorikan sebagai FCO.

Page 50: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

40

Fuse Cut Out (FCO) jenis terbuka adalah jenis yang paling sering

digunakan pada sistem distribusi, dapat dilihat pada Gambar 2.23.

Gambar 2.23 Fuse Cut Out (FCO)

Pada umumnya FCO dipasang antara transformator distribusi dengan

saluran distribusi primer. Pada saat terjadi gangguan, elemen fuse akan

melebur dan memutuskan rangkaian sehingga akan melindungi

transformator distribusi dari kerusakan akibat gangguan dan arus lebih

pada saluran primer, atau sebaliknya memutuskan saluran primer dari

transformator distribusi apabila terjadi gangguan pada transformator atau

jaringan sisi sekunder sehingga akan mencegah terjadinya pemadaman

pada seluruh jaringan primer. Adapun susunan pemasangan FCO dapat

dilihat pada Gambar 2.24.

Gambar 2.24 Susunan Pemasangan Fuse Cut Out (FCO)

Page 51: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

41

Fuse link pada FCO yang digunakan pada setiap transformator distribusi

dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Rating Pengaman Fuse Cut Out (FCO)

Kapasitas Transformator

(KVA) Fuse Link (A)

Fuse Link yang tersedia

di pasaran (A)

25 0,722 2

50 1,443 2

100 2,887 3

160 4,619 6

200 5,774 6

250 7,217 8

300 8,661 10

315 9,094 10

400 11,547 12

Besar arus pengenal FCO dapat diperoleh dari:

𝐼𝐹𝑢𝑠𝑒 = Daya Pengenal Transformator

√3 .𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑃𝑟𝑖𝑚𝑒𝑟 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟 [ampere]………..… (2.34)

2.2.19.3 NT Fuse

NT Fuse digunakan Sebagai pengaman transformator terhadap arus lebih

yang terpasang di sisi tegangan rendah (220 volt), untuk melindungi

transformator terhadap gangguan arus lebih yang disebabkan karena

hubung singkat di jaringan tegangan rendah maupun karena beban lebih.

Adapun pengaman pada sisi tegangan rendah yang terpasang pada tiap

transformator distribusi dapat dilihat pada Tabel 2.3.

Page 52: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

42

Tabel 2.3 Rating Pengaman NT Fuse

Kapasitas

transformator (KVA) NT Fuse (A)

NT Fuse yang tersedia

di pasaran (A)

25 37,985 35

50 75,969 63

100 151,939 125

160 243,102 200

200 303,877 250

250 379,847 300

300 455,816 400

315 478,607 400

400 607,755 630

Besar arus pengenal NT-Fuse dapat diperoleh dari

𝐼𝐹𝑢𝑠𝑒 = Daya Pengenal Transformator

√3 .𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑆𝑒𝑘𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟 𝑇𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑡𝑜𝑟 [ampere]……… (2.35)

Secara fisik NT Fuse dapat dilihat pada Gambar 2.25.

Gambar 2.25 NT Fuse

Page 53: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

43

2.2.20 Gangguan Beban Lebih pada Transformator Distribusi

Dalam suatu sistem distribusi tenaga listrik, yang dimaksud gangguan beban

lebih adalah pelayanan beban kepada pelanggan listrik yang melebihi

kemampuan sistem tenaga listrik yang ada, misalnya transformator

distribusi dengan kapasitas 100 kVA, akan tetapi melayani pelanggan lebih

besar dari kapasitasnya (100 kVA). Hal ini menyebabkan transformator

bekerja pada kondisi abnormal. Kondisi ini mungkin tidak akan

menimbulkan kerusakan secara spontan, tetapi apabila berlangsung secara

terus menerus akan memperpendek umur hidup (life time) transformator

atau mempercepat proses penuaan dan menyebabkan kerusakan.

Beberapa penyebab yang mengakibatkan timbulnya gangguan beban lebih

ialah:

a) Semakin meningkatnya permintaan akan energi listrik dari pelanggan,

sehingga memaksa transformator dan saluran dengan beban maksimum,

bahkan mungkin lebih besar dari kemampuannya.

b) Adanya pemakaian energi listrik yang di luar kontrol dan catatan PLN

atau tanpa sepengetahuan PLN.

Adapun upaya pencegahan kerusakan transformator distribusi akibat beban

lebih ialah:

a) Uprating Transformator

b) Penyisipan Transformator

c) Manajemen Transformator

d) Manajemen JTR

2.2.21 Pemeliharaan Transformator Distribusi

2.2.21.1 Pengertian Pemeliharaan

Pemeliharaan transformator distribusi adalah kegiatan yang meliputi

rangkaian tahapan kerja mulai dari perencanaan, pelaksanaan hingga

pengendalian dan evaluasi pekerjaan pemeliharaan transformator

distribusi yang dilakukan secara terjadwal ataupun tanpa jadwal. Dalam

Page 54: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

44

hal ini, yang dikatakan pemeliharaan transformator distribusi adalah

pemeliharaan yang mencakup semua komponen gardu distribusi yang

mendukung unjuk kerja trasnformator itu sendiri, namun perlu diingat

bahwa transformator distribusi merupakan komponen yang vital dalam

penyaluran tenaga listrik dan optimalisasi kerjanya bergantung pada

komponen komponen pendukungnya.

2.2.21.2 Macam-macam pemeliharaan

Berdasarkan waktu pelaksanaannya, pemeliharaan dikelompokkan menjadi:

1) Pemeliharaan terencana (planned maintenance) : preventif dan korektif

2) Pemeliharaan tidak direncanakan (unplanned maintenance).

Berdasarkan metodanya, pemeliharaan dikelompokkan menjadi:

1) Pemeliharaan berdasarkan waktu (time base maintenance)

2) Pemeliharaan berdasarkan kondisi (on condition base maintenance)

3) Pemeliharaan darurat/khusus (break down maintenace).

Bila dari macam-macam pemeliharaan tersebut digabungkan, maka

pemeliharaan dibedakan menjadi:

1) Pemeliharaan rutin: merupakan pemeliharaan yang terencana berdasarkam

waktu yang terjadwal.

2) Pemeliharaan korektif: merupakan pemeliharaan yang terencana

dikarenakan faktor waktu dimana peralatan memerlukan perbaikan atau

pemeliharaan yang tidak terencana tetapi berdasarkan kondisi peralatan

yang menunjukkan gejala kerusakan ataupun sudah terjadi kerusakan.

3) Pemeliharaan darurat: merupakan pemeliharaan karena keadaan yang

darurat tanpa diketahui gejala kerusakan sebelumnya.

1) Pemeliharaan rutin

Disebut juga dengan pemeliharaan preventif, yaitu pemeliharaan untuk

mencegah terjadinya kerusakan peralatan yang lebih parah dan untuk

mempertahankan unjuk kerja jaringan agar tetap beroperasi dengan

Page 55: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

45

keandalan dan efisiensi yang tinggi. Kegiatan pemeliharaan rutin meliputi

kegiatan:

a) Pemeriksaan/inspeksi rutin

b) Pemeliharaan rutin

c) Pemeriksaan prediktif

d) Perbaikan/penggantian peralatan

e) Perubahan/penyempurnaan jaringan

Contoh pemeriksaan rutin :

a) Inspeksi gardu distribusi : memeriksa dan melaporkan keadaan instalasi

gardu distribusi; sipil, ruang gardu, kubikel, transformator, Papan

Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR), terminasi kabel, sepatu

kabel.

b) Pemeriksaan instalasi dengan infrared / thermo vision.

c) Pemeriksaan partial discharge pada terminal kabel 20 KV di kubikel

d) Pengukuran beban pada transformator distribusi.

e) Pengukuran beban jurusan pada PHB-TR

f) Pengukuran tegangan ujung pada Jaringan Tegangan Rendah (JTR)

g) Test trip pada PMT Kubikel pengaman beban

h) Pemeriksaan suhu transformator, kabel, fuse Tegangan Rendah (TR)

i) Pengukuran tahanan isolasi dan indeks polaritas dan tegangan tembus

minyak isolasi transformator distribusi

j) Pengkuran tahanan isolasi, tahanan kontak dan keserempakan pada

kubikel

k) Pemeriksaan kondisi FCO

l) Pemeriksaan sistem pembumian

Contoh pemeliharaan rutin:

a) Pengecatan tiang pada gardu portal

b) Pengencangan pengikatan mur-baut pengikat sapatu kabel dengan

terminal transformator, kubikel dan busbar kubikel

c) Pengecatan gardu sipil.

Page 56: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

46

d) Revisi instalasi gardu distribusi

2) Pemeliharaan korektif

Pemeliharaan korektif adalah pekerjaan pemeliharaan dengan maksud

untuk memperbaiki kerusakan yaitu suatu usaha untuk memperbaiki

kerusakan hingga kembali kepada kondisi/kapasitas semula dan perbaikan

untuk penyempurnaan yaitu, suatu usaha untuk meningkatkan jaringan

dengan cara mengganti/mengubah jaringan agar dicapai daya guna atau

keandalan yang lebih baik dengan tidak mengubah kapasitas semula.

Contoh perbaikan kerusakan :

a) Penggantian fuse-link pada FCO

b) Penggantian NH-Fuse yang putus

c) Penggantian terminasi kabel incoming, outgoing

d) Penggantian terminasi kabel transformator

e) Penggantian kubikel

f) Penggantian transformator

g) Perbaikan PHB-TR

h) Penggantian bushing transformator distribusi yang pecah

3) Pemeliharaan darurat

Pemeliharaan ini sifatnya mendadak, tidak terencana ini akibat gangguan

atau kerusakan atau hal-hal lain di luar kemampuan kita sehingga perlu

dilakukan pemeriksaan/pengecekan perbaikan maupun penggantian

peralatan, tetapi masih dalam kurun waktu pemeliharaan

Contoh pemeliharaan darurat :

a) Perbaikan/penggantian instalasiu gardu yang rusak akibat kebakaran.

b) Perbaikan/penggantian instalasi gardu yang rusak akibat banjir.

c) Perbaikan/penggantian instalasi gardu yang rusak akibat huru-hara.

2.2.21.3 Jadwal Pemeliharaan

Pemeliharaan rutin/terencana adalah carayang baik utnuk mencapai suatu

tujuan pemeliharaan karena mencegah dan menghindari kerusakan

Page 57: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

47

peralatan. Dalam pelaksanaan pemeliharaan rutin perlu direncanakan

dengan baik berdasarkan hasil pengamatan dan catatan serta pengalaman

pemeliharaan terdahulu sehingga akan mendapatkan hasil yang lebih baik

untuk itu perlu dibuat jadwal pemeliharaan.

Jadwal pemeliharaan dalam kurun waktu yang berbeda sesuai dengan

kebutuhan dan umur dari peralatan yang di pelihara, waktu tersebut adalah

sebagai berikut:

1. Pemeliharaan mingguan

Contoh:

a) Pemeriksaan visual gardu distribusi

b) Pemeriksaan Saluran Udara Tegangan Rendah(SUTR)

2. Pemeliharaan bulanan

Contoh:

a) Pengukuran beban pada transformator distribusi

b) Pengukuran beban jurusan pada PHB-TR

c) Pengencangan pengikatan mur-mur pengikat sepatu kabel dengan

terminal transformator

d) Pengukuran tegangan ujung pada JTR

3. Pemeliharaan triwulan

a) Pemotongan ranting atau dahan pohon yang dapat mengganggu

SUTM.

b) Inspeksi terpadu gardu distribusi

c) Pemeriksaan tahanan isolasi, indeks polaritas, dan tegangan tembus

minyak isolasi transformator distribusi.

4. Pemeliharaan semesteran

Contoh:

a) Inspeksi jaringan Saluran Udara Tegangan Menengah(SUTM):

memeriksa dan melaporkan keadaan tiang, backet, cross arm,

pembumian, penghantar, isolator, FCO, arrester, PT-LBS/PTS, dan

lain-lain.

Page 58: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

48

5. Pemeliharaan tahunan

a) Pengecatan gardu sipil dan tiang pada gardu pasang luar

b) Pengecatan tiang pada SUTM dan SUTR

c) Revisi instalasi gardu distribusi

d) Revisi instalasi gardu induk pada sisi 20 KV.

Page 59: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

49

BAB 3

PENGUMPULAN DATA

3.1 Pendahuluan

Transformator dengan beban lebih adalah transformator yang dibebani lebih

dari batas kemampuannya. Jika hal ini terjadi maka transformator akan

mengalami kerusakan dan dapat menimbulkan panas yang berlebih pada

bagian internalnya.

Beban yang beban lebih menyebabkan transformator bekerja pada kondisi

abnormal. Kondisi ini mungkin tidak akan menimbulkan kerusakan secara

spontan, tetapi apabila berlangsung secara terus menerus akan memperpendek

umur hidup (life time) pada transformator atau mempercepat proses penuaan

dan menyebabkan kerusakan, yang akan berakibat terhentinya pendistribusian

tenaga listrik.

Di PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal persentase pembebanan sebesar

80% dari daya pengenal transformator distribusi terpasang sudah di katakan

beban lebih dan perlu dilakukan tindakan pemeliharaan. Pembebanan yang

beban lebih pada transformator distribusi tiga fasa ada 2 yakni beban lebih

ditinjau dari pembebanan per fasa dan pembebanan beban lebih yang ditinjau

dari kapasitas transformator. Dan pada tulisan ini penulis lebih fokus

membahas beban lebih yang ditinjau dari pembebanan kapasitas transformator.

3.2 Kondisi Umum Jaringan Distribusi ULP Medan Sunggal

PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal merupakan salah satu cabang PT PLN

(Persero) Area Medan yang beralamat di Jl. Listrik No.8, Medan Petisah.

Adapun kondisi umum jaringan distribusi di PT PLN (Persero) ULP Medan

Sunggal dapat dilihat pada tabel 3.1, tabel 3.2, tabel 3.3.

Page 60: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

50

Tabel 3.1 Panjang Saluran Distribusi

UNIT

Jaringan Tegangan Menengah Jaringan Tegangan Rendah

SUTM

(kms)

SKTM

(kms)

Jumlah

(kms)

SUTR

(kms)

SKTR

(kms)

Jumlah

(kms)

ULP

Medan

Sunggal

227.78 27.674 255.449 308.167 6.368 314.53

Keterangan:

SUTM = Saluran Udara Tegangan Menengah

SKTM = Saluran Kabel Tegangan Menengah

SUTR = Saluran Udara Tegangan Rendah

SKTR = Saluran Kabel Tegangan Rendah

Kms = Kilo Meter Sirkuit

Tabel 3.2 Jumlah Transformator Distribusi

UNIT

Jumlah Transformator Distribusi

Tiga Fasa Umum

(unit)

Tiga Fasa Khusus

(unit)

Jumlah

(unit)

ULP Medan

Sunggal 639 15 654

Tabel 3.3 Jumlah Tiang Pada Jaringan

UNIT

Tiang Jaringan Tegangan Menengah

Beton

(batang)

Besi

(batang)

Kayu

(batang)

Jumlah

(batang)

ULP

Medan

Sunggal

4.763 80 370 5.213

UNIT Tiang Jaringan Tegangan Menengah

ULP

Medan

Sunggal

Beton

(batang

Besi

(batang)

Kayu

(batang)

Jumlah

(batang)

3.795 1.084 2.318 7.197

Page 61: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

51

3.3 Gardu Distribusi SL-150

Gardu distribusi SL 150 merupakan salah satu gardu PT PLN (Persero) ULP

Medan Sunggal yang beralamat di Jl. Pinang Baris/PU. Penulis melakukan

pengamatan terhadap Transformator Distribusi SL-150 yang merupakan

transformator dari penyulang PL-06 dengan kapasitas 200 kVA yang

menyalurkan energi listrik ke konsumen dari tegangan menengah 20 kV

menjadi tegangan rendah 380/220 Volt pada area PT PLN (Persero) ULP

Medan Sunggal. Transformator distribusi SL-150 terbagi atas 2 jurusan yaitu

jurusan I dan Jurusan II. Berikut gambar Transformator.

Gambar 3.1 Transformator Distribusi SL-150

Page 62: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

52

Gambar 3.2 Bagian Luar PHB-TR SL-150

Gambar 3.3Bagian Dalam PHB-TR SL-150

Page 63: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

53

Tabel 3.4 Data Transformator pada Nameplate SL-150

Kode Gardu SL-150

Lokasi Jl. Pinang Baris/PU

Feeder PL-06

Merk Starlite

Daya (kVA) 160

Jumlah Fasa 3

No. Seri 853009

Tegangan Primer L-L (kV) 20

Tegangan Sekunder L-L (Volt) 400

Arus Primer (Ampere) 4,6

Arus Sekunder (Ampere) 231

Jenis Minyak -

Berat Trafo ( kg ) 955

Konstruksi Double Pole

3.3.1 Histori Pengukuran Gardu Distribusi SL-150

1) Pengukuran 1

Pengukuran Waktu Beban Puncak (WBP) (19/1/2017)

Page 64: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

54

Tabel 3.5 Pengukuran WBP SL-150 (19/1/2017)

FASA

JURUSAN

INCOMING (A)

SELATAN (A) UTARA (A)

R 35 105 143

S 25 129 155

T 43 93 138

2) Pengukuran 2

Pengukuran Waktu Beban Puncak (WBP) (25/9/2018)

Tabel 3.6 Pengukuran WBP SL-150 (25/9/2018)

FASA

JURUSAN

INCOMING (A)

SELATAN (A) UTARA (A)

R 35 136 175

S 54 146 201

T 22 155 180

3) Pengukuran 3

Pengukuran Waktu Beban Puncak (WBP) (30/3/2019)

Tabel 3.7 Pengukuran WBP SL-150 (30/3/2019)

FASA

JURUSAN INCOMING (A)

SELATAN (A) UTARA (A)

R 46 210 262

S 73 113 187

T 35 172 209

Page 65: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

55

3.4 Kronologis Gangguan pada Gardu Distribusi SL-150

Berlokasi didaerah kerja PT PLN (Persero) ULP Medan Sunggal, penulis

melakukan pengamatan terhadap transformator Distribusi 20 kV/400 V/160

kVA yang merupakan transformator dengan kode gardu SL-150.

Transformator ini beralamat di Jl. Pinang Baris/PU. Pada tanggal 12 April 2019

pukul 14.00 WIB pihak petugas PLN mendapat laporan dari warga bahwa

terdapat beberapa rumah padam di sekitaran Jl. Pinang Baris/PU.

Menanggapi laporan dari warga tersebut petugas dinas gangguan mendatangi

lokasi dan langsung mengecek penyebab padamnya listrik warga. Setelah

dilakukan penyelidikan secara visual pada transformator yang berada disekitar

rumah warga tepatnya pada transformator distribusi SL-150 di dapati bahwa

fuse cut out (FCO) pada fasa R terlepas. Pada waktu yang sama petugas

melakukan pergantian fuse link dan FCO dimasukan kembali, pada saat itu juga

fuse link putus, dan menyebabkan tripnya penyulang PL-06.

Dengan tripnya penyulang PL-06 petugas melakukan pemulihan penyulang

dan mengukur tahanan isolasi transformator SL-150 dan menyatakan bahwa

transformator SL-150 mengalami kegagalan isolasi. Melihat hasil pengukuran

sebelum terjadi gangguan dan tidak ditemuinya minyak berhamburan atau

gangguan-gangguan lainnya serta cuaca yang cerah, penulis menyatakan

bahwa kontaknya transformator SL-150 disebabkan akibat pembebanan yang

lebih (analisa data pengukuran dibahas pada bab berikutnya) sehingga harus

dilakukan pergantian transformator sebagai tindak lanjut dalam pemulihan

gardu distribusi SL-150 dengan kapasitas daya yang lebih besar.

3.4.1 Hasil Pengukuran Beban Sebelum PenggantianTransformator

Pengukuran Waktu Beban Penuh (WBP) (12/4/2019)

Page 66: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

56

Tabel 3.8 Pengukuran WBP SL 150 (12/4/2019)

Prediksi perhitungan besar daya beban:

I = 𝐼𝑅+𝐼𝑆+𝐼𝑇

3=

303+163+220

3

= 228,66 A

S = √3 × 𝑉 × 𝐼 = √3 × 400 × 228,66

= 158,4 kVA

3.4.2 Data Transformator Distribusi Setelah Dilakukan penggantian

Tabel 3.9 Data Transformator Pada Nameplate SL-150

Kode Gardu SL-150

Lokasi Jl. Pinang Baris/PU

Feeder PL-06

Merk Morawa

Daya (kVA) 250

Jumlah Fasa 3

No. Seri B210540

Tegangan Primer L-L (kV) 20

Tegangan Sekunder L-L (Volt) 400

Arus Primer (Ampere) 7,2

Arus Sekunder (Ampere) 360,8

FASA JURUSAN

INCOMING (A) SELATAN (A) UTARA (A)

R 63 231 303

S 53 100 163

T 38 192 220

Page 67: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

57

Jenis Minyak ESSO 90

Berat Trafo ( kg ) 1260

Konstruksi Double Pole

3.4.1 Hasil Pengukuran Beban Setelah Penggantian Transformator

Pengukuran WBP (13/4/2019)

Tabel 3.10 Pengukuran WBP PB 184 (13/4/2019)

FASA JURUSAN

INCOMING (A) SELATAN (A) UTARA (A)

R 74 233 313

S 66 156 223

T 25 194 215

Prediksi perhitungan besar daya beban:

I = 𝐼𝑅+𝐼𝑆+𝐼𝑇

3=

313+223+215

3

= 250,33 A

S = √3 × 𝑉 × 𝐼 = √3 × 400 × 250,33

= 173,43 kVA

Page 68: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

58

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Prediksi data Pengukuran Gardu Distribusi SL-150

4.1.1 Prediksi data Pengukuran Sebelum Terjadi Gangguan

Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 3.8 dapat diperoleh besar persentase

pembebanan transformator:

1) 𝐼𝐹𝐿 = S

√3 .𝑉

𝐼𝐹𝐿 = 160 KVA

√3 ×400 𝑉

𝐼𝐹𝐿 = 230,9 A

2) 𝐼𝑝ℎ = 303+163+220

3

= 686

3

= 228,67 A

3) 𝑏 = 𝐼𝑝ℎ

𝐼𝐹𝐿𝑥 100

= 228,67 𝐴

230,9

= 99,03 %

Pembebanan sebesar 99,03 % menyebabkan transformator berkerja abnormal

dan kontak pada tanggal 12 April 2019 dan dilakukan pergantian

transformator pada tanggal 13 April 2019 dengan daya yang lebih besar

sebagai tindak lanjut dalam pemulihan gardu distribusi SL-150.

4.1.2 Prediksi data Pengukuran Setelah Pemulihan

Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 3.10 dapat diperoleh besar

persentase (%) pembebanan transformator:

Page 69: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

59

1) 𝐼𝐹𝐿 = S

√3 .𝑉

𝐼𝐹𝐿 = 250 KVA

√3 ×400 𝑉

𝐼𝐹𝐿 = 360,08 A

2) 𝐼𝑝ℎ = 313+223+215

3

= 751

3

= 250,3 A

3) 𝑏 = 𝐼𝑝ℎ

𝐼𝐹𝐿𝑥 100

= 250,3 𝐴

360,08

= 69 %

Melihat persentase pembebanan sebesar 69%, transformator SL-150 tidak

mengalami beban lebih lagi. Tetapi jika dilihat persentase pembebanan per

fasa masih terdapat beban lebih pada fasa R (>80%).

Prediksi perhitungan persentase (%) pembebanan per fasa:

1) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑅 = 𝐼𝑅

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 313

360,08 × 100 %

= 86 %

2) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑆 = 𝐼𝑆

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 223

360,08 × 100 %

= 61,9 %

Page 70: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

60

3) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑇 = 𝐼𝑇

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 215

360,08 × 100 %

= 59,7 %

Pada tanggal 15 April 2019 dilakukan pemeliharaan transformator yang

bersifat preventif. Kegiatan yang dilakukan dalam pemeliharaan ini yaitu

pemerataan beban transformator dengan pemindahan sambungan-sambungan

rumah/SR dari pada R ke fasa S/T.

Hasil pengukuran setelah dilakukan pemeliharaan:

Tabel 4.1 Pengukuran WBP PB 184 (15/4/2019)

FASA JURUSAN

INCOMING (A)

SELATAN (A) UTARA (A)

R 70 177 247

S 23 200 224

T 67 213 274

Prediksi perhitungan persentase (%) pembebanan:

1) 𝐼𝑝ℎ = 247+224+274

3

= 745

3

= 248,3 A

2) 𝑏 = 𝐼𝑝ℎ

𝐼𝐹𝐿𝑥 100

= 248,3 𝐴

360,08

= 68,9 %

Page 71: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

61

Prediksi perhitungan persentase (%) pembebanan per fasa:

1) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑅 = 𝐼𝑅

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 247

360,08 × 100 %

= 68,5 %

2) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑆 = 𝐼𝑆

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 224

360,08 × 100 %

= 62,2 %

3) % 𝑝𝑒𝑚𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛𝑎𝑛 𝑝ℎ𝑎𝑠𝑎 𝑇 = 𝐼𝑇

𝐼𝐹𝐿 × 100 %

= 275

360,08 × 100 %

= 76,3 %

4.2 Tindakan Pemeliharaan Sebagai Upaya Pencegahan Kerusakan

Transformator Distribusi Akibat Beban Lebih

4.2.1 Inspeksi Berkala

Inspeksi adalah kegiatan yang dilakukan secara periodik yang bertujuan

untuk menggumpulkan data-data dari lapangan yang akan digunakan sebagai

acuan untuk melakukan tidakan pemeliharaan. Pemeriksaan/inspeksi yang

seksama perlu dilakukan untuk menjamin agar transformator selalu berada

dalam kondisi yang baik. Apabila diperlukan maka transformator harus

dimatikan untuk melakukan pemeriksaan. Dengan pemeriksaan yang rutin

dan seksama akan diketahui kondisi transformator setiap saat dan kerusakan

yang akan memakan biaya besar dapat dihindari. Inspeksi yang dilakukan

adalah sebagai berikut:

Page 72: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

62

4.2.2.1 Pengambilan Data Pembebanan Transformator

Pengambilan data pembebanan transformator dilakukan untuk mengetahui

keadaan pembebanan beban transformator, digunakan sebagai acuan untuk

pengambilan tindakan pemeliharaan ataupun tindakan perencanaan yang

akan dilakukan seperti perluasan jaringan, penambahan beban dan lain-

lain. Tindakan ini dapat dilakukan pada Waktu Beban Puncak (WBP) dan

Luar Waktu Beban Puncak (LWBP).

4.2.2.2 Memeriksa Kondisi Fisik Transformator

Kegiatan ini penting dilakukan untuk mengetahui gejala-gejala awal

apakah transformator bekerja dalam keadaan normal atau tidak, hal yang

sering di perhatikan dalam kegiatan ini adalah:

1. Melihat tampak fisik bagian luar Transformator.

Bagian ini memastikan bahwa tidak ada fisik bagian luar transformator

dalam keadaan tidak normal. Bagian-bagian yang diperiksa seperti:

a) Pemerikasaan packing transformator.

b) Pemeriksaan asesoris transformator.

c) Pemeriksaan volume minyak pada oil level.

d) Pemeriksaan bushing transformator.

2. Mengukur suhu transformator

Kegiatan ini mencatat apakah suhu transformator masi dalam batasan

normal (sesuai dengan spesifikasi yang terdapat pada name plate

transformator).

4.2.2 Manajemen Transformator

Kegiatan manajemen transformator yang dimaksud adalah penempatan

transformator di beban yang tepat sesuai dengan kemampuan kapasitas

pembebanannya dengan cara pemindahan transformator. Manajemen

transformator merupakan suatu kegiatan pemeliharaan untuk mengurangi

jumlah tansformator Beban Lebih dijaringan. Kegiatan manajemen

transformator menyangkut:

Page 73: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

63

1) Manajemen transformator dengan pensentase pembebanan di atas 80%

2) Manajemen transformator dengan persentase pembebanan di bawah 50%

Langkah-langkah menuju kegiatan manajemen transformator antara lain:

1) Mengumpulkan data pengukuran waktu beban puncak (WBP)

transformator yang akan dimanajemen yakni transformator dengan

persentase pembebanan di atas 80% dan di bawah 50%.

2) Mengelompokan persentase pembebanan transformator dari tiap unit

transformator mulai yang terbesar hingga yang terkecil.

3) Membuat rute manajemen transformator.

4) Pada proses manajemen diperlukan transformator modal untuk

mengurangi waktu pemadaman.

Hal yang harus diperhitungkan dalam membuat rute manajemen:

1) Lokasi gardu, ada baiknya jika dalam pembuatan rute manajemen lebih

mendahulukan lokasi gardu yang berdekatan.

2) Medan tempuh, hal ini perlu diperhatikan karena dalam manajemen

transformator digunakan mobil crane.

4.2.3 Penyisipan Transformator

Penyisipan transformator adalah salah satu tindak pemeliharaan yang

dilakukan apabila transformator yang digunakan dalam sebuah sebuah daerah

sudah mengalami beban lebih namun kebutuhan akan tenaga listrik masi

belum dapat di penuhi dengan baik. Untuk mencegah kerusakan

transformator distribusi akibat beban lebih maka disisipkan sebuah

transformator baru pada jaringan untuk membantu kerja transformator yang

sudah ada. Dengan kata lain sebagian beban akan dialihkan ke transformator

sisip (transformator baru) sehingga beban transformator yang beban lebih

dapat dikurangi.

Page 74: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

64

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1) Dengan dilakukan tindakan pemeliharaan Transformator distribusi akibat

beban lebih maka diharapkan dapat memperpanjang umur (life time)

transformator.

2) Transformator dengan pembebanan yang lebih, dapat ditanggulangi dengan

melakukan tindakan inspeksi berkala, manajemen transformator dan

penyisipan transformator, sehingga resiko kerusakan yang diakibatkan oleh

beban lebih dapat dicegah dan dapat memperpanjang umur transformator.

5.2 Saran

1) Petugas sesering mungkin melakukan inspeksi berkala dan melakukan

penyesuaian NT fuse, agar proteksi yaitu NT fuse dapat bekerja dengan baik

dan mengamankan transformator dari beban lebih.

2) Mengingat pertumbuhan beban di PT PLN(Persero) ULP Medan Sunggal

sangat pesat, sebaiknya petugas lebih sering melakukan pengukuran LWBP

dan WBP setidaknya 3 bulan sekali.

3) Jika pada suatu transformator persentase beban sudah mencapai nilai 80%

maka sebaiknya dilakukan pemberhentian sementara terhadap

penyambungan daya (PD) dan pelanggan baru(PB) demi menjaga

kelangsungan kerja transformator distribusi. Sehingga selanjutnya dapat

ditindak lanjuti dengan melakukan penggantian transformator dengan yang

lebih besar atau dengan manajemen dan penyisipan transformator.

Page 75: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

65

DAFTAR PUSTAKA

Agung Aprianto, 2010, Pemeliharaan Trafo Dstribusi, Online,

www.elektro.undip.ac.id/el_kpta/wp_content/uploads/2012/.../L2F607003

_MKP.pdf, diakses pada 11 Juli 2019

I Wayan Sudiartha, I Putu Sutawinaya, I Ketut TA, dan Ardy Firman, 2016,

Manajemen Trafo Distribusi 20KV Antar Gardu BL031 Dan BL033

Penyulang Liligundi Dengan Menggunakan Simulasi Program Etap,

Online, https://docplayer.info/46877512-Manajemen-trafo-distribusi-20kv-

antar-gardu-bl031..., diakses pada 11 Juli 2019

Kadir, Abdul.1977. Transformator. Jakarta: UI-Press

Kadir, Abdul. 2006. Distribusi dan Utilisasi Tenaga Listrik. Jakarta: UI-Press

Kadir, Abdul.2016. Transformator. Jakarta: UI-Press

Mochtar Wijaya, 2001, Dasar-Dasar Mesin Listrik, Online,

https://id.scribd.com/document/.../Buku-Dasar-Dasar-Mesin-Listrik-

Mochtar-Wijaya, diakses pada 11 Juli 2019

Partaonan Harahap, Muhammad Adam, Agus Prabowo, 2019, Analisa

Penambahan Trafo Sisip Sisi Distribusi 20 Kv Mengurangi Beban Overload

Dan Jatuh Tegangan Pada Trafo BI 11 Rayon Tanah Jawa Dengan

SimulasiEtab, Online,

jurnal.umsu.ac.id/index.php/RELE/article/download/3002/2748, diakses

pada 15 Juli 2019

PT PLN (Persero) PUSDIKLAT, 2009, Pemeliharaan Trafo Tenaga, Online,

https://id.scribd.com/doc/101821559/Materi-5-Pemeliharaan-Trafo-

Tenaga, diakses pada 11 Juli 2019

Zuhal, 1995, Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya, Online,

https://docplayer.info/29767898-Zuhal-dasar-teknik-tenaga-listrik-dan-

elektronika-da..., diakses pada 11 Juli 2019

Page 76: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

66

LAMPIRAN-LAMPIRAN

Page 77: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

67

LAMPIRAN

Lampiran 1 Single Line Penyulang PL.06

Page 78: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

68

Lampiran 2 Data Transformator Beban Lebih

Page 79: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

69

Lampiran 3 Proses Pemeliharaan Transformator

Page 80: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

70

Lampiran 4 Data Transformator Mimir

Page 81: PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI SL-150 …

71

Lampiran 5 Form Inspeksi Berkala Gardu Distribusi

AREA MEDAN

ULP MEDAN SUNGGAL RAYON CARD : SL KAPASITAS : KVA ALAMAT: JL. LISTRIK NO. 8 TYPE GARDU :

No URAIAN SATUAN VOLUME EXISTING USULAN

PERBAIKAN JUMLAH BAIK RUSAK

1 Tiang Besi ……….Meter Batang

2 Tiang Beton……...Meter Batang

3 Arrester……..kA, 24 kV Buah

4 Cut Out 24 kV + Fuse Link Set

5 Isolator Tumpu 20 kV Buah

6 Isolator Tarik 20 kV Set

7 Breaket Tumpu Set

8 Breaket Asphan (Tarik) Set

9 Rangka dudukan trafo Set

10 Rangka Pijakan Kerja Set

11 Plat Tanda Bahaya Buah

12 Penghalang Panjat Buah

13 Lampu penerangan trafo Set

14 Pipa galvanis 3" (Utama) Batang

15 Pipa galvanis 2" (Jurusan) Batang

16 Invoring (Penutup Pipa Atas) Buah

17 Breaket Palang Batang

18 Kabel NYY/TIC 4x1x …….mm² /Utama Buah

19 Kabel NYY/TIC 4x1x…….mm²/Jurusan Buah

20 Low Voltage Cabinet (LVC)

a - Pintu Gardu Set

b - Kunci gardu Buah

c - NT Fuse Buah

………… A Buah

………… A Buah

………… A Buah

………… A Buah

d - NT Holder…….. A Buah

e - Plat Copper Buah

f - MCCB/OLS/NT Utama= ……A Buah

g - Lampu Buah

h - Schoon kabel AL/CU ……,……..mm² Buah

i - Schoon kabel AL/CU ……,……..mm² Buah

j - Arde TR < 5Ώ Set

21 Arde Arrester < 5Ώ Set

22 Beton Manset Lot

23 Schoor Set

24 Joint Sleve B-Metal Buah

25 Konduktor ke trafo Meter

26 Kondisi Cat Gardu

MEDAN,

MENGETAHUI, PETUGAS INSPEKSI

SPV SEKSI TEKNIK

1. ………..

2. ………..