pemeliharanan trafo

of 24/24
16 BAB IV PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR 4.1 Pengertian Transformator Transformator adalah suatu alat mengubah menyalurkan daya atau daya dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan listrik). Karena keberbedaan pusat-pusat pembangkit yang jauh letaknya dari pusat beban, maka akan berakibat berkurangnya daya listrik. Hal ini disebabkan oleh panjangnya jaringan transmisi sehingga akan mnyebabkan rugi rugi tegangan yang sampai ke pusat beban. Untuk menghindari hal tersebut, maka digunakanlah transformator, untuk mendapakan efisiensi yang tinggi. Dalam operasi umumnya, transformator-transformator tenaga ditanahkan dapa titik netralnya sesuai dengan kebutuhan system pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung disamping sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan sesuai dengan tahanan di sisi netral 20 kV. 4.2 Prinsip Kerja Transformator Transformator berkerja berdasarkan pembangkit tegangan induksi bolak balik di dalam kumparan yang melingkupi fluksi yang berubah-ubah. Apabila lilitan primer diberi tegangan bolak balik E 1 , maka akan timbul arus I 1 (pada transformator yang tidak berbeban : I 0 ), pada belitan primernya. Sehingga akam membangkit kan fluksi bolak balik pada inti transformator. Kemudian fluksi ini akan membangkitkan primer dan arus I 2 pada sekunder, apabila transformator berbeban.
  • date post

    29-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    448
  • download

    24

Embed Size (px)

Transcript of pemeliharanan trafo

BAB IV PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR

4.1

Pengertian Transformator Transformator adalah suatu alat mengubah menyalurkan daya atau daya dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan listrik). Karena keberbedaan pusat-pusat pembangkit yang jauh letaknya dari pusat beban, maka akan berakibat berkurangnya daya listrik. Hal ini disebabkan oleh panjangnya jaringan transmisi sehingga akan mnyebabkan rugi rugi tegangan yang sampai ke pusat beban. Untuk menghindari hal tersebut, maka digunakanlah transformator, untuk mendapakan efisiensi yang tinggi. Dalam operasi umumnya, transformator-transformator tenaga ditanahkan dapa titik netralnya sesuai dengan kebutuhan system pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung disamping sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan sesuai dengan tahanan di sisi netral 20 kV.

4.2 Prinsip Kerja Transformator Transformator berkerja berdasarkan pembangkit tegangan induksi bolak balik di dalam kumparan yang melingkupi fluksi yang berubah-ubah. Apabila lilitan primer diberi tegangan bolak balik E1, maka akan timbul arus I1 (pada transformator yang tidak berbeban : I0), pada belitan primernya. Sehingga akam membangkit kan fluksi bolak balik pada inti transformator. Kemudian fluksi ini akan membangkitkan primer dan arus I2 pada sekunder, apabila transformator berbeban.

16

Gambar 3. Skema transformator

Keterangan gambar V1 : E1 E2 I0 : : : Sumber tegangan Tegangan primer Tegangan sekunder Arus primer Lilitan primer Lilitan sekunder Fluksi

N1 : N2 : :

4.3 Kontrusi Bagian Transformator Transformator secara umum terdiri dari :

17

4.3.1. Bagian utama Bak/body transformator Bak/body transformator terbuat dari plat besiyang tebal untuk tempat ataupun untuk perlindungan dari prelengkapan tranformator yang berada di dalam (misalnya : inti besi, kumparan, minyak, dan sebagainya). Inti besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus pusar atau arus eddy (eddy current). Kumparan transformator Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka mengalir arus pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

18

Minyak transformator Sebagian besar dari transformator tenaga memiliki kumparan-kumparan yang intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada transformator-transformator tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak transformator mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi pula sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu: kekuatan isolasi tinggi penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki kemampuan pendinginan menjadi lebih baik titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat menimbulkan baha tidak merusak bahan isolasi padat sifat kimia yang stabil

19

Bushing Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Tangki konservator Pada umumnya bagian-bagian dari transformator yang terendam minyak transformator berada atau (ditempatkan) di dalam tangki. Untuk menampung pemuaian pada minyak transformator, pada tangki dilengkapi dengan sebuah konservator. 4.3.2. Peralatan Bantu Pendingin Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugirugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi transformator, maka untuk mengurangi adanya kenaikan suhu yang berlebihan tersebut pada transformator perlu juga dilengkapi dengan sistem pendingin yang bergungsi untuk menyalurkan panas keluar transformator. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa udara, gas, minyak dan air. Sistem pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara: Alamiah (natural) Tekanan/paksaan (forced).

20

Tabel Tipe Pendinginan Transformator keterangan: A = air (udara) O = Oil (minyak) N = Natural (alamiah) F = Forced (Paksaan / tekanan) Tap changer Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang diinginkan dari jaringan tegangan primer yang berubahubah. Tap changer hanya bisa dioperaskan untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan tidak berbeban disebut offload tap changer dan hanya dapat dioperasika secara manual. Tap changer yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap transformator, dalam keadaan transformator berbeban disebut onload tap changer dilakukan secara manual dan otomatis. Transformator yang dipasang dapa gardu induk umumnya menggunakan tap changer yang dapat dioperasikan dalam keadaan berbeban dan di pasang di sisi primer, sedangkan transformator penaik tgangan di pembangkit atau pada transformator kapasitas kecil umumnya menggunakan tap changer yang dioperasikan hanya pada saat transformator tenaga tanpa beban.

21

Untuk mengisolasi dari bodi transfomator (tanah) dan meredam panas pada saat proses pemindahan tap, maka OLTC ( on load tap changer) direndam minyak isolasi yang biasanya terpisah dengan minyak isolasi utama transformator. OLTC terdiri dari : Selector switch Diverter switch Transition resistor

Alat pernapasan Karena adanya pengaruh naik turunnya beban transformator maupun suhu udara luar, maka suhu minyak akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan transformator. Permukaan minyak transformator akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus pada minyak transformator, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroscopis. Indikator Untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indicator yang dipasang pada transformator. Indikator tersebut adalah sebagai berikut: indikator suhu minyak indikator permukaan minyak indikator sistem pendingin indikator kedudukan tap.

22

4.4. Jenis Transformator Transformator yang terpasang di Gardu Induk Tegangan Ekstra Tinggi (GITET) Ungaran dibedakan menjadi : 4.4.1. Transformator Tenaga Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem

pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV. Transformator tenaga dapat diklasifikasikan menjadi 4: 1) Menurut pasangan: Pasangan dalam (indoor) Pasangan luar (outdoor)

2) Menurut pendingin AN (Air Natural) AF (Air Forced) ONAN (Oil Natural Air Natural) ONAF (Oil Natural Air Forced) OFAN (Oil Forced Air Natural) OFAF (Oil Forced Air Forced)

23

OFWF (Oil Forced Water Forced)

3) Menurut fungsi Transformator Mesin Transformator Gardu Induk Transformator Distibusi

4) Menurut kapasitas dan tegangan Transformator besar Transformator sedang Transformator kecil

Bagian-bagian utama dari transformator tenaga yaitu: 1) Bak/body transformator 2) Inti besi 3) Kumpuran transformator 4) Bushing 5) Expastion tank 6) Alat pernafasan (Air Breather) 7) Perubah Tap Transformator (tap changer) Data teknis transformator tenaga pada GITET Ungaran : Pabrik : ELIN-UNION

24

Vector Group Merk Type Manufacturing Phase/Frequency Cooling Jenis Minyak Daya Nominal Standard

: YNyn 0d1 : XIAN : TEQ-205 R55 F9K-99 : CHINA : 3 tiga / 50Hz : ONAN/ANOF : SHELL 4610 : 166,667 MVA : IEC 76

Gambar Transformator Tenaga 500/150/66 kV pada GITET Ungaran

25

4.4.2. Transformator Pengukuran Transformator pengukuran ada dua jenis yaitu : 4.4.2.1. Transformator Arus (Current Transformer) Transformator arus adalah Transformator yang digunakan untuk menurunkan arus yang besar pada tegangan tinggi atau menengahmenjadi arus kecil pada tegangan rendahyang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dengan fungsi : Memperkecil besaran arus system pengukuran dan proteksi Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder

Syarat pengukuran Akurasi yang diperlukan sampai dengan120 % arus rating Level kejenuhan rendah, untuk mengamankan meter pada saat terjadi gangguan Pengukuran yang menggunakan arus sekunder CT antara lain :

- Ampere meter - MW meter - MVAR meter - KWH meter - Cos meter Syarat sebagai proteksi Akurasi yang diperlukan sampai beberapa kali arus rating

26

Proteksi/pengamanan yang menggunakan arus sekumder CT antara lain: Relai jarak (distance relay) Relai arus lebih (over current relay) Relai berarah (directional relay) Relai diferensial (differential relay) Relai REF (restricted earth fault) Relai SBEF (standart by earth fault)

Relai beban lebih (over load relay) Data teknis dari transformator arus pada GITET Ungaran : a) Terpasang pada line arah Mandirancan Selatan, Krian, diameter 1 dan 2 pad sisi 500 kV Pabrik Type Rated Voltage Frequency Switching Impulse level Rated Primary Current : BBC : AOK 550 MC : 525 KV : 50 Hz : 1175 KV : 2000-1000 A

Rated Secondary Current : 1 A

27

b) Terpasang pada interbus transformator 500 MVA sisi 150 KV Pabrik Type Rated Voltage Frequency Switching Impulse level Rated Primary Current : BBC : AOK 170 LC : 170 KV : 50 Hz : 2500 KV : 2000 A

Rated Secondary Current : 1 A c) erpasang pada setiap ujung SUTT 150 KV Pabrik Type Rated Voltage Frequency Switching Impulse level Rated Primary Current : MITSUBISHI : PC 14 : 150 KV : 50 Hz : 1175 KV : 1600 A

Rated Secondary Current : 1 A

28

Gambar Transformator Arus (CT) pada GITET Ungaran 4.4.2.2. Transformator Tegangan (Capasitor Voltage Transformer) Transformator tegangan berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan rendah untuk keperluan pengukuran dan pengamanan. Nominal tegangan sekundr untuk besaran ukur adalah sesuai dengan tegangan alat-alat ukur pengaman. Untuk tegangan primer yang tinggi, transformator tegangan dilengkapi dengan kapasitor yang digunakan untuk membagi tegangan primer sebelum ditransformasikan. Dalam penyambungan tranformator harus memperhatikan beberapa hal, yaitu: Untuk hubungan Y (bintang) Salah satu terminal pada setiap lilitan sekunder harus dihubungkan ke badan tangki dengan menggunakan terminal yang tersedia ke terminal box. Jika hubungan bintang, maka setiap rangkaian sekunder harus mempunyai sekering, salah satu terletak pada terminal box transformator tegangan atau dipasang diluar jika diperlukan. Untuk hubungan (segitiga)

29

Semua terminal-teminal sekunder terisolasi kecuali satu per grup pada tiga buah transformator tegangan yang mana harus dihubungkan ke terminal pertanahan. Data teknis dai transformator tegangan yang ada di GITET Ungaran: a) Terpasang pada line arah Mandirancan Selatan, Krian, diameter 1 dan 2 bus 1 dan 2 500 kV Pabrik Type Primary Voltage Secondary Voltage Frequency : MICAFIL : WE 550 F : 5003 KV : 1003 KV : 50 Hz

b) Terpasang pada interbus transformator 500 MVA sisi 150 KV Pabrik Type Primary Voltage Secondary Voltage Frequency : MICAFIL : WE 170 F : 5003 KV : 1003 KV : 50 Hz

c) Terpasang pada setiap ujung SUTT 150 KV Pabrik Type : MITSUBISHI : PY-2a-14

30

Primary Voltage Secondary Voltage Frequency

: 5003 KV : 1003 KV : 50 Hz

4.4.2.3. Transforamtor Penggunaan Sendiri (PS) Transformator penggunaan sendiri merupakan transformator yang berguna untuk menurunkan daya dari jaringan dan digunakan oleh gardu induk itu sendiri, baik untuk peralatan utama, peralatan bantu dan peralatan pendukung operasional Gardu Induk. Peralatan GI yang menggunakan daya listrik dari transformator penggunaan sendiri yaitu : 1) Pengisi batere (charger) 2) Motor kipas pendingin dan sirkulasi minyak transformator 3) Motor OLTC (On Load Tap Changer) 4) Motor Mekanik PMS 5) Penerangan gedung 6) Penerangan panel control 7) Pemanas (heater) Kapasitas transformator PS ditentukan dengan menmperhatikan factor diversitas yaitu perbandingan antara jumlah kebutuhan maksimal setiap bagian system dan kebutuhan maksimal seluruh system. 1) Beban kontinyu (Common service) 2) Beban Terputus-putus (Buse Essential)

31

Transformator PS mendapat supplai daya jaringan, dimana sisi primer 20 KV dipasok dari transformator melalui rel 1. Jumlah transformator yang terpasang menggunakan 2 transformator PS dengan pertimbangan peningkatan keadaan, yang artinya jika salah satu transformator ditribusi terganggu maka dapat memindahkan pasokan dari transformator yang operasi.

Gambar One Line Diagram Instalasi Transformator PS

Gambar Skema catu daya transformator PS

32

Gambar Transformator PS 700 V pada GITET Ungaran

Gambar Transformator PS 800 KV pada GITET Ungaran 4.5. Peralatan Proteksi Proteksi terhadap peralatan listrik merupakan hal yang paling penting terutama di sin pada transformator untuk menghindari gangguan yang mungkin terjadi pada transformator dalam kondisi apapun. Peralatan proteksi pada transformator yaitu :

33

4.5.1. Rele bucholz Rele bucholz adalah alat untuk mendeteksi dan mengamankan gangguan dari dalam transformator yang menimbulkan gas. Gas yang timbul diakibatkan oleh: Hubung singkat antar lilitan dalam fasa Hubung singkat antar fasa Hubung singkat antara fasa ke tanah Busur api listrik antar laminasi Busur api listrik karena kontak kurang baik 4.5.2. Pengaman tekanan lebih (explosive membrane/pressure relief vent) Alat ini berupa membran yang terbuat dari kaca, plastik, tembahga, atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki transformator terhadap kenaikan tekanan gas yang timbul dai dalam tangki (yang akan pecah pada tekanan tertentu ) dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tangi transformator. 4.5.3. Rele tekanan lebih (sudden pressure relay) Rele tekanan lebih berfungsi hamper sama dengan rele bucholz yaitu pengaman terhadap gangguan di dalam transformator, bedanya rele ini bekerja oleh kenaikan gas yang tiba-tiba langsung menjatuhkan PMT.

Gambar sudden pressure relay

34

4.5.4. Rele pengaman tangki Rele pengaman tangki berfungsi untuk mengamankan transformator bila ada hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang idak bertegangan pada transformator. 4.5.5. Rele differensial (differential relay) Rele differensial berfungsiuntuk mengamankan gangguan di dalam transformator, yaitu flash over antara kumparan dengan kumpuran, kumparan dengan tangki, belitan dengan belitan pada kumparan yang sama ataupun berbeda kumparan.

Gambar differential relay 4.5.6. Rele arus lebih (over current relay) Rele arus lebih berfungsi untuk mengamankan transformator dari arus yang melebihi yang telah ditentukan dari transformator tersebut. Arus lebih bias terjadi karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.

35

Gambar over current relay 4.5.7. Rele hubung tanah Rele hubung tanah berfungsi untuk mengamankan transformator apabila terjadi gangguan antara satu fasa ke tanah.

Gambar ground fault relay 4.5.8. Rele Suhu (thermal relay) Rele suhu berfungsi untuk mengamankan transformator dari kerusakan isolasi kumparan akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Beasaran yang diukur oleh rele ini adalah kenaikan temperature.

36

Gambar Thermal relay 4.5.9. Arrester Arrester berfungsi sebagai pengaman terhadap tegangan surja pasa terminal alat tersebut dipasang, perlindungan terhadap arus lebih, meneruskan atau tegangan ke tanah bila ada surja yang mengalir pada kawat penghantar dan sbagai isolasi arus atau tegangan bila pada keadaan operasi manual. Bila siostem pad keadaan normal maka arrester bersifat sebagai isolator (mempunyai tahanan yang besar sekali), dan akan bersifat konduktor jika system mengalami gangguan kareana tegangan surja. Terdapat 2 jenis arrester yang umum di pakai pada perencanaan arrester tegangan tinggi, yang digunakan untuk pengaman terhadap petir, yaitu: 1) Arrester jenis katub 2) Arrester jenis pembuangan

37

Gambar arrester 500 KV GITET Ungaran 4.6. Pemeliharaan Transformator Pemeliharaan transformator dilakukan untuk menjaga efektifitas dan daya tahan peralatan listrik, khususnya transformator aga dapat bekerja sebagaimana mestinya. 4.6.1. Jenis-jenis Pemeliharaan Transformator 4.6.1.1 Predictive maintenance Predictive maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara

mmprediksikan kondisi transformator bagaimana kemungkinan transformator tersebut menuju kegagalan. Dengan memprediksikan tersebut dapat diketahu gelaja kerusakan sedini mungkin. Cara yang paling sering dipakai adalah memonitori kondisi secara online, baik pada saat transformator beroperasi maupun tidak beroperasi. Untuk itu diperlukan peralatan dan personil khusus untuk menganalisanya. 4.6.1.2. Preventive maintenance Preventive maintenance adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada transformator secara tiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja transformator secara optimal sesuai unsure teknisnya. Kefiatan ini dilakukan berkala dengan berpedoman kepada instruction manual dari pabrik, standar-standar yang ada dan pengalaman operasi dilapangan.

38

4.6.1.3. Corrective maintenance Corrective maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan berebcana pada waktu tertentu ketika transformator mengalami kelain atau unjuk kerja rendah pada saat melakukan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi. Cara ini juga berupa penggantian yang rusak atau kurang berfungsi yang dilakukan dengan berencana. 4.6.1.4. Breakdown maintenance Breakdown maintenance adalah pemeliharan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak tentu dan bersifat darurat.

39