1

Makalah Seminar KerjaPraktek

PengenalandanPemeliharaanTap changer pada Transformator Tenaga 150/20kv di P3B

RJTD

Mirza Fata Alam1,TejoSukmadi, Ir. MT.

2

1Mahasiswa dan

2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Email : mirjong55@yahoo.com

Abstrak

Pusat-pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari pusat beban, hal ini mengakibatkan kerugian

yang cukup besar dalam penyaluran daya listrik. Kerugian tersebut disebabkan oleh saluran yang cukup

panjang. Sehingga, dalam penyaluran daya listrik melalui transmisi maupun distribusi, akan mengalami

tegangan jatuh (drop voltage) sepanjang saluran yang dilalui.

Ada beberapa cara untuk memperbaiki jatuh tegangan dan salah satunya adalah menggunakan metode

on load tap changer dan off load yang terdapat pada transformator daya. Kenaikan dan penurunan tegangan

dapat dilakukan dengan menambah atau mengurangi jumlah tap yang terdapat pada transformator daya. Dari

analisa diperoleh bahwa dengan menaikkan tegangan pada gardu induk melalui perubahan tap pada

transformator daya dapat meningkatkan tegangan ujung pelayanan hingga ke batas-batas toleransi .

Kata Kunci : On load dan off loadtap charger, transformator daya, dan drop tegangan.

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Salah satu masalah yang terdapat dalam

sistim tenaga listrik adalah perubahan atau

penurunan tegangan yang diakibatkan pusat-

pusat pembangkit tenaga listrik berada jauh dari

pusat beban, hal ini mengakibatkan kerugian

yang cukup besar dalam penyaluran daya

listrik. Kerugian tersebut disebabkan oleh

saluran yang cukup panjang. Sehingga dalam

penyaluran daya listrik melalui transmisi

maupun distribusi akan mengalami tegangan

jatuh (drop voltage) sepanjang saluran yang

dilalui.

Ada beberapa cara yang dilakukan untuk

memperbaiki jatuh tegangan, salah satunya

dengan pemasangan on load tap changer pada

transformator daya pada sisi pembangkit serta

pemasangan off load tap changer pada trafo

distribusi disisi konsumen. .

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini

adalah mahasiswa dapat mengenal dan

mempelajari tap changer pada trafo distribusi di

P3B RJTD.

.

1.3 Pembatasan Masalah

Makalah ini disusun untukmengenaldan

mempelajari jenis dan bagian-bagian tap

changer yang terdapat

ditrafodistribusipadaP3B RJTD. Untuk

mempersempit masalah, maka hanya dibahas

mengenai tap changer secaraumum.

II. DASAR TEORI

Sebelum tersalurkan ke konsumen daya

listrik yang dipakai harus melalui tahap-tahap

transformasi terlebih dahulu. Tahapan

transformasi ini tak lepas dari peran utama

transformator sebagai transformator daya.

Proses pentransformasian daya ini tidaklah

selalu berjalan mulus. Banyak energy listrik

yang tidak tersalurkan ke konsumen. Hal ini

disebabkan oleh beberapa factor,yaitu:

1. Produksi energy yang dihasilkan oleh

pembangkit tidak konstan.

2. Daya yang digunakan konsumen tidak

dapat dibatasi, sehingga daya pada sisi

sekunder transformator tenaga menjadi

ikut berubah. Hal inilah yang memicu

terjadinya perubahan tegangan pada sisi

primer maupun sekunder.

3. Adanya losses/rugi-rugi tegangan yang

terjadi saat transmisi energy.Kerugian

ini terimplementasikan dalam bentuk

panas pada kawat penghantar transmisi.

4. Tegangan system yang mengalir dari

pembangkit ke konsumen mengalami

fluktuasi perubahan. Dalam hal ini

kisaran PLN yang diperbolehkan

adalah maksimal 10%-5%.

2

Ketidakstabilan daya tersebut tidak dapat

terhindarkan.Oleh sebab itu, pada transformator

telah dipasangi alat bantu utama yang disebut

Tap changer.Alat ini digunakan untuk

mengatasi berbagai macam persoalan

mengenai pengaturan tegangan.

III. PENGERTIAN DAN PRINSIP KERJA

TAP CHANGER

3.1 Tap Changer adalah Alat bantu utama

dari sebuah transformator yang berfungsi untuk

mendapatkan ratio yang efektif dengan cara

mengurangi atau menambah jumlah

belitan/winding primer atau sekunder.

3.2 Prinsip Kerja Tap Changer

Secara umum tap changer bekerja

berdasarkan perbandingan jumlah lilitan dan

tegangan pada kumparan primer dan sekunder.

V1/V2=N1/N2

Keterangan:

V1=tegangan pada sisi primer(volt)

V2=tegangan pada sisisekunder(volt)

N1=jumlah lilitan pada sisi primer

N2= jumlah lilitan pada sisi sekunder

Dengan adanya nilai tegangan system

yang tidak stabil,maka diperlukan sebuah alat

yang digunakan untuk mengatur nilai teganan

keluaranya. Nilai tegangan system yang

berubah-ubah ini biasanya terjadi pada sisi

primer transformator ,sehingga pada sisi primer

inilah biasanya dipasang tap changer.

3.3 Bagian-bagian Tap changer

Secara umum bagian-bagian dari tap

changer dapat dibedakan menjadi sebagai

berikut :

Gambar 4.3. Bagian-bagian Tap

changer

Keterangan :

1.Tap changer Head and Cover

2.Tap changer Oil compartment

3.Tap selector,diverter switch

dan tahanan transmisi

4.Motor drive unit

5.Tap changer protective rele

6.Tap changer oil conservator

3.3.1 Tap changer Head and Cover

Bagian ini merupakan tutup pelindung

atas dari tap changer. Di sini terdapat beberapa

saluran yang terhubung ke bagian luar antara

lain:

1. Tap changer cover,yaitu bagian ini

merupakan penutup dan pelindung

tangki conservator dari bagian luar.

2. Saluran yang terhubung ke tangki

minyak luar. Saluran ini digunakan

untuk mengalirkan minyak dari tangki

konservator ke oil compeartment.

3. Gear unit dan drive shaft, bagian ini

merupakan penghubung bantu dari

motor 3fasa(sebagai penggerak) ke

bagian diverter switch dan tap selector

dari tap changer.

4. Bladeer valve,bagian yang berfungsi

untuk mengeluarkan minyak berlebih

pada oil compartment saat terjadi

gangguan pada tap changer.

3.3.2 Tap changer Oil Compartment Tap changer oil compartment

merupakan tangki yang berisi diverter

switch.Compartment ini terisi oleh minyak

isolasi sebagai isolator dan bahan pendingin.

3

3.3.3 Tap Selector,Diverter Switch dan

tahanan transisi

Tap selector yaitu bagian tap changer

yang berfungsi untuk mengatur nilai dan posisi

tap belitan. Dalam hal ini, posisi tap akan

mempengaruhi banyak sedikitnya jumlah

belitan yang dipakai,sehingga secara langsung

akan mengatur nilai tegangan yang dihasilkan.

Diverter switch,adalah rangkaian

mekanis yang dirancang untuk melakukan

kontak atau melepaskan kontak dengan

kecepatan tinggi.

Tahanan transmisi ,merupakan dua

buah tahanan dengan sementara yang akan

dilewati arus primer pada saat perubahan tap.

Pada umumnya resistor yang digunakan adalah

nikelin dengan nilai resistensi 4,8Ω dan

kemampuan arus 200 amper.

3.3.4 Panel control dan Motor Drive unit

Panel control dan Motor Drive unit

ialah sebuah tempat yang berisikan peralatan

untuk mengoperasikan tap changer.Adapun

bagian-bagian dari panel control dan motor

drive ini adalah:

1. Motor ac tiga fasa yang berfungsi sebagai

penggerak mekanik untuk mengganti nilai

tap yang digunakan.

2. Kontaktor,Ada tiga buah kontaktor motor

yang digunakan pada panel control ini.

Masing-masing kontaktor ini mempunyai

fungsi yang berbeda antara lain :

a).Kontaktor utama, berfungsi

sebagai supply tegangan ke motor tiga fasa

dan sebagai limit switch saat tap telah

berada pada posisi yang tepat.Tegangan

yang digunakan adalah tegangan AC

380V.

b).Kontaktor kedua dan ketiga

berfungsi sebagai pembalik fasa motor

sehingga motor dapat bekerja dengan dua

arah putaran(ke kiri atau ke kanan). Pada

bagian ini memanfaatkan peranan

kapasitor pada motor listrik yang

digunakan.

3. MCB(Miniatur CircuitBreaker),berfungsi

untuk pengaman perangkat control tap changer.

4. Display Mekanik counter dan

posisi tap,berfungsi sebagai penampil untuk

menunjukan berapa kali tap changer sudah

bekerja dan posisi atau kedudukan tap nya.

5. Selector Switch pada bagian ini ada dua

pilihan pengotrolan ,yaitu pengontrolan remote

atau local. Pengontrolan remote adalah

pengotrolan tap changer yang dilakukan dari

panel control di gardu induk. Sedangkan local

adalah pengotrolan yang dilakukan secara

manual di trafo atau langung pada panel control

dilapangan.

6.Engkol manual ,berfngsi untuk memindah tap

secara manual. Cara yang dilakukan adalah

dengan memutar seccara manual engkol ini.

3.3.5 Tap Changer Protective Rele

Rele ini berfungsi untuk mengamankan

tekanan minyak berlebih pada minyak yang ada

pada diverter switch compartment saat terjadi

gangguan.

3.3.6 Tap Changer Oil Conservator

Tangki ini berfungsi sebagai tempat

penyimpanan cadangan suplai minyak untuk

tap changer. Biasanya tangki ini juga digabung

dengan tangki konservator transformator. Agar

kedua minyaknya tidak tercampur,maka di

dalam tangki konservator ini terdapat sekat

pemisah.

3.4 Pembagian Proses Kerja Tap Changer

3.4.1 Berdasarkan Cara Pengoperasiannya:

Secara otomatis pada proses ini,kerja

tap changer tergantung dari kerja sebuah sensor

rele. Dalam hal ini di gunakan rele AVR

(automatic voltage rele). Rele AVR yang

terletak di gardu induk ini yang akan

memberikan trigger/rangsangan untuk

mengganti nilai tap yang digunakan. Berbeda

dengan rele proteksi transmisi, rele ini hanya

mendeteksi nilai sinkronisasinya pada satu fasa

saja,sehingga nilai perubahan tap pada masing-

masing fase akan selalu bersamaan.

secara manual, maka analisa kerjanya

dapat kembali dibedakan lagi menjadi dua

jenis,yaitu secara remote (pengoperasian dari

panel gardu induk) atau local (langsung pada

panel kontrolnya).

4

3.4.2 Berdasarkan adatidaknya

Pembebanan:

1. Off Load Tap Changer,pada analisa

ini tap changer dapat bekerja ketika bagian

sekitarnya dalam kondisi tidak ada

pembebanan ,sehingga di sekitar trafo tidak

ada arus dan tegangan yang

bekerja.Pengoperasian ini biasanya dilakukan

dengan terlebih dahulu melakukan pemadaman

untuk daerah kerja di sekitar

transformator,sehingga tap changer hanya

mampu bekerja ketika kondisi transformator

dalam keadaan padam.

2. On Load tap Changer(OLTC),pada

analisa ini tap changer dapat bekerja ketika

bagian sekitarnya dalam kondisi

pembebanan,sehingga disekitar trafo ini ada

arus dan tegangan yang bekerja, sehingga

pengoperasian jenis tap changer ini dapat

dilakukan tanpa melakukan pemadaman untuk

daerah kerja sekitar transformator.

3.5 Peralatan Proteksi Tap Changer

Beberapa peralatan tersebut antara

lain,adalah:

1. Protective rele RS2001

Rele ini berfungsi untuk mengamankan

tekanan minyak berlebih pada minyak yang

ada pada diverter switch compartment saat

terjadi gangguan.

2. Oil Conservator

Bagian ini merupakan tempat

penampungan cadangan minyak untuk main

tank dan diverter compartment dimana ada

pemisah antara bagian minyak main tank dan

diverter switch compartment.Selain itu,pada

bagian ini juga merupakan tempat keluaran

kadar air yang menguap, sehingga kandungan

air tidak akan tercampur di tangki

compartment diverter switch.

3. Silica Gel

Silica gel ini merupakan alat pernafasan

bagi minyak yang ada di dalam oil

conservator,maksudnya adalah untuk

mengurangi bahkan menghilangkan produksi

uap air pada minyak yang ada di dalam oil

conservator akibat dari adanya perbedaan suhu

di luar dan di dalam oil conservator. Pada

tabung tempat pengisian silica gel juga diberi

minyak yang berfungsi untuk menyaring

kotoran dari uap air yangdihasilkan.

4. Integrated pressure relief diaphragma

of the tap changer head cover

Rele ini mempunyai peranan yang

penting ketika terjadi gangguan panas pada

tangki diverter switch.Rele ini akan bekerja

mengeluarkan minyak dari tangki karena

pengaruh tekanan yang besar dari dalamtangki.

3.6 Macam-Macam Tap changer

Dilihat dari media isolatornya, maka tap

changer tipe ini dapat dibedakan dalam dua

jenis, yaitu:

1. Oil Tap changer

Tap changer jenis ini menggunakan media

minyak sebagai isolatornya. Tipe tap changer

yang satu ini merupakan media yang sering

dipakai pada peralatan proteksi. Biasanya sudah

digunakan di beberapa transformator saat ini.

2. Vacum tap changer

Tap changer jenis ini merupakan tipe tap

changer modern.Merupakan modifikasi baru

dari tap changer karena tipe ini menggunakan

media hampa udara di dalam tangki

compartment. Media hampa ini merupakan

pengganti minyak sebagai bahan isolatornya.

3.7 Kerusakan dan Pemeliharaan

Jenis kerusakan pada tap changer adalah

sebagai berikut:

5

1. Resistor Putus

Beberapa penyebab putusnya kabel jumper

resistor lainnya adalah karena kabel

jumper/terminal kontak tidak bagus,usia yang

sudah tua dan kerjanya yang bersifat up normal.

2. Flash Over Kontak

Kerusakan ini ditandai dengan munculnya

busur api pada kontak-kontak hubung tap

selector dan diverter switch. Hal ini disebabkan

adanya urat kabel yang lepas dan tidak

teramankan menyentuh kontak diverter

switch/screen contact.

3. Hardness Surface

Permasalahan ini disebabkan karena bahan

pelapis roller tidak bagus,sehingga tidak tahan

dialiri arus saat terjadi pemindahan kontak.

4. Kontak menipis

Permasalahan ini biasanya ditunjukan

dengan semakin menipisnya kontak hubung

yang tersambung dengan tap selector.

Pemeliharan jenis ini dapat dibagi dalam

beberapa jenis,antara lain:

1. Pemeliharaan Predektif

Contoh pemeliharaan tipe ini adalah

pengujian sample minyak,dan juga pengujian

abnormal noise.

2. Pemeliharaan Preventif

Inspeksi tahunan dan Penggantian minyak

Contohnya

adalahmenggantiminyak.pelumasan,fungsi

counter,visual check.

Overhaul/Pemeriksaandiverter

switchContohnya adalah memeriksa ketebalan

kontak,nilai tahanan resistor,kekencengan baut-

baut,kekuatan pegas.

Penggantian kontakContohnya adalah

penggantian stationary dan moving

kontak,penggantian transision resistor.

3.8 Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan

Sedangkan untuk kelebihan dari tap

changer adalah :

1. Sebagai media untuk mengatur nilai

tegangan pada sisi keluaran sekunder.

2. Tap changer terdiri dari beberapa tipe yang

dapat dipilih sesuai dengan penggunaannya.

3. Penerapan pemilihan tap changer biasanya

telah disesuaikan dengan winding

transformator.

Kekurangan

Dari beberapa fenomena-fenomena

ini,maka dapat diambil beberapa kekeurangan

dari tap changer,antara lain :

1. Sering terjadi kerusakan pada beberapa

bagian mekanik tap changer. Hal ini

disebabkan karena pengaruh tap changer

yang senantiasa selalu bergerak.

2. Fenomena-fenomena yang terjadi sering

menyebabkan kerentanan tap changer

terhadap beberapa permasalan,sehingga tap

changer memerlukan sistem pengaman yang

lebih.

3. Jika terjadi kerusakan parah seperti retakkan

atau patahan pada tap changer,maka

perbaikan terhadap tap changer akan

cenderung susah untuk dilakukan bahkan

mungkin tap changer harus diganti dengan

yang baru.Harga tap changer cenderung

lebih mahal.

3.9 Beberapa fenomena ini,antara lain:

1) Fenomena Electric

Fenomena ini adalah fenomena yang

disebabkan oleh pengaruh adanya nilai

arus,tegangan,dan tahanan pada beberapa

bagian tap changer.

6

2) Fenomena Mekanik

Fenomena ini disebabkan oleh adanya

pergerakan pegas dan bagian mekanik tap

changer secara terus-menerus.

3) Fenomena Thermal

Fenomena ini disebut juga thermal

effect.Adanya fenomena electric yang

terjadi,secara langsung akan menyebabkan

terbentuknya panas.

4) Fenomena Chemical

Proses penguraian ini dapat terjadi dalam

beberapa analisa

seperti,karbonisasi,kondensasi,dan juga

combustible gas.Secara umum,beberapa

kandungan gas yang teruraikan dari minyak

isolasi,antara lain adalah

:H2,C2H4,C2H2.Gas-gas itulah

merupakan contoh dari gas yang mudah

terbakar(combustible gas).

IV. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Setelah melakukan kerja praktek

dengan judul Tap Changer pada

Transformator tenaga 150/20 kv di PT.

PLN (PERSERO) P3B RJTD,maka penulis

dapat mengambil kesimpulan sebagai

berikut :

1. Tap Changer merupakan alat utama

untuk mengatur tegangan pada

transformator.

2. Pada transformator,tap changer

merupakan satu-satunya alat yang

bekarja secara mekanik,hal ini

disebabkan karena tap changer

menggunakan sistem gerak mekanik

untuk mengubah nilai tap-tap

tegangan.Penggerak utama tap changer

adalah motor tiga fasa.

3. Pada dasarnya tap changer bekerja

berdasarkan prinsip dasar perbandingan

nilai tegangan dan belitan pada

transformator.Proses kerja tap changer

secara umum digunakan untuk

menambah atau mengurangi jumlah

belitan pada transformator.

4. Pada tap changer dapat digunakan baik

pada sisi primer maupun

sekunder.Namun,pada umumnya

penggunaan tap changer dilakukan di

sisi primer.Hal ini dikarenakan arus

pada sisi primer lebih kecil (karena

tegangannya tinggi) dari sisi

sekunder(tegangan rendah).

5. Pada proteksi tap changer digunakan

minyak sebagai isolatornya.Dalam hal

ini,tegangan tembus minyak

berpengaruh terhadap nilai

isolasinya.Selain itu,digunakan jansen

relay yang fungsinya sebagai pengaman

ketika terjadi kenaikan suhu berlebih

pada tangki komparment tap changer.

6. Pada tap tap changer terdapat silica

gel,bagian ini berfungsi menyerap

moisture pada minyak akibat pengaruh

suhu dari luar.

7. Pengoperasian tap changer dapat

dilakukan secara otomatis (dengan

bantuan alat sensor tegangan AVR/auto

voltage regulator)atau secara

manual(langsung dengan engkol putar)

8. Bagian tap changer yang sering

mengalami kerusakan adalah diverter

switch,hal ini karena cara kerjanya

yang mekanik dan bersifat terus

menerus.

4.2 Saran

1. .Perlu adanya inisiatif peserta Kerja

Praktek agar dapat lebih memahami

peralatan pada Gardu Induk

.

2. Perlu adanya penambahan fasilitas

belajar yang mendukung proses

pelaksanaan Kerja Praktek seperti

buku-buku mengenai peralatan dan

lain-lain.

3. Perlu adanya sistem reorganisasi yang

lebih baik di PLN,sehingga tidak terjadi

rentang usia karyawan yang terlalu

jauh.

4. Fasilitas belajar dipertahankan dan

perlu adanya fasilitas pendukung

seperti : buku-buku, PT. PLN

(PERSERO) P3B RJTD.

5. Perlu adanya penyuluhan yang lebih

merata kepada masyarakat mengenai

kinerja dan kendala-kendala yang

dihadapi PLN,agar masyarakat dapat

7

memahami dan mengerti tentang

kondisi yang dihadapi PLN.

6. Kondisi dari tap changer harus sering

diperhatikan,terutama pada diverter

switch yang sering mengalami

penurunan kinerja,sehingga perlu

dilakukan perawatan yang lebih pada

bagian ini.

7.

DAFTAR PUSTAKA

[1] PT.PLN.2010.Final Pedoman O&M

Transformator

Tenaga.Jakarta:Perusahaan Listrik

Negara.

[2] Tim Investigasi PT PLN RJTD.2008.Be

Alert OLTC Weak

Point.Ungaran:Perusahaan Listrik

Negara

[3] Gonen,Turan,”Electric Power

Distribution System

Enginering”,McGraw-Hill Book Ca-

Singapore,1986

[4] Sulasno,William D,JR,”Analisa System

Tenaga Listrik”,(Diterjemahkan

oleh:Idris,Kamal.Ir,Erlangga,Jakarta,199

4)

[5] Sumanto.,”Teori Transformator”,Andi

Ofset,Yogyakarta,1996.

[6] O & M 09 /BTL/KJB/1986.”Buku

Petunjuk Operasi & Pemeliharaan

Peralatan”

[7] Blog Sukadie’s.2010.”Penggunaan On

Load Tap Changer (OLTC) Pada

Transformator”

BIODATAPENULIS

MIRZA FATA ALAM

Lahir di kota Pemalang

Penulis mengawali

pendidikannya di bangku

SDN 03 Jrakahselama 6

tahun.Setelahitu

melanjutkankeSLTPN 2

Taman Kemudian

melanjutkan di SMA N 1Pemalang. Dan

sekarang penulis sedang melanjutkan studi di

Jurusan Teknik Elektroangkatan 2008

Universitas Diponegoro dan mengambil

konsentrasi Teknik Tenaga Listrik.

.

Semarang, Maret 2012

Mengetahui,

Dosen Pembimbing

Ir. TEJO SUKMADI, MT

NIP. 196111171988031001