SKRIPSI · 2020. 9. 24. · 1. Ayahanda dan ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih...
Transcript of SKRIPSI · 2020. 9. 24. · 1. Ayahanda dan ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih...
SKRIPSI
ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDUINDUK PANAKKUKANG
OLEH :
MUH FAJAR K MUHAIDIR ALAMSYAH10582167315 10582163315
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDUINDUK PANAKKUKANG
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar sarjana Teknik
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Disusun dan diajukan oleh :
MUH FAJAR K MUHAIDIR ALAMSYAH10582167315 10582163315
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR
2020
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena
atas rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyusun tugas akhir ini,
dan dapat menyelesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang
harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan Teknik
Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul
tugas akhir kami adalah: “ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT.PLN
(PERSERO) DI GARDU INDUK PANAKKUKANG” Penulis menyadari
sepenuhnya bahwa di dalam penulisan proposal ini masih terdapat kekurangan,
hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan
kekurangan baik ditinjau dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan-
perhitungan. Oleh karena itu, penulis menerima dengan ikhlas dan senang hati
segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat
bermanfaat.
Proposal ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati,
kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:
1. Ayahanda dan ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan pengorbanannya
dalam mendukung penulis untuk menyelesaikan proposal ini.
2. Bapak Hamzah Al Imran, ST.,MT. sebagai Dekan Universitas Muhammadiyah
Makassar.
3. Bapak Umar Katu, ST.,MT sebagai Ketua Jurusan Fakultas Teknik Elektro
Universitas Muhammadiyah Makassar serta ibu Adriani, ST.,MT selaku
sekretaris jurusan Teknik Elektro, terima kasih atas bantuannya selama ini
4. Bapak Dr. Ir. H. Zahir Zainuddin, M.Sc. selaku Pembimbing I dan bapak Ir.
Abdul Hafid, MT. selaku Pembimbing II, yang telah meluangkan waktunya
dalam membimbing kami menyelesaikan proposal ini.
5. Bapak dan ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik Elektro atas
segala waktunya yang telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti
proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.
6. Teman-teman sesama mahasiswa Teknik Elektro Unismuh terima kasih atas
bantuan dan dukungannya selama ini.
Semoga semua pihak tersebut mendapat pahala di sisi Allah SWT dan
proposal yang sederhana ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, rekan-rekan,
masyarakat serta bangsa dan negara. Amin.
Makassar, Agustus 2020
Penulis
ABSTRAK
Muh. Fajar K dan Muhaidir Alamsyah. 2020. Analisis Transformatorpada PT. PLN (Persero) di Gardu Induk Panakkukang. Dibimbing olehH. Zahir Zainuddin dan Abdul Hafid.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana keadaan dan kualitastegangan tembus minyak pada transformator tenaga dan untuk mengetahuibagaimana hasil pengujian tegangan tembus minyak pada transformator tenaga diGardu Induk Panakkukang.
Metode penelitian yang dilakukan adalah analisa deskriptif yaitu dilakukandengan cara mengumpulkan data kemudian menganalisanya, serta mengambilsuatu kesimpulan yang sesuai dengan datan dan hasil analisis. Tahap penelitian inimenggunakan studi literatur, perizinan dan pengambilan data, analisa data, sertapenyelesaian penelitian yang berisi kesimpulan dan pemberian saran.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa transformator tenaga di Gardu IndukPanakkukang bisa dikatakan masih dalam keadaan bagus karena masih dalamkeadaan baru dan belum lama diganti. Hasil uji tegangan tembus minyak isolasiuntuk minyak bagian bawah menunjukan rata-rata 46,6 kV / 2.5mm dengankesimpulan masih OK atau bagus. Minyak OLTC dengan tegangan tembus rata-rata 28,6 kV / 2.5mm menunjukkan minyak dalam keadaan kurang baik sehinggaperlu adanya penggantian minyak.
Kata Kunci: transformator tenaga, tes tegangan tembus (Breakdown VoltageTest), minyak trafo.
ABSTRACT
Muh. Fajar K and Muhaidir Alamsyah. 2020. Transformer Analysis inPT. PLN (Persero) at the Panakkukang Substation. Ied by H. Zahir Zainuddindan Abdul Hafid.
This study aims to find out the state and quality of the oil breakdownvoltage in power transformers and to find out the results of the oil breakdownvoltage test on power transformers at the Panakkukang substation.
The research method used is descriptive analysis, which is done bycollecting data then analyzing it, and drawing conclusions according to the dataand the results of the analysis. This research stage uses literature study, licensingand data collection, data analysis, and completion of research that containsconclusions and providing suggestions.
The results of this research showed that the power transformer at thePanakkukang substation is still in good condition because it is still new andrecently replaced. The result of the insulating oil breakdown voltage test for thelower part of the oil shows an average of 46.6 kV / 2.5mm with the conclusionthat it is still OK or good. OLTC oil with an average breakdown voltage of 28.6kV / 2.5mm indicates that the oil is not in good condition so it needs oilreplacement.
Keywords: power transformer, breakdown voltage test, transformer oil.
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................i
KATA PENGANTAR............................................................................................ii
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT...........................................................................................................iv
DAFTAR ISI...........................................................................................................v
DAFTAR TABEL .................................................................................................vi
DAFTAR GAMBAR............................................................................................vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah..............................................................................................2
1.3 Tujuan Penelitian ...............................................................................................2
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................................2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Transformator Tenaga........................................................................................5
2.1.1 Pengertian Transformator...........................................................................5
2.1.2. Konstruksi Bagian-bagian Transformator.................................................5
2.2 Minyak Trafo (Transformator Oil .....................................................................8
2.2.1 Pengertian Minyak trafo.............................................................................8
2.2.2 Jenis Minyak Trafo ....................................................................................9
2.2.3 Tingkatan Standar Minyak Trafo .............................................................10
2.2.4 Pengujian Minyak Isolasi .........................................................................10
2.2.4.1 Ruang lingkup pengujian ......................................................................11
2.2.4.2 Batasan Minyak Isolasi Baru IEC 60296-2003.....................................11
2.2.4.3 Batasan Minyak Isolasi Bekas Pakai IEC 422:1989 .............................13
2.2.4.4 Breakdown Voltage Test .......................................................................14
BAB III METODE PENELITIAN .....................................................................19
3.1 Jenis Penelitian.................................................................................................19
3.2 Tempat dan Waktu...........................................................................................19
3.3 Tahap Penelitian...............................................................................................20
3.4 Flowchart Penelitian ........................................................................................22
3.5 Single Line Diagram ........................................................................................24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................25
4.1 Transformator Tenaga......................................................................................25
4.2 Tegangan Tembus Minyak ..............................................................................26
4.2 Breakdown Voltage Test ..................................................................................26
4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak Bagian Bawah.....................................27
4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak OLTC..................................................28
4.2.3 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo Bagian Bawah Pada Suhu 30˚C................................................................................................................................28
4.2.4 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo OLTC Pada Suhu 30˚ C ......29
4.3 Pembahasan......................................................................................................30
BAB V PENUTUP................................................................................................31
5.1 Kesimpulan ......................................................................................................31
5.2 Saran ................................................................................................................31
DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................32
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Breakdown Voltage merek Megger OTS80PB .................................16
Gambar 2.2 Gambar Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak................17
Gambar 3.1 Lokasi PT. PLN (PERSERO) ULTG PANAKKUKANG ................20
Gambar 3.2 Flowchart Penelitian ..........................................................................22
Gambar 3.2 Sigle Line Gardu Induk Panakkukang ...............................................24
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Jenis Minyak ........................................................................................11
Tabel 2.2 Standar Minyak Trafo ...........................................................................11
Tabel 2.3 Ruang Lingkup Pengujian ....................................................................12
Tabel 2.4 Batasan Minyak Isolasi Baru ................................................................14
Tabel 2.5 Batasan Minyak Isolasi Bekas ..............................................................15
Tabel 2.6 Standar Pengujian Tegangan Tembus Minyak .....................................18
Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator GI Panakkukang .........................................23
Tabel 4.1 Data Hasil Uji Tegangan Tembus Minyak Trafo .................................26
Tabel 4.2 Standart nilai pengujian tegangan tembus minyak ...............................28
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transformator adalah salah satu jenis peralatan listrik yang diperlukan
dalam penyaluran tenaga listrik. Transformator (step up) pada unit pembangkit
berfungsi untuk menaikan tegangan yang dihasilkan oleh generator yang
kemudian disalurkan tenaga llistrik maka sampailah tenaga listrik ke gardu induk
untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurung tegangan (step
down) menjadi tegangan menengah atau juga disebut tegangan primer. Sebagian
besar dari transformator tenaga memiliki kumparan yang intinya direndam dalam
minyak transformator. Terutama pada tranformator- transformator tenaga yang
kapasitas besar.
Untuk menjaga kontinuitas operasi transformator, maka pada
transformator dilengkapi minyak. Minyak transformator merupakan salah satu
bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada
transformator. Sebagai bahan isolasi minyak harus memiliki kemampuan untuk
menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator
harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua
kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator
dari gangguan.
Oleh karena itu agar sistem tenaga listrik dapat berjalan dengan baik dan
handal maka keberadaan transformator harus dijaga dari gangguan khususnya
2
yang diakibatkan oleh minyak isolasi. Karena minyak transformator mempunyai
sifat sebagai media pemisah panas (disikulasi) dan juga berfungsi sebagai isolasi
(memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga sebagai media pendingin dan
isolasi. Salah satu faktor yang menyebabkan menurunnya mutu dan ketersediaan
pelayanan daya listrik adalah gangguan terhadap minyak transformator, yaitu
penyebabnya bisa dari beban transformator yang tinggi, lama pemakaian dari
transformator dan adanya kadar air yang tinggi pada transformator. Semakin
kecilnya tegangan tembus pada minyak transformator membuktikan bahwa
minyak transformator mengalami gangguan dan harus di treatment atau diganti
minyak tersebut.
Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dibahas tegangan tembus minyak
transformator agar menyesuaikan dengan standar, yaitu standar SPLN
No.49/1982/Unit KV/2,5mm dan dengan metode IEC 156 yaitu minimal
40KV/2,5mm.
Dari beberapa penguraian diatas, peneliti terdorong untuk melakukan
penelitian untuk mengetahui dan menganalisis hasil pengujian terhadap tegangan
tembus minyak trafo tenaga yang ada di Gardu Induk Panakkukang. Untuk itu
peneliti melakukan penulisan karya ilmiah dengan judul : “ANALISIS
TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDU INDUK
PANAKKUKANG” serta untuk mengetahui kondisi minyak transformator
selama beroperasi.
3
1.2 Rumusan Masalah
Dari Latar Belakang diatas, maka penulis merumuskan masalah sebagai
berikut:
1.Bagaimanakah kualitas tegangan tembus minyak pada transformator tenaga?
2. Bagaimanakah hasil dari pengujian tegangan tembus minyak trafo daya di
Gardu Induk Panakkukang?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui bagaimana keadaan dan kualitas tegangan tembus minyak
pada transformator tenaga.
2. Untuk mengetahui bagaimana hasil pengujian tegangan tembus minyak pada
transformator tenaga di Gardu Induk Panakkukang agar menjadi bahan acuan
untuk menjaga kinerja atau umur transformator, sehingga penyaluran energi
listrik ke konsumen dapat terjaga keberlangsungannya
1.4 Batasan Masalah
Karena ruang lingkup pembahasan masalah terlalu luas, untuk itu peneliti
membatasi permasalahan. Permasalahan yang akan dibahas meliputi proses
pengujian hasil uji tegangan tembus minyak transformator tenaga pada Gardu
Induk Panakkukang dengan analisis hasil perhitungan.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 TRANSFORMATOR TENAGA
2.1.1 Pengertian Transformator
Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi
untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan
rendah atau sebaliknya.
Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat
dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini
suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal (kalau
bisa terus menerus tanpa berhenti). Mengingat kerja keras dari suatu
transformator seperti itu maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik
mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dengan
menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik dan tepat. Untuk itu
regu pemeliharaan harus mengetahui bagian-bagian transformator dan
bagian-bagian mana yang perlu diawasi melebihi bagian yang lainnya.
Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi
transformator 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus
Transformator (IBT). Transformator 150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga
trafo distribusi. Titik netral transformator ditanahkan sesuai dengan
kebutuhan untuk sistem pengamanan / proteksi, sebagai contoh
transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV
5
dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan rendah atau tahanan
tinggi atau langsung di sisi netral 20 kV nya.
Transformator dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti:
- Transformator Mesin (Pembangkit )
- Transformator Gardu Induk
- Transformator Distribusi
Transformator dapat juga dibagi menurut Kapasitas dan Tegangan seperti:
- Transformator besar
- Transformator sedang
- Transformator kecil
2.1.2. Konstruksi Bagian-bagian Transformator
Transformator terdiri dari :
a. Bagian Utama.
1. Inti besi
2. Kumparan Transformator
3. Minyak Transformator
4. Bushing
5. Tangki Konservator
b. Peralatan Bantu.
1. Pendingin
2. Tap Changer
3. Alat pernapasan (Dehydrating Breather)
4. Indikator-indikator : Thermometer, permukaan minyak
6
c. Peralatan Proteksi.
1. Rele Bucholz
2. Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate
3. Rele tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)
4. Rele pengaman tangki
d. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator.
1. Pemadam kebakaran (transformator - transformator besar )
2. Rele Differensial (Differential Relay)
3. Rele arus lebih (Over current Relay)
4. Rele hubung tanah (Ground Fault Relay)
5. Rele thermis (Thermal Relay)
6. Arrester
2.2 MINYAK TRAFO (Transformator Oil)
2.2.1 Pengertian Minyak trafo
Minyak trafo alias minyak transformator adalah suatu bahan isolasi liquid
yang digunakan sebagai isolasi serta sebagai pendingin pada transformator.
Separuh bagian bahan isolasi tersebut diwajibkan memiliki kemampuan untuk
dapat menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai fungsi pendingin minyak
trafo ini harus bisa meredam panas yang timbul. Dengan dua kemampuan penting
yang melekat pada minyak trafo maka diharapkan penggunaan minyak trafo dapat
melindungi trafo dari gangguan-gangguan yang tidak diinginkan.
7
Secara umum minyak trafo memiliki senyawa atau kandungan
hidrokarbon, dimana senyawa hidrokarbon yang ada adalah senyawa hidrokarbon
parafinik, aromatik dan tak krtinggalan senyawa hidrokarbon naftenik. Selain
senyawa-senyawa dari keluarga hidrokarbon tadi ada pula senyawa yang dikenal
dengan istilah zat aditif walaupun disebutkan bahwa zat aditif tadi kandungannya
amat sangat kecil.
Akibat dari kenaikan suhu yang terjadi pada trafo dapat menyebabkan
terjadinya mekanisme prses hidrokarbon dalam minyak dimana nilai kerapatan
arus konduksi serta nilai tegangan tembus menjadi salah satu indikator yang dapat
digunakan untuk melihat apakah minyak trafo itu memiliki ketahanan listrik.
Menurut beberapa pakar, hasil analisis mengatakan bahwa ketahanan listrik suatu
minyak trafo bisa saja menurun akibat dari pengaruh asam serta pengaruh
tercampurnya air dan minyak. Dalam rangka menetralisasi tingkat keasaman
minyak trafo bisa digunakan potas hidroksida, sedangkan jika ingin
menghilangkan kandungan air yang ada bisa menggunakan cara memberi suatu
bahan higroskopis seperti silica gel.
Dalam perannya sebagai pendingin maka tingkat kekentalan dari minyak
trafo itu tidak boleh terlalu tinggi supaya sirkulasi nya mudah, dengan begitu
mekanisme pendinginan bisa berlangsung secara baik. Disebutkan bahwa tingkat
kekentalan relatif yang baik dari minyak trafo maksimal 4,2 jika berada pada suhu
20 derajat celcius, sedangkan ketika berada pada suhu 50 derajat celcius maka
tingkat kekentalan relatifnya maksimal 1,85 hingga 2. Ketentuan ini sesuai dengan
sifat dasar minyak trafo yaitu semakin berat dan lama operasi dari minyak trafo itu
8
maka akan semakin kental. Sedangkan dalam perannya sebagai isolator maka
minyak trafo dapat mengacu pada SPLN (1980) yang menyebutkan beberapa
syarat-syarat yang harus dipenuhi yaitu:
1.Tingkat kejernihan
Tingkat kejernihan minyak trafo sebagai isolator tidak diperkenankan memiliki
kandungan suspensi atau endapan.
2.Batas Massa Jenisnya
Pembatasan massa jenis dimaksudkan agar air tidak bisa berpisah dari minyak
serta tidak melayang.
3.Viskositas Kinematika
Peran penting terdapat pada viskositas kinematika dalam hal pendinginan dimana
kelas minyak ditentukan berdasar hal ini.
4.Titik Nyala tak Rendah
Titik nyala ini perlu diperhatikan dengan saksama karena titik nyala yang rendah
mengindikasikan adanya suatu kontaminasi zat gabar yang sangat mudah terbakar.
5.Titik tuang
Identifikasi serta penentuan jenis peralatan yang hendak digunakan minyak isolasi
didasarkan pada titik tuangnya.
6.Angka netralitas
Angka netralitas sendiri merupakan angka yang dapat menunjukkan penyusutan
minyak serta mendeteksi kontaminasi pada minyak.
9
7.Tegangan tembus
Apabila tegangan tembus yang dihasilkan dianggap terlalu rendah maka hal itu
merupakan indikasi adanya kontaminasi kotoran, air maupun partikel lainnya di
dalam minyak.
2.2.2 Jenis Minyak Trafo
a. Minyak trafo mineral: Minyak yang berbahan dasar dari pengolahan
minyak bumi yaitu antara fraksi minyak diesel dan turbin yang
mempunyai struktur kimia yang sangat kompleks.
b. Minyak trafo sintetis (askarel): Minyak jenis ini mempunyai sifat lebih
menguntungkan antara lain tidak mudah terbakar dan tidak mudah
teroksidasi. Namun beracun dan dapat melukai kulit.
Tabel 2.1 Jenis Minyak
Minyak Mineral Minyak SintetisDiala C, B (USA)
Univolt (Esso)
Nynas (Swedia)
Mictrans (Jepang)
Sun Ohm-MU (Korea)
Petromin (Dubai)
BP-Energol (UK)
Aroclor (USA)
Clopen (Jerman)
Phenoclor (Perancis)
Pyroclor (UK)
Fenclor (Itali)
Pyralene (Perancis)
Pyranol (USA)
10
2.2.3 Tingkatan Standar Minyak Trafo
Tabel 2.2 Standar Minyak Trafo
2.2.4 Pengujian Minyak Isolasi
Harga suatu transformator adalah mahal, tetapi memantau unjuk kerja
sistem transformator melalui kondisi minyak tidak mahal dibanding dengan biaya
jika transformator mengalami kegagalan (failure). Dengan demikian masa hidup
transformator diharapkan lama kira-kira 40 tahun, bahkan dengan minyak trafo
yang kualitasnya sangat baik diharapkan setara dengan masa hidup transformator.
Menurut studi yang dilakukan US Inspection and Insurance Companies, bahwa 10
% kegagalan transformator tenaga adalah karena deteriosasi bahan isolasi dan
kegagalan internal "over load" dalam lilitan tegangan tinggi yang disebabkan
bertambahnya deposit/ sludge.
Untuk itu pemantauan dan pemeliharaan kualitas minyak adalah sangat
penting guna menjamin keandalan operasi peralatan listrik khususnya
transformator, dan para ahli yang berwenang telah menetapkan petunjuk dalam
bentuk standar uji dan spesifikasi teknik seperti IEC, ASTM, BS dll.
a. Minyak trafo baru (Unused mineral insulating oil) IEC 60296-2003
b. Minyak trafo pakai (Mineral oil in service) SPLN 49-1:1982 IEC
422:1982 diperbahurui menjadi IEC 422:1989
No. Standar1. IEC International standard2. BS, ASTM, JIS, SNI National specifications3. ABB, GEC-Ahlstom, Unindo Transformer producer specifications4. TNB, PLN Power distributor specifications
11
2.2.4.1 Ruang lingkup pengujian
Tabel 2.3 Ruang Lingkup Pengujian
2.2.4.2 Batasan Minyak Isolasi Baru IEC 60296-2003
No. Parameter uji Batasan
1. Fungsi
1.1 Viskositas pada 40 oC Max. 12 cSt
1.2 Titik tuang Max. – 40 oC
1.3 Kadar air Max. 30 mg/kg
1.4 Tegangan tembus : - Sebelum treatment
- Setelah treatment
Min. 30 kV /2.5mm
Min. 70 kV /2.5mm
1.5 Densitas pada 20 oC Max. 0,895 g/ml
1.6 Faktor kebocoran dielektrik, tan d pada 90 oC Max. 0,0005
2. Stabilitas
2.1 Keasaman Max. 0,01 mg KOH/kg
2.2 Tegangan antar muka Min. 40 dyne/m
Kimia Fisika KelistrikanKeasaman
Kadar air
Ketahanan oksidasi
Korosi lempengan
tembaga
Sedimen
Viskositas
Densitas
Titik nyala
Tegangan antar muka
Titik tuang
Tegangan tembus
Tahanan jenis
Faktor kebocoran dielektrik,
tan delta
12
2.3 Korosif sulfur Tidak korosif
2.4 Kadar sulfur Tidak disyaratkan
2.5 Aditif anti oksidan U: Tidak terdedeksi
T: Max. 0,08 %
I: 0,08 % - 0,4 %.
2.6 Kadar furfural Max. 0,1 mg/kg
3. Unjuk kerja
3.1 Ketahanan oksidasi : - Sedimen
- Keasaman
- DDF at 90oC
Max. 0,8 %
Max. 1,2 mg KOH/g
Max. 0,500
3.2 Gassing tendency Tidak disyaratkan
4. Keamanan
4.1 Titik nyala Min. 135 oC
4.2 PCA Max. 3 %
4.3 PCB Tidak terukur
Tabel 2.4 Batasan Minyak Isolasi Baru
2.2.4.3 Batasan Minyak Isolasi Bekas Pakai IEC 422:1989
No. Parameter Batasan
1 Tegangan tembus 50 kV untuk tegangan > 170 kV
40 kV untuk teg. 70 – 170 kV
30 kV untuk tegangan < 70 kV
13
2 Kadar air < 20 mg/kg untuk > 170 kV
< 30 mg/kg untuk < 170 kV
3 Angka kenetralan (keasaman) 0,5 mgKOH/g
4 Sedimen Tidak terukur ( > 0,02% )
5 Tahanan jenis Min. 1 G Ω.m
No. Parameter Batasan
6 Faktor kebocoran dielektrik
Tg delta pada 90 oC
Max. 0,2 untuk tegangan > 170 kV
Max. 1,0 untuk tegangan < 170 kV
7 Tegangan permukaan Min. 15 dyne/cm
8 Kandungan gas IEC 577 dan IEC 599
9 Titik nyala Max. penurunan 15 oC
Tabel 2.5 Batasan Minyak Isolasi Bekas
Masalah Masalah Hasil Pengujian
a. Teknik sampling tidak sesuai prosedur (50%)
b. Human error
c. Kesalahan analisis
14
2.2.4.4 Breakdown Voltage Test
Tes Tegangan tembus (Breakdown Voltage Test) adalah salah satu uji
predictive maintance yang dilakukan pada minyak isolasi (minyak) yang dimana
prinsipnya dilakukan pengukuran selama 6 kali percobaan, akan ada suara saat
tegangan naik, diberi selang waktu 5 menit untuk break down lalu dilakukan tes
lagi seterusnya sampai 6 kali.
Tujuan uji ini adalah untuk mengetahui kemampuan isolasi minyak
terhadap tegangan yang diberikan jika nilai Tegangan tembus tinggi bisa
disimpulkan bahwa minyak dalam kondisi yang masih baik dan begitu juga
sebaliknya. Breakdown Voltage Merk Megger seri OTS100AF didesain lengkap
memenuhi standart pengukuran internasional. Alat ini dilengkapi dengan bejana
minyak yang sangat mudah untuk dibersihkan Elektroda dimasukan mendatar ke
dalam bejana pengukur, yaitu mencegah medan listrik yang disebabkan turbulensi
dan korona. Ini juga memungkinkan penentuan sample minyak dengan jarak dari
elektroda dapat ditentukan dengan puller 2,5 mm, sebagai gap/jarak dan tanpa
memasang alat ukur melalui perpanduan meter yang disesuaikan.
Gambar 2.1 Alat Penguji Tegangan Tembus Megger OTS 100AF
15
Perhitungan ketahanan dielektrik minyak trafo memakai rumus berikut :
= ( )(kV/mm)
Keterangan :
Vb : Tengangan tembus (kV)
E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)
D : Jarak sela (mm)
Gambar 2.2 Gambar Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak
Untuk memastikan kelayakan tegangan tembus minyak dari minyak trafo
tersebut, harus dilakukan pengujian. Pengujian tegangan tembus minyak ini
dilakukan dengan memberi tegangan tinggi AC. untuk membangkitkan
tegangan tinggi arus bolak bolik, trafo uji yang digunakan adalah trafo 1
fasa. Hal ini disebabkan karena pengujian biasanya dilakukan untuk setiap
fasanya.
Untuk mengetahui sampel minyak dalam keadaan baik maka
dibutuhkan perbandikan hasil uji dengan suatu standarisasi. Standarisasi
16
yang digunakan untuk minyak trafo adalah Standar IEC 156 yang dapat
terlihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.6 Standar Pengujian Tegangan Tembus Minyak
Standar yang biasa digunakan di lapangan adalah untuk trafo yang sudah
dipakai adalah 40 kV/2,5 mm dan minyak bar 50 kV/2,5 mm.
Persamaan tegangan tembus minyak adalah sebagai berikut :
Dimana;
Vb = tegangan tembus/breakdown (kV)
A = konstanta
d = panjang ruang celah (mm)
n = konstanta yang nilaimya kurang dari 1
17
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Hasil penelitian pengujian tegangan tembus minyak transformator tenaga
pada PT.PLN (PERSERO) GARDU INDUK PANAKKUKANG menggunakan
metode analisa deskriptif, merupakan metode penelitian dilakukan dengan cara
mengumpulkan data kemudian menganalisanya, serta mengambil suatu
kesimpulan yang sesuai dengan data dan hasil analisis. Hasil dari analisis ini
bertujuan untuk mengetahui kualitas tegangan tembus minyak pada transfomator
tenaga agar tidak mengalami kerusakan yang bisa menyebabkan kegagalan
operasi dan pemburukan pada transformator.
3.2 Tempat dan Waktu
1. Lokasi PT. PLN (Persero) Unit Layanan Transmisi dan Gardu Induk
Panakkukang yaitu bertempat di Jl. Hertasning Baru. Blok B, Pandang,
Panakkukang, Kota Makassar, Sulawesi Selatan.
Gambar 3.1 Lokasi PT. PLN (PERSERO) ULTG PANAKKUKANG
18
2. Pembuatan proposal dan penelitian dilakukan selama 3 bulan dimulai
pada bulan November 2019 sampai dengan bulan Januari 2020.
3.3 Tahap Penelitian
1. Studi Literatur
Studi Literatur dilakukan untuk mencari sumber referensi yang baik
berupa buku ataupun artikel yang berhubungan dengan materi penelitian.
2. Perizinan dan Pengambilan Data
Dalam hal ini sebelum meneliti melakukan perizinan kepada pihak
PT.PLN (Persero) Gardu Induk Panakkukang, untuk pengambilan data hasil
pengujian isolasi tahanan trafo tenaga yang akan digunakan untuk pembuatan
karya tulis ilmiah.
3. Analisa Data
Peneliti menganalisa data-data yang diambil dari proses pengambilan data
untuk mengetahui bagaimana perubahan kualitas atau kondisi tegangan tembus
minyak selama transformator itu masih beroperasi.
4. Penyelesaian Penelitian
Kesimpulan dan pemberian saran.
19
3.4 Flowchart Penelitian
Gambar 3.2 Flowchart Penelitian
20
Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator GI PanakkukangMerk : UnindoType : 016 / BAD - DIR / VII / 2003Serial no. : P30 Lec 315 01Instr. Manual : IM315
HV / TT LV / TR TersierRated power ONAN / ONAF 18 / 30 18 / 30 - MVARated voltage 150 20 10 KVSystem highest voltage 170 24 12 KVRated current ONAN / ONAF 69.28 / 115.47 519.62 / 866.03 75 / 28 Ainsulation levelline (Bil / frequncy test) 650 / 275 125 / 50 75 / 28 KVneutral (Bil / frequncy test) 95 / 38 125 / 50 - KVimpedance voltage HV - LV 12,18%reference power : 30 MVAStandard : IEC 76Freq : 50 HzType of cooling : ONAN / ONAFVector Group : YnYn0 (D5)Top oil : 50 ˚CWinding : 55 ˚Cmass core & winding : 39600 kgmass untanking : 6300 kgweight of oil : 13900 kgtotal weight : 64800 kgType of oil : mineral oil
21
3.5 Single Line Diagram
Gambar 3.2 Sigle Line Gardu Induk Panakkukang(Sumber : Tragi Panakkukang)
22
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Transformator Tenaga
Transformator adalah alat yang digunakan untuk memindahkan energi
listrik arus bolak-balik dari suatu rangkaian yang lain dengan prinsip kopel atau
suatu gandengan magnet berdasarkan prinsip induksi electromagnet. Sebagian
besar kumparan- kumparan dan inti transformator tenaga direndam dalam minyak
transformator, terutama transformator-transformator tenaga yang berkapasitas
besar, karena minyak transformator mempunyai sifat sebagai isolasi dan media
pemindah, sehingga minyak transformator tersebut sebagai media pendingin dan
isolasi. Sebagai bahan isolasi minyak transformator memiliki beberapa
kekentalan, hal ini sebagaimana dijelaskan dalam SPLN (49-1:1980). Adapun
persyaratan yang harus dipenuhi oleh minyak transformator salah satunya adalah
tegangan tembus dan kandungan air di dalam minyak tersebut harus sesuai dengan
standar yang digunakan. Tegangan yang dihasilkan dapat lebih besar (step-up)
atau lebih kecil (step-down) dengan frekuensi yang sama. Dengan adanya
pembebanan pada transformator maka akan berpengaruh pada kondisi isolasi
minyak transformatornya.
4.2 Breakdown Voltage Test
Tes Tegangan tembus (Breakdown Voltage Test) adalah salah satu uji
predictive maintance yang dilakukan pada minyak isolasi (minyak). Tujuan uji ini
adalah untuk mengetahui kemampuan isolasi minyak terhadap tegangan yang
diberikan jika nilai Tegangan tembus tinggi bisa disimpulkan bahwa minyak
23
dalam kondisi yang masih baik dan begitu juga sebaliknya. Breakdown Voltage
Merk Megger seri OTS100AF didesain lengkap memenuhi standard pengukuran
internasional. Alat ini dilengkapi dengan bejana minyak yang sangat mudah untuk
dibersihkan Elektroda dimasukan mendatar ke dalam bejana pengukur, yaitu
mencegah medan listrik yang disebabkan turbulensi dan korona. Ini juga
memungkinkan penentuan sample minyak dengan jarak dari elektroda dapat
ditentukan dengan puller 2,5 mm, sebagai gap/jarak dan tanpa memasang alat
ukur melalui perpanduan meter yang disesuaikan.
Gambar 3.4. Alat Penguji Tegangan Tembus
Megger OTS 100AF
(Sumber : Dokumentasi Pribadi)
24
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Tegangan Tembus Minyak Trafo
No UraianKegiatan Acuan
Selangwaktu 5
menit-an ke
Hasil(kV/2,5mm)
1 Tegangantembusminyak
Standart IEC 156Tegangan Teg.
Tembus ygdiijinkan
-MinyakBagian
Atas
< 70kV70 –
170kV˃170kV
˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm
123456
Rata-rata
-MinyakBagianBawah
< 70kV70 –
170kV˃170kV
˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm
1 44,52 43,23 45,94 50,25 53,46 42,3
Rata-rata 46,6
-MinyakOLTC
< 70kV70 –
170kV˃170kV
˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm
1 29,12 29,43 28,64 29,55 28,36 26,4
Rata-rata 28,6
25
4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak Bagian Bawah
Berdasarkan Tabel 4.1 terlihat bahwa adanya perubahan mempengaruhi
tegangan tembus minyak transformator pada 6 kali pengujian, yaitu nilai tegangan
tembus mengalami peningkatan yang tidak terlalu besar. Cara menghitung rata-
rata pengujian dari pertama sampai ke 6 adalah sebagai berikut :
Vb (rata-rata) =, , , , , ,
= 46,6 kV/2,5mm
4.2.2 Analisis Tegangan Tembus Minyak OLTC
Berdasarkan Tabel 4.1 terlihat bahwa adanya perubahan mempengaruhi
tegangan tembus minyak transformator pada 6 kali pengujian, yaitu nilai tegangan
tembus mengalami penurunan yang sangat besar. Cara menghitung rata-rata
pengujian dari pertama sampai ke 6 adalah sebagai berikut :
Perhitungan nilai rata-rata tegangan tembus minyak OLTC adalah :
Vb (rata-rata) =, , , , , ,
= 28,6 kV/2,5mm
4.2.3 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo Bagian Bawah Pada Suhu
30˚C
Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata minyak trafo bagian bawah dapat
diketahui Ketahanan dielektrik minyak trafo berlawan lurus oleh nilai tengangan
tembus kemudian misalnya terjadi peningkatan nilai pada tegangan tembus
ketahanan dielektrik juga akan semakin berkembang. Perhitungan kekuatan
dielektrik minyak trafo bagian bawah memakai rumus sebagai berikut :
26
= ( )(kV/mm)
Keterangan :
Vb : Tengangan tembus (kV)
E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)
D : Jarak sela (mm)
Minyak bawah = ,,= 18,64 (kV/mm)
4.2.4 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo OLTC Pada Suhu 30˚ C
Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata minyak trafo OLTC dapat diketahui
Ketahanan dielektrik minyak trafo berlawan lurus oleh nilai tengangan tembus
kemudian misalnya terjadi peningkatan nilai pada tegangan tembus ketahanan
dielektrik juga akan semakin berkembang. Perhitungan kekuatan dielektrik
minyak trafo bagian bawah memakai rumus sebagai berikut :
= ( )(kV/mm)
Keterangan :
Vb : Tengangan tembus (kV)
E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)
D : Jarak sela (mm)
Minyak Oltc = ,,= 11,44 (kV/mm)
27
4.3 Pembahasan
Bagian minyak yang diuji tegangan tembusnya, minyak bagian bawah, dan
minyak OLTC. Standar yang digunakan sebagai acuan adalah standart IEC 156.
Ada tiga parameter standar :
a. Untuk tegangan <70kV, tegangan tembus yang diijinkan ˃30kV/2.5mm
b. Untuk tegangan 70 – 170kV, tegangan tembus yang diijinkan
˃40kV/2.5mm
c. Untuk tegangan ˃170kV, tegangan tembus yang diijinkan ˃50kV/2.5mm
Hasil di minyak bagian bawah dari uji pertama sampai uji keenam dengan
tegangan <70kV dan tegangan tembus yang diijinkan >30kV/2.5mm menunjukan
hasil rata-rata dengan nilai 46,6 kV/2.5mm dan ketahan dielektrik pada suhu 30˚
sebesar 18,16 kV/mm dimana nilai tersebut masih bagus menurut standart IEC
156.
Hasil di minyak OLTC (On Load Tap Changer) dengan tegangan yang sama
<70 kV dan tegangan tenmbus yang diijinkan >30kV/2.5mm menunjukan hasil
rata-rata dengan nilai 28.6 kV/2.5mm dan ketahan dielektrik pada suhu 30˚
sebesar 11,44 kV/mm menunjukan kondisi yang kurang baik sehingga perlu
adanya penggantian minyak sesuai dengan standart IEC 156 . Minyak yang sudah
tidak layak biasanya akan berwarna coklat dan minyak yang masih baru berwarna
kuning bening.
28
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Transformator tenaga di Gardu Induk Panakkukang bisa dikatakan masih
dalam keadaan bagus karena masih dalam keadaan baru dan belum lama
diganti.
2. Hasil uji tegangan tembus minyak isolasi untuk minyak bagian bawah
menunjukan rata-rata 46,6 kV/2.5mm dengan kesimpulan masih bagus.
Minyak OLTC dengan tegangan tembus rata-rata 28,6 kV/2.5mm
menunjukkan minyak dalam keadaan kurang baik sehingga perlu adanya
penggantian minyak.
5.2 Saran
1. Minyak trafo apabila sudah dalam keadaan yang tidak bagus perlu
dilakukan penyaringan tapi untuk minyak OLTC bila dalam keadan tidak
bagus harus diganti.
29
DAFTAR PUSTAKA
1. Asep Saepuloh, Dkk, Evaluasi Unjuk Kerja Trafo Berpendingin Minyak,
Buletin Reaktor,Vol. III, No.2,Okt 2006:1-10
2. Christine,Widyastuti.Oktaria,Handayani.Tasdik,Dar mana. Pengaruh
Kadar Air Terhadap Tegangan Tembus Minyak Transformator Distribusi,
Jurnal : Energi dan Kelistrikan, Volume 10 No.2 ( 2018 ).
3. Rahmawati, Sri Agustina, Monang R Manalu, Evaluasi Kandungan Air
Terhadap Tegangan Tembus Pada Minyak Jarak Yang Telah Melalui
Proses Transesterifikasi Sebagai Alternatif Minyak Transformator “ ,
STTPLN:2014
4. SPLN, 49-1 Minyak Isolasi Pada Transformator,1982.
5. Asep Saepuloh, Yayan Andriyanto.(view Oktober 2019).Pengujian
Karakteristik Minyak Sebagai Media Isolasi Trafo Pada Sistem
Kelistrikan Di Rsg-Gas.Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir. Vol. 5 No.
2, Oktober 2008: 9 - 16.
http://repo-nkm.batan.go.id/5305/1/AsepS_ok.pdf
6. Tajudin,1998 “Analisis Kegagalan Minyak Transformator”, Elektro
Indonesia, Edisi 12 Maret. https://core.ac.uk/download/pdf/11724484.pdf
7. Arip Dokumen PT. PLN (Persero) ULTG Panakkukang
8. Buku Laporan KKP-PLUS
LAMPIRAN1. Surat Perintah Kerja Internal
2. DATA PENGUJIAN
3. Dokumentasi