8/7/2019 wadie

1/9

PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DAYA PADA GARDU INDUK

150 kV SRONDOL PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI REGION

JAWA TENGAH DAN DIY

UPT SEMARANG

Hadha Alamajibuwono1, Dr. Ir. Hermawan, DEA2

1Mahasiswa dan 2Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia

Email :masbol_outz@yahoo.com

Abstrak

PLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyuplai energi listrik yang ada

dengan seoptimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat

memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga kualitas sistem penyaluran dan kerusakan peralatan,

maka diperlukan suatu sistem pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi Gardu Induk. Dalam suatu garduinduk terdapat suatu peralatan yaitu transformator daya yang berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dari

tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan).

Pemeliharaan transformator daya dilakukan untuk menjaga efektivitas dan daya tahan peralatan sistem

tenaga listrik, khususnya transformator daya agar dapat bekerja sebagaimana mestinya sehingga kontinuitas

penyaluran tetap terjaga dengan baik. Oleh karena itu diperlukan pemeliharaan secara terjadwal sesuai dengan

buku panduan dari pabrik. Jika terjadi ketidaknormalan dari suatu hasil pemeliharaan transformator maka

perlu dilakukan investigasi lebih lanjut agar tidak terjadi gangguan pada saat transformator beroperasi.

Kata Kunci : Transformator daya, Gardu Induk, Pemeliharaan.

I. PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangGardu Induk merupakan kumpulanperalatan listrik tegangan tinggi yang mempunyai

fungsi dan kegunaan dari masing-masing

peralatan yang satu sama lain saling terkait

sehingga penyaluran energi listrik dapat

terlaksana dengan baik.

Salah satu peralatan utama yang terdapat di

Gardu Induk adalah transformator daya.

Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak

benar terhadap transformator daya akan

memperpendek umur transformator daya dan

akan menimbulkan gangguan gangguan pada

saat beroperasi sehingga kontinuitas penyaluran

menjadi tidak lancar.

1.2 TujuanTujuan penulisan laporan kerja praktek ini

adalah untuk mengetahui pemeliharaan

transformator daya yang terdapat di Gardu Induk

150 kV Srondol.

1.3 Pembatasan MasalahMakalah ini disusun untuk mempelajari

jenis dan bagian-bagian transformator daya yang

terdapat di GI 150 kV Srondol. Untuk

mempersempit masalah, maka hanya dibahas

mengenai pemeliharaan pada transformator daya.

II. DASAR TEORITransformator daya adalah suatu peralatan

tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan

daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan

rendah atau sebaliknya (mentransformasikan

tegangan).

Dalam operasi umumnya, trafo trafo

daya ditanahkan pada titik netralnya sesuai

dengan kebutuhan untuk sistem

pengamanan/proteksi, sebagai contoh

transformator 150/70 kV ditanahkan secara

langsung disisi netral 150 kV, dan transformator

70/20 kV ditanahkan dengan tahanan disisi netral

20 kVnya.

mailto:masbol_outz@yahoo.commailto:masbol_outz@yahoo.commailto:masbol_outz@yahoo.commailto:masbol_outz@yahoo.com

8/7/2019 wadie

2/9

2.1 Prinsip Kerja

Trafo bekerja atas dasar 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 I2 (pada trafo takberbeban : I0) pada belitan primer, yang

kemudian akan membangkitkan fluksi bolak-

balik pada inti trafo. Kemudian fluksi ini

membangkitkan primer dan arus I2 pada

sekunder, bila trafo berbeban.

Gambar 2.1 Lilitan Trafo Daya

Keterangan :

E1 : Tegangan primer

E2 : Tegangan sekunder

I1 : Arus primer

I2 : Arus sekunderN1 : Lilitan primer

N2 : Lilitan sekunder

e1 : Tegangan Induksi Primer

e2 : Tegangan Induksi Sekunder

: Fluksi

2.2 Bagian Bagian dari Transformator

2.2.1 Bagian Utama

a) Inti BesiInti besi berfungsi untuk

mempermudah jalan fluksi 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 eddy

(Eddy Current).

b) Kumparan TransformatorTerdiri dari beberapa lilitan

berisolasi yang membentuk suatu

kumparan. Kumparan tersebut diisolasi

baik terhadap inti besi maupun terhadap

kumparan lain dengan isolasi padat seperti

karton, pertinax, dan lain lain.

Umumnya pada trafo terdapat

kumparan primer dan sekunder. Bila

kumparan primer dihubungkan dengan

tegangan/arus bolak

balik maka padakumparan tersebut timbul fluksi. Fluksi ini

akan menginduksikan tegangan, dan bila

pada rangkaian sekunder ditutup (bila ada

rangkaian beban) maka akan menghasilkan

arus pada kumparan ini. Jadi kumparan

sebagai alat transformasi tegangan dan

arus.

c) Minyak TransformatorMinyak transformator disini

berfungsi sebagai pengisolasi (isolator) danpendingin. Minyak sebagai isolator

berfungsi mengisolasi kumparan di dalam

transformator supaya tidak terjadi loncatan

bunga api listrik akibat tegangan tinggi.

Minyak sebagai pendingin berfungsi

mengambil panas yang ditimbulkan saat

transformator berbeban lalu

melepaskannya dan melindungi komponen

di dalamnya terhadap oksidasi dan korosi.

d)

BushingHubungan antara 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

e) Tangki dan KonservatorPada umumnya bagian bagian

transformator yang terendam minyak trafo

ditempatkan di dalam tangki. Untuk

menampung pemuaian minyak trafo,

tangki dilengkapi dengan konservator

2.2.2 Peralatan Bantu

a) PendinginPada inti besi dalam kumparan

kumparan akan timbul panas akibat rugi

besi dan rugi tembaga. Apabila panas

tersebut mengakibatkan kenaikan suhu

yang berlebihan, akan merusak isolasi di

dalam trafo. Untuk mengurangi kenaikan

suhu transformator yang berlebihan, maka

perlu dilengkapi dengan alat

8/7/2019 wadie

3/9

pendingin/sistem pendingin untuk

menyalurkan panas keluar transformator.

Media yang dipakai pada pendingin dapat

berupa :

Udara/gas Minyak Air

b) Tap Changer (Perubah Tap)Tap changer adalah alat perubah

perbandingan transformasi untuk

mendapatkan tegangan operasi sekunder

yang diinginkan dari jaringan tegangan

primer yang berubah ubah. Tap changer

yang bisa beroperasi untuk memindahkan

tap transformator dalam keadaan

transformator tidak berbeban disebut OffLoad Tap Changer dan hanya dapat

dioperasikan secara manual. Tap changer

yang dapat beroperasi untuk memindahkan

tap transformator dalam keadaan berbeban

disebut On Load Tap Changer dan dapat

dioperasikan secara manual maupun

otomatis.

c) Alat Pernafasan (Dehydrating Breather)Akibat pernafasan transformator

tersebut maka permukaan minyak akanselalu bersinggungan dengan udara luar.

Udara luar yang lembab akan menurunkan

nilai tegangan tembus minyak

transformator, maka untuk mencegah hal

tersebut pada ujung pipa penghubung

udara luar dilengkapi dengan alat

pernafasan berupa tabung berisi kristal zat

hygroskopis.

d) IndikatorUntuk mengawasi selamatransformator beroperasi, maka perlu

adanya indikator pada transformator

sebagai berikut :

Indikator suhu minyak Indikator permukaan minyak Indikator suhu winding Indikator kedudukan tap

III. PEMELIHARAAN TRANSFORMATORDAYA

Pemeliharaan transformator daya

dilakukan untuk menjaga efektivitas dan daya

tahan peralatan sistem tenaga listrik, khususnya

transformator daya agar dapat bekerjasebagaimana mestinya sehingga kontinuitas

penyaluran tetap terjaga dengan baik.

3.1 Jenis jenis PemeliharaanPemeliharaan dibagi menjadi beberapa jenis

sebagai berikut :

a. Pemeliharaan preventive (Time basemaintenance)

Pemeliharaan preventive adalah

kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan

untuk mencegah terjadinya kerusakan secaratiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk

kerja peralatan yang optimum sesuai umur

teknisnya

b. Pemeliharaan Prediktif (Conditionalmaintenance)

Pemeliharaan prediktif adalah

pemeliharaan yang dilakukan dengan cara

mempredisi kondisi suatu peralatan listrik,

apakah dan kapan kemungkinannya

peralatan listrik tersebut menuju kegagalanc. Pemeliharaan korektif (Corective

maintenance)

Pemeliharaan korektif adalah

pemeliharaan yang dilakukan secara

terencana ketika peralatan listrik mengalami

kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat

menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk

mengembalikan pada kondisi semula disertai

perbaikan dan penyempurnaan instalasi

d.

Pemeliharaan darurat (Breakdownmaintenance)

Pemeliharaan darurat adalah

pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi

kerusakan mendadak yang waktunya tidak

tertentu dan sifatnya terurai

\

8/7/2019 wadie

4/9

3.2Analisa Hasil PemeliharaanTransformator Daya pada GI 150 kV

Srondol

a. Pengujian Tegangan Tembus MinyakPengujian tegangan tembus adalah

suatu pengujian dimana minyak trafo diberitegangan pada frekuensi sistem pada dua

elektroda yang diletakkan didalam minyak

isolasi. Jarak elektroda tergantung pada

standard yang digunakan. Pada banyak

standard jarak yang digunakan adalah 2,5

mm

Gambar 3.1 Alat uji tegangan tembus minyak

Tabel 3.1 Data Pengujian tegangan tembus minyak

isolasi

No

Uraian

Kegiatan

Tegangan

Tembus(kV/2,5 mm)

Warna Minyak

Trafo

1Minyak

bagian atas

75 2

2Minyak

bagian bawah

75 2

3Minyak

OLTC

70.3 2.5

Standar Pengujian SPLN 49 1 : 1982

Tegangan Tembus

0

70 kV : > 30 kV/2,5 mm70 170 kV : > 40 kV/2,5 mm

> 170 kV : > 50 kV/2,5 mm

Warna Minyak Trafo

1 2 : Baik (kuning pucat)

2,5 3 : Cukup Baik (kuning terang)

3,5 5,5 : Sedang (kuning sawo)

6 10 : Tidak Baik(coklat kehitaman)

Dari data hasil pengujian/pengukuran

tegangan tembus minyak di atas maka dapat

disimpulkan bahwa minyak isolasi trafo

masih layak digunakan karena masih dalam

batas yang diijinkan menurut standar

pengujian SPLN 49 1 : 1982. Tidak ada

tegangan tembus minyak isolasi yang berada

di bawah 40 kV/2,5 mm.

b. Pengukuran Tahanan Isolasi BelitanTrafo

Pengukuran tahanan isolasi belitan

trafo ialah proses pengukuran dengan suatu

alat ukur Insulation Tester (megger) untuk

memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan

isolasi belitan / kumparan trafo tenaga antara

bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap

badan (Case) maupun antar belitan primer,

sekunder dan tertier (bila ada).

Pada dasarnya pengukuran tahanan

isolasi belitan trafo adalah untuk mengetahui

besar (nilai) kebocoran arus (leakage current

) yang terjadi pada isolasi belitan atau

kumparan primer, sekunder atau tertier.

Kebocoran arus yang menembus isolasi

peralatan listrik memang tidak dapat

dihindari. Oleh karena itu, salah satu cara

meyakinkan bahwa trafo cukup aman untuk

diberi tegangan adalah dengan mengukurtahanan isolasinya. Kebocoran arus yang

memenuhi ketentuan yang ditetapkan akan

memberikan jaminan bagi trafo itu sendiri

sehingga terhindar dari kegagalan isolasi

Gambar 3.2 Alat ukur tahanan isolasi

8/7/2019 wadie

5/9

R10

X 100 % - (Polarization Index).

R 1

Keterangan :

R1 = Nilai tahanan isolasi pengukuranmenit pertama,

R10 = Nilai tahanan isolasi pengukuran pada

menit kesepuluh

Tabel 3.2 Data hasil pengukuran tahanan isolasi

NoKumparan/Belitan

Trafo

Hasil Pengukuran

(M)

1

menit

10

menit

IP

1

Primer Tanah 853 1560 1,82

2Sekunder Tanah 1760 2630 1,49

3Tertier Tanah 1930 5120 2,65

4Primer Sekunder 2140 4420 1,94

5Primer Tertier 4800 7890 1,64

6Sekunder Tersier 2140 6330 2,95

7Primer & Sekunder

Tertier

2400 6800 2,83

Menurut standar VDE (catalouge228/4) minimum besarnya tahanan isolasi

kumparan trafo, pada suhu operasi dihitung

1 kilo Volt = 1 M (Mega Ohm)

Tabel 3.3 Index nilai polarisasi

Dari data hasil pengujian/pengukuran

di atas dapat disimpulkan bahwa tahanan

isolasi belitan trafo cukup aman dan

kebocoran arus masih memenuhi ketentuan

sehingga trafo aman untuk diberi tegangan

dan terhindar dari kegagalan isolasi. Hal ini

disebabkan karena nilai index polarisasi (IP)

dari tahanan isolasi belitan trafo masih

dalam batas kondisi baik yaitu di atas 1,25.

c. Pengujian/Pengukuran Ratio TeganganUntuk mengetahui ratio atau

perbandingan sebenarnya dari alat yang

berfungsi untuk mentranformasikan besaran

listrik, antara lain Transformator tenaga,

Transformator arus dan Potensial

Transformator (Capasitive Voltage

Transformator atau lebih dikenal dengan

sebutan CVT).

Ratio yang akan dibandingkan adalah

nilai awal (nilai desain-nya, factory report

atau site test report) dengan nilai pengujian

terakhir. Sehingga dapat diketahui ratio dari

alat listrik tersebut masih sesuai atau tidak.

Persamaan dasar Transformator adalah :

E2 N2

= = K

E1 N1

Keterangan :

N2 = banyaknya belitan pada sisi sekunder

N1 = banyaknya belitan pada sisi primer

E1 = tegangan pada sisi primer.

E2 = tegangan pada sisi sekunder

K = konstanta Transformator atau ratio

transformator.Jika N2 > N1 atau K > 1 maka trafo

tersebut berfungsi sebagai penaik tegangan

atau step-up transformer, demikian

sebaliknya bila N2 < N1 atau K< 1

berfungsi sebagai trafo penurun tegangan

atau step-down transformator.

Idealnya Transformator mempunyai

daya input sama dengan daya output, dalam

persamaan :

Input VA = Output VAV1 I1 = V2 I2 atau I2 V1 1

= =

I1 V2 K

Kondisi Index Polarisasi

Berbahaya < 1,0

Jelek 1,0 - 1,1

Dipertanyakan 1,1 - 1,25

Baik 1,25 - 2,0

Sangat Baik Di atas 2.0

8/7/2019 wadie

6/9

Gambar 3.3 Rangkaian Pengujian ratio tegangan

Tabel 3.4 Data hasil pengukuran ratio tegangan

Sesuai dengan standar SPLN 50

1982 sebagaimana diuraikan juga dalam IEC76(1976), toleransi yang diijinkan untuk

perbedaan ratio tegangan hasil pengukuran

adalah 0,5 % dari rasio tegangan name plate.

Dari data hasil pengukuran di atas

dapat disimpulkan bahwa rata rata nilai

ratio tegangan pada transformator masih

dalam batas toleransi yang diijinkan menurutstandar SPLN 50 1982 sehingga

transformator layak untuk dioperasikan.

d. Hasil Pengujian/Pengukuran TangenDelta

Pengujian tangen delta adalah dengan

melakukan pengukuran kemampuan

dielektrik dari kegagalan (breakdown) dan

pengukuran kerugian dielektrik untuk

mengetahui kualitas isolasi belitan

transformator

Transformator yang diuji diibaratkan

sebagai kapasitor. Apabila sebuah kapasitor

sempurna / ideal diberikan tegangan bolak

balik sinusoida maka arusnya akan

mendahului tegangan dengan 900, seperti

gambar 3.4

Gambar 3.4 Arus mendahului tegangan dengan

sudut 900

Dalam hal ini berlaku hubungan antara arus

Ic dan tegangan V :

Ic = C VOleh karena kehilangan daya

dielektrik, maka I mendahului V dengan

sudut kurang dari 90o, gambar 4.22. Sudut

disebut sudut fasa dari kapasitor dan faktor

dayanya Cos dan

= 90o

-

disebut sudut kehilangan ( loss angle ).

Jadi faktor daya dapat juga dinyatakan

sebagai sin .

Posisi

Tap

Tegangan Name Plate Hasil Pengukuran

Primer

(V)

Sekunder

(V)

Ratio (K) DIFF %

R S T R S T

13L168700 22000 7,693 7,692 7,694 0,32 0,31 0,33

12L167300 22000 7,627 7,627 7,627 0,3 0,3 0,3

11L165900 22000 7,561 7,560 7,562 0,27 0,26 0,28

10L164400 22000 7,495 7,494 7,496 0,31 0,29 0,32

9L163000 22000 7,429 7,428 7,429 0,28 0,26 0,28

8L161500 22000 7,363 7,363 7,363 0,31 0,31 0,31

7L160100 22000 7,298 7,297 7,299 0,28 0,27 0,29

6L

158700 22000 7,231 7,230 7,232 0,24 0,23 0,25

5L157200 22000 7,166 7,165 7,66 0,29 0,27 0,29

4L155800 22000 7,101 7,099 7,099 0,26 0,24 0,24

3L154300 22000 7,038 7,033 7,035 0,29 0,28 0,30

2L152900 22000 6,968 6,966 6,968 0,26 0,24 0,26

1L151400 22000 6,902 6,900 6,902 0,30 0,27 0,30

N150000 22000 6,836 6,835 6,836 0,26 0,24 0,26

13R148600 22000 6,769 6,768 6,769 0,21 0,20 0,21

12R147100 22000 6,704 6,702 6,704 0,26 0,23 0,23

11R145700 22000 6,637 6,635 6,637 0,22 0,20 0,22

10R144200 22000 6,571 6,571 6,572 0,25 0,25 0,26

9R

142800 22000 6,506 6,504 6,507 0,23 0,21 0,24

8R141300 22000 6,440 6,438 6,440 0,27 0,25 0,27

7R139900 22000 6,374 6,373 6,374 0,23 0,21 0,23

6R138500 22000 6,308 6,306 6,308 0,20 0,18 0,20

5R137000 22000 6,243 6,241 6,243 0,25 0,22 0,25

4R135600 22000 6,176 6,175 6,176 0,21 0,18 0,21

3R134100 22000 6,113 6,111 6,112 0,28 0,26 0,27

2R132700 22000 6,046 6,046 6,047 0,23 0,23 0,25

1R131300 22000 5,982 5,979 5,982 0,22 0,18 0,23

CV

Ic

.

V

Ic

I

8/7/2019 wadie

7/9

Gambar 3.5 Komponen pada kapasitor yang

tidak sempurna

Dalam kapasitor sempurna / ideal = 900

sehingga = 0. Oleh karena itu kehilangan

daya dielektrik dinyatakan oleh :

PD = I V cos = I V sin

Maka kehilangan daya dalam kapasitor

sempurna adalah Nol. Komponen padakapasitor yang tidak sempurna dijelaskan

pada gambar 3.5. Jadi persamaannya adalah:

Ic = I cos

Sehingga

= Keterangan :

1. Ic = Arus Kapasitor (Ampere)2. Ir = Arus Resistan (Ampere)3. = 2f4. PD = Power Disappear (Watt)5. Tan = Dissipation Factor

Gambar 3.6 Rangkaian pengukuran tangen delta

Beberapa istilah pada pengukuran adalah :

1. UST = Ungrounded Specimen Testartinya objek uji tidak ditanahkan

2. GST = Grounded Specimen Testartinya objek uji ditanahkan

3. CH L = Pengukuran antara kumparanPrimer dan Sekunder

4. CH G = Pengukuran antara kumparanPrimer dengan Ground

5. CL G = Pengukuran antara kumparanSekunder dengan Ground

Tabel 3.5 Hasil Pengujian Tangen Delta

Berdasarkan rekomendasi dari Double

Engineering tahun 1993 (pada 250C),

standar tangen delta adalah :

< 0,5 % = Normal

0,5 1 % = Perlu investigasi

> 1 % = ReklamasiDari data hasil pengujian/pengukuran

tangen delta di atas maka dapat disimpulkan

bahwa kualitas isolasi belitan trafo masih

dalam keadaan baik sehingga trafo masih

layak operasi. Hal ini disebabkan karena rata

- rata hasil pengujian/pengukuran tangen

delta masih dalam batas yang diijinkan yaitu

di bawah 0,5% (normal). Tetapi ada

beberapa yang melebihi batas normal (