BAB III METODA PENGUJIAN DAN STANDAR YANG DIGUNAKAN

Transkripsi

1 BAB III METODA PENGUJIAN DAN STANDAR YANG DIGUNAKAN 3.1 Proses Pengujian DGA Pengujian DGA adalah salah satu metoda yang banyak diterapkan untuk mengetahui kondisi gangguan terkini dalam suatu transformator. Proses pengujian dapat dilakukan dengan cara pengambilan sampel minyak dari suatu trafo, kemudian sample ini akan diuji dalam suatu alat yang dinamakan DGA (Dissolved gas Analysis). Dari hasil pengujian ini akan didapat data kandungan gas terlarut yang kemudian dapat dianalisa apakah kondisi gas terlarut tersebut masih dalam kondisi normal atau tidak Mulai A Pengambilan Sampel Minyak Analisa Minyak Trafo Ekstraksi Gas Interprestasi data TDCG Interprestasi data TDCG TDCG > 72 Kesimpulan dan saran A Selesai Gambar 3.1 Diagram alir proses pengujian DGA 23

2 Data spesifikasi transformator Berikut adalah data dari name plate trafo yang di uji : Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator no spesifikasi 1 Type 1.25/6,6 2 stnadards C.E./-UNESA-V.D.E 3 Transformer 22.27/T13 4 Diagram dimension Date of manufacturs 5/ Total weight 3.5 kg 7 Weight of oil 8 kg 8 Untanking weight 1.6 kg 9 Rating ONAN 1.25 kva 1 Rating ONAF 1.5 kva 11 Copper/oil temperatur 6/55 o C rise 12 Ambient temperatur 45 o C max 13 connection Dyn Impedance voltage 6 % 15 Changes under cover (connection) voltage rate No load taps Voltage (V) Current (A) ONAN , , , , ,2 ONAF , , ,1 Power (kva) Proses pengujian oli sampel menggunakan Transport X Proses pengambilan sampel oli pada trafo Dalam proses pengambilan oli sampel hal yang harus diperhatikan adalah kondisi oli yang akan kita ambil harus terjamin tidak terkontaminasi oleh zat-zat lain bahkan udara sekitar pun tidak boleh terbawa masuk kedalam syringe sehingga kita dapat mengetahui konsisi yang sebenarnya dari kualitas sampel oli yang kita ambil.

3 25 Gambar 3.2 Proses pengambilan oli sampel Adapapun proses pengambilan sampel oli sebagai berikut : 1. Buka baud/penutup oli pada trafo, kemudian masukan selang putih pada lubang baud/penutup yang telah dibuka. 2. Buka secara perlahan transformator valve. Sehingga oli trafo dapat menggalir kedalam syringe, jangan lupa pada 3 way stopcock valve atur pada posisi pengisian. 3. Setelah proses pengisian menunjukan pada angka 5 ml. Tutup transformator valve. Kemudian lepasan selang dari lubang penutup/baud dan tutup/pasang kembali baud penutup pada trafo dan pastikan kondisinya rapat Proses pengujian oli sampel Adapun untuk proses pengujiannya adalah sebagai berikut : 1. Pasang dan masukan kabel power transport x kedalam setop kontak. Kemudian switch on transport x, maka akan terlihat kondisi layar LCD touch screen nya seperti gambar dibawah ini.

4 26 Gambar 3.3 Transport X 2. Pada layar LCD ada pilihan Main menu untuk menentukan langkah pertama pengujian yaitu dengan meyentuh layar pada pilihan Start New Measurenment yang berada di icon yang tertera disebelah kiri layar. Gambar 3.4 Pilihan Main menu pada layar LCD 3. Setelah start new measurenment di sentuh maka akan tampil seperti gambar 3.4. karena menggunakan sampel oli tarfo, maka sentuh pilihan Transformator kemudian pilih dan sentuh next.

5 27 Gambar 3.5 Equipment Type 4. Kemudian akan muncul pilihan seperti pada gambar 3.5. pada menu equipment location pilih add new (bila membuat database baru) tulis nama trafo nama substation, kemudian tekan next. Gambar 3.6 Menu Equipment Location 5. Menu Equipment ID, tekan add new (bila membuat database baru) tulis nama trafo atau tag number, tegangan, daya, dan no. Seri kemudian tekan next.

6 28 Gambar 3.7 Menu Equipment ID 6. Pilih jenis pengujian berdasarkan sampel. Karena penulis menggunakan sampel oli trafo sehingga pilih Drain. Kemudian pilih next dan pilih oli sample. Gambar 3.8 Menu Equipment sampling point 7. Pada menu sampel source pilih jenis pengujian yang akan dilakukan apakah menguji minyak trafo atau menguji dari trafo (gas bucholz). Karena menguji minyak trafo maka pilih Oil sample lalu tekan next.

7 29 Gambar 3.9 Pilihan oli sample dan gas sample 8. Pada menu optional detail, lakukan hal berikut : a. tekan comment, tulis keterangan tambahan yang diperlukan (contoh : maintenance atau overhaul), kemudian tekan OK. b. tekan extraction temperatur. Tulis temperatur minyak saat pengambilan sampel, kemudian tekan OK. Gambar 3.1 Menu Optional detail 9. Proses pengecekan konfirmasi kembali database yang telah diisi, bila sudah benar tekan next.

8 3 Gambar 3.11 Menu details transformator 1. Sebelum melakukan instruksi sesuai gambar 3.1. pastikan botol lid assembly sudah bersih dari minyak trafo pengujian sebelumnya. Kemudian ikuti instruksi sesuai dengan yang tertera pada layar. Gambar 3.12 menu install bottle 11. Masukan pengaduk / magnetic stirrer ke dalam botol, tutup kembali dengan tutup botol ekstraktor. Kemudian letakan pada tempat (holder) pada alat test Transport X (seperti gambar 3.12). dan sambungkan 1 probe untuk temperatur. Kemudian bila semunya sudah siap tekan next.

9 31 Gambar 3.13 botol ekstraktor pada holder 12. Bila sudah ada insturksi untuk memasukan minyak ke dalam botol Lid Assembly menggunakan syringe, dalam memasukkan minyak pastikan penekanan syringe tidak terlalu cepat. Gambar 3.14 instruksi untuk memasukan minyak sampel

10 Masukan minyak kedalam botol lid assembly dalam waktu kurang dari 2 menit, bila lebih maka akan terjadi purge kembali. Bila sudah selesai memasukan minyak tekan next. Gambar 3.15 Proses memasukan minyak sampel kedalam botol lid assembly 14. Tunggu sekitar 2 menit, bila telah selesai maka akan muncul kondisi gas terlarut seperti gambar 3.15 berikut ini. Gambar 3.16 Kondisi gas terlarut

11 Metoda Interpretasi data uji DGA Terdapat beberapa metode untuk melakukan interpretasi data dan analisis seperto yang tercantu pada IEE std.c dan IEC 6599, yaitu : Standar IEEE (TDCG) Analisa jumlah total gas terlarut yang mudah terbakar / TDCG (Total Dissolved Combustible gas) aakn menunukan keadaan transformator. Tabel 3.2 batas konsentarsi gas terlarut berdasarkan IEEE std.c Kondisi H 2 CH 4 C 2 H 2 C 2 H 4 C 2 H 6 CO CO 2 TDCG >18 >1 >8 >2 >15 >14 >1 >463 *) karbondioksida (CO2) saja tidak termasuk kategori TDCG. Catatan : kondisi 1 = kondisi normal Kondisi 2 = Tingkat TDCG mulai tinggi Kondisi 3 = Waspada, dekomposisi isolasi Kondisi 4 = Kerusakan Isolasi Standar IEEE akan menetapkan tindakan operasi yang harus dilakukan pada bagian kondisi Key Gas Key gas didefinisikan oleh IEEE std.c sebagai gas-gas yang terbentuk pada transformator pendingin minyak yang secara kualitatif dapat digunakan untuk menentukan jenis kegagalan yang terjadi, berdasarkan jenis gas yang khas atau lebih dominan terbentuk pada berbagai temperatur.

12 34 Tabel 3.3 Tabel jenis kegagalan menurut analisis key gas Arcing Fault Key Gas Criteria Acetylene (C2H2) Large amount of H2 and C2H2, and minor quantites of CH4 and C2H4. CO and CO2 may also exist if cellulose is involved. Gas Percent Amount H2 : 6 % C2H2 : 3% Corona (Low Energy PD) Hydrogen (H2) Large amount of H2, some CH4, with small quantities of C2h6 and C2H4. CO and CO2 may be comparable if cellulose is involved. H2 : 85 % CH4 : 13% Overheating of Oil Ethylene (C2H4) Large amount of C2H4, less amount of C2H6, some quantities of CH4 and H2 C2H4 : 63% C2H6 : 19% Overheating of Cellulose Carbon Monoxide (CO) Large amount of CO and CO2, hydrocarbon gases may exist. CO : 92 % Dari table diatas dapat dibuat diagram batang sebagai berikut : 1. Arcing RELATIVE PROPORTIONS ( %) ARCING IN OIL 6 KEY GAS CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 GAS Gambar 3.17 Diagram batang arcing Diagram batang diatas menunjukan kondisi umum terjadinya arcing adalah dengan tingginya kandungan gas H2 (6%) dan diikuti dengan munculnya gas C2H2 (3%) yang menjadi ciri utama terjadinya arcing, serta diikuti pula

13 35 kandungan gas yang lain (CH4, C2H6, C2H4) walaupun kandungannya relatife lebih sedikit. 2. Corona / partial discharge RELATIVE PROPORTIONS (%) CORONA IN OIL / PARTIAL DISCHARGE 85 KEY GAS CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 GAS Gambar 3.18 Diagram batang corona Terjadinya corona /partial discharge adalah ditandai dengan dominanya gas H2 (85%) dan diikuti dengan gas CH4 (13%). Sehingga bila terjadi partial discharge gas utama yang dominan adalah hidrogen (H2). 3. Overheating of oil RELATIVE PROPORTIONS (%) OVERHEATED IN OIL 63 KEY GAS CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 GAS Gambar 3.19 Diagram batang overheating in oil Diagram ini menunjukan overheating of oil bila kandungan gas C2H4 nya dominan (63%) dan diikuti dengan munculnya gas-gas H2 (2%), CH4 (16%), dan C2H6 (19%).

14 36 4. Overhating of cellulose 1 92 OVERHEATED CELLULOSE RELATIVE PROPORTION (%) CO H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 KEY GAS GAS Gambar 3.2 Diagram batang overheating of cellulose Overheating of cellulose merupakaan pemansan pada isolasi kertas, indikasi umumnya adalah meningkatnya gas CO (92%). Gas ini biasanya dipicu oleh faktor pembebanan pada trafo Roger s Ratio Berikut ini adalah bebrapa table yang berkaitan dengan metoda Roger s ratio : Tabel 3.4 Tabel Ratio Roger s Code range of ratio < >3 C2H2/ C2H CH4/ H C2H4/ C2H6 1 2 Detection limit and 1 x detection limit are shown bellow : C2H2 1 ppm 1 ppm C2H4 1 ppm 1 ppm CH4 1 ppm 1 ppm H2 5 ppm 5 ppm C2H6 1 ppm 1 ppm Case Fault type Problems found No fault Normal aging 1 Low energy partial discharge 1 1 Electric discharges in bubbles, cused by insulation voids or super gas saturation in oil or cavitation (from pumps) or high 2 High energy partial discarge moisture in oil (water vapor bubbles). 1 1 Same as above but leading to tracking or perforation of solid cellulose insulation by sparking, or arcing: this generally produces CO and CO2.

15 37 3 Low energy discharge sparjing, arcing 4 High energy discharge, arching 5 Thermal fault lessthan 15 O C (see note 2) 6 Thermal fault temp. Range 15-3 O C (see note 3) 7 Thermal fault temp. Range 3-7 O C 8 Thermal fault temp range over 7 O C (see note 4) Continuous sparking in oil between bad connectons of different potential or floating potential (poorly grounded shield etc); breakdown of oil dielectric between solid insulation materials. 1 2 Discharge (arcing) with power follow through; arcing breakdown of oil between windings or coils, or between coils and ground, or load tap changer arching across the contacts during switching with the oil leaking into the main tank. 1 Insulated conductor overheating; this generally produces CO and CO2 because this type of fault generally involves cellulose insulation. 2 Spot overheating in the core due to flux concerntrations. Tems below are in order of increasing temperatures of hot spots. Small hot spots in core. Shorted laminations in core. Overheating of copper conductor from eddy currents. Bad connection on winding to incoming lead, or bad contacts on load or no-load tap changer. Circulating currents in core; this could be an extra core ground, (circulating currents in the tank and core); this could also mean stray flus in the tank. These pronlems may inbolve cellulose insulation which will produce CO and CO2. Tabel 3.5 code definition of Rogers refined ratio method [Rogers75] Gas Ratio Range Code CH4/H2 not greater than.1 5 (R1) between.1 and 1. between 1. and 3. 1 C2H6/CH4 (R4) not less than 3. 2 less than 1. not less than 1. 1

16 38 Tabel 3.5 code definition of Rogers refined ratio method [Rogers75] (Lanjutan) Gas Ratio Range Code C2H4/C2H6 less than 1. (R5) between 1. and 3. 1 C2H2/C2H4 (R2) not less than 3. 2 less than.5 between.5 and 3. 1 not less than 3. 2 Tabel 3.6 Diagnosis of Roger refined ratio method [Roger 75] R1 R4 R5 R2 Diagnosis normal deterioration 5 partial discharge 1 or 2 slight overheating - below 15 C (?) 1 or 2 1 slight overheating C (?) 1 slight overheating C (?) 1 General conductor overheating 1 1 Winding circulating currents 1 2 core and tank cirulating currents, overheated joints 1 flashover without power follow through 1 or 2 1 or 2 arc with power follow through 2 2 continuous sparking to floating potential 5 1 or 2 partial discharge with tracking (note CO) Duval s Triangel Gambar 3.21 Segitiga Duval

17 39 Kordinat segitiga : % CH4 = CH4/(CH4+C2H4+C2H2)*1% %C2H4 = C2H4/(CH4+C2H4+C2H2)*1% %C2H2 = C2H2/(CH4+C2H4+C2H2)*1% Kode gangguan yang dapat dideteksi dengan Dissolved Gas Analysis (DGA) menggunakan metode segitiga ini : 1. PD = Discharge sebagian 2. D1 = Discharge energi rendah 3. D2 = Discharge energi tinggi 4. T1 = Thermal faults pada temperatur < 3 O C 5. T2 = Thermal faults pada temperatur 3 O C<T<7 O C 6. T3 = Thermal Faults pada temperatur > 7 O C 7. Zona DT = Campuran termal dan electrical fault.