1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui kondisi dari PMT yang akan dipasang pada GIS Kalisari.

Transkripsi

1 Makalah Seminar Kerja Praktek PEMELIHARAAN PMT 20 KV MEDIA ISOLASI GAS SF6 KUBIKEL OUTGOING 7 GIS KALISARI Johanes Nugroho Adhi Prakosa, Ir. Juningtyastuti, MT. Mahasiswa dan Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedharto, Tembalang, Semarang adhiprakosa14@gmail.com Abstrak Sistem ketenagalistrikan akhir-akhir ini telah mengarah pada peningkatan efisiensi dan kualitas dalam penyaluran energi listrik terutama pada gardu induk.. Namun seiring dengan peningkatan tersebut, diperlukan peralatan-peralatan yang harus siap sedia dan handal saat beroperasi. Pada GIS Kalisari terdapat ruang panel distribusi 20 KV yang berisi beberapa kubikel. Kubikel sendiri merupakan kesatuan dari beberapa peralatan tegangan menengah, salah satunya Pemutus Tenaga atau PMT. PMT ini memiliki media isolasi berupa gas SF6 yang digunakan untuk memadamkan busur api saat PMT trip. PMT tentunya juga memilik masa hidup (lifetime). Masa hidup ini akan berkurang cepat apabila PMT sering beroperasi dalam keadaan sistem tenaga yang tidak stabil. Tidak jarang pula PMT harus diganti apabila kondisinya dinyatakan tidak layak. Oleh karena itu, dibutuhkan pemeliharaan, yang dalam hal ini dilakukan oleh PT PLN (PERSERO) APD Jawa Tengah DI Yogyakarta Divisi HAR 20 KV, untuk dapat menjaga kondisi PMT agar tetap beroperasi dengan baik. Makalah kerja praktek ini berisi tentang metode pemeliharaan yang dilakukan oleh tim HAR 20 KV pada PMT di GIS Kalisari. Selain itu, akan dijelaskan pula berbagai macam pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kondisi terbaru PMT sebelum maupun dalam keadaan masih beroperasi. Hasil pengujian tersebut diharapkan dapat menjadi acuan untuk menentukan kelayakan PMT. Kata kunci : Sistem distribusi, PMT 20 KV, pemeliharaan, pengujian I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan sistem ketenagalistrikan dewasa ini telah mengarah pada peningkatan efisiensi dan kualitas dalam penyaluran energi listrik, khususnya pada Gardu Induk. Salah satu cara untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas peralatan Gardu Induk tersebut yaitu dengan melaksanakan pemeliharaan secara berkala. Pemeliharaan peralatan listrik bertujuan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya serta mendapatkan kepastian atau jaminan bahwa sistem suatu peralatan yang dipelihara akan berfungsi secara optimal untuk meningkatkan umur teknisnya dan keamanan bagi personil, sehingga dapat mencegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. Salah satu peralatan utama yang berada di Gardu Induk adalah pemutus tenaga (PMT). Untuk menjaga PMT dapat beroperasi secara maksimal dan optimal maka dilakukan pemeliharan terhadap peralatan tersebut. PMT perlu dipelihara secara periodik sesuai dengan jenis dan tipe PMT yang digunakan sebab penundaan pemeliharaan akan memperbe-sar kemungkinan terjadinya kerusakan peralatan. Oleh karena itu dari beberapa hal tersebut mendorong penulis untuk mengetahui dan memahami lebih jauh cara dan proses dalam pemeliharaan PMT di Gardu Induk. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui kondisi dari PMT yang akan dipasang pada GIS Kalisari. Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 1

2 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah yang akan dibahas di dalam Laporan Kerja Praktek ini adalah menentukan layak atau tidaknya PMT dengan metode pengujian standar dari PT PLN (PERSERO) APD Jateng-DIY. II. DASAR TEORI 2.1 Kubikel 20 KV Kubikel merupakan seperangkat panel hubung bagi dengan tegangan kerja Volt yang dipasang dalam gardu induk berfungsi sebagai pembagi, pemutus, penghubung, pengontrol dan proteksi sistem penyaluran tenaga listrik ke pusat - pusat beban. Bagian-bagian dari kubikel ditunjukkan oleh gambar 2.1 f. Kubikel Bus Riser / Bus Tie (Inter-face) Gambar 2.2 Kubikel outgoing 7 GIS Kalisari Gambar 2.1 Peralatan dalam kubikel 20 KV Keterangan : a. Kompartemen Busbar b. Kompartemen Lemari Kontrol c. Pemisah Rel d. Pemutus Tenaga (PMT) e. Pemisah Kabel f. Kompartemen Kabel g. Trafo Arus h. Trafo Tegangan Berdasarkan fungsi atau penempatannya, kubikel 20 kv di Gardu Induk antara lain : a. Kubikel Incoming b. Kubikel Outgoing c. Kubikel Pemakaian Sendiri (Trafo PS) d. Kubikel Kopel (bus kopling) e. Kubikel PT / LA 2.2 PMT 20 KV SF6 Pemutus tenaga (PMT) ialah alat yang digunakan untuk memutus atau menghubungkan rangkaian pada sistem tenaga listrik dalam kondisi berbeban maupun tidak berbeban, dan kondisi hubung singkat. PMT berfungsi sebagai alat untuk memutus dan menyambung arus beban baik pada kondisi normal maupun gangguan. PMT memiliki kemampuan untuk dialiri arus secara kontinu baik dalam keadaan membuka dan menutup. Media pemutus yang digunakan pada PMT 20 KV GIS Kalisari adalah Gas SF6 (Sulfur Hexafluoride). Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada temperatur diatas 150 o C gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastik dan bermacam-macam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi. Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 2

3 Frekuensi kerja PMT 50 atau 60 Hz M = massa total PMT 275 kg (a) (b) Gambar 2.3 PMT 20 KV SF 6 (a) dan nameplate (b) Keterangan gambar : A. SF6 pole units B. Drawout truck C. Operating mechanism front plate D. Operating lever E. Fron cover F. Keylock option G. Padlock option H. LV power supply connector I. Disconnecting contacts J. Nameplate n = nomor seri PMT /02 U = tegangan kerja rata-rata PMT sebesar 24 kv Uw = tegangan surja maksimal yang dapat ditahan oleh PMT sebesar 125 kv Isc = kapasitas arus hubung singkat yang dapat ditahan oleh PMT sebesar 125 ka In = arus nominal PMT sebesar 630 A III. PEMELIHARAAN PMT 20 KV SF6 GIS KALISARI 3.1. Pengujian PMT Pengujian PMT ini terdiri dari 6 tahap yaitu : a. Pengujian tekanan gas b. Pengujian kebocoran arus c. Pengujian tahanan isolasi d. Pengujian tahanan kontak e. Pengujian keserempakan f. Pengujian coil Pengujian Tekanan Gas Pengujian tekanan gas dilakukan untuk mengetahui tekanan gas SF6 yang terdapat pada tiap tabung PMT. Pengujian dilakukan dengan alat ukur berupa Microteknik FDT 3iP. Alat ukur tersebut diletakkan pada lubang bagian bawah tabung gas PMT. Batas standar untuk tekanan gas pada PMT yang diizinkan adalah sebesar 2,5 bar. Setelah dilakukan pengujian maka diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3.1 Tabel 3.1 Hasil pengujian tekanan gas PMT Hasil Uji (bar) Fasa R Fasa S Fasa T 4,9 4,9 4,9 Dari tabel 3.1 terlihat bahwa tekanan gas pada setiap tabung bernilai 4,9 bar (>2,5 bar) sehingga PMT masih layak beroperasi Pengujian Kebocoran Arus Pengujian kebocoran arus dilakukan untuk mengetahui besaran kebocoran arus yang masih dapat mengalir ketika kontak PMT dalam kondisi open dalam satuan μa. Batas standar untuk kebocoran arus pada PMT kubikel outgoing yang di izinkan Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 3

4 adalah sebesar 300 μa. Alat ukur yang digunakan dalam pengujian ini adalah Vacuum Bottle Tester merk Vanguard tipe 80P yang ditunjukkan pada gambar 3.1. Gambar 3.1 Vaccum Bottle Tester Vanguard 80P Rangkaian pengujian kebocoran arus ditunjukkan pada tabel 3.2 Tabel 3.2 Rangkaian pengujian kebocoran arus PMT Rangkaian Keterangan Kontak atas PMT (A) dihubungkan ke fasa vacuum bottle tester sedangkan kontak bawah PMT (B) dihubungkan netral bottle tester. ke vacuum d. Menentukan besaran waktu uji kebocoran arus (5 detik) e. Menguji kebocoran arus (posisi PMT open) f. Mencatat hasil uji pada blangko yang tersedia Setelah dilakukan pengujian maka diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3.3 Tabel 3.3 Data pengujian kebocoran arus PMT Test Time 5 detik Hasil Ukur (μa) Test Limit 300 μa Fasa R Fasa S Fasa T Test Voltage Test Voltage 24 kv 0,74 0,74 0,74 36 kv 2,73 1,23 0,99 Dari tabel 3.3 terlihat bahwa kondisi PMT tersebut masih baik atau masih layak digunakan karena sudah sesuai standar yang ada (< 300 μa) Pengujian Tahanan Isolasi Mengetahui besarnya tahanan isolasi dari suatu peralatan listrik merupakan hal yang penting untuk menentukan apakah peralatan tersebut dapat dioperasikan dengan aman. Isolasi yg dimaksud adalah isolasi antara bagian yang bertegangan dengan bertegangan maupun dengan bagian yang tidak bertegangan seperti body / ground. Untuk mengukur tahanan isolasi digunakan Megger (Mega Ohm Meter) seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.2. Langkah pengujian : a. Menyiapkan alat uji kebocoran arus b. Merakit kabel uji sesuai pada tabel 3.2 c. Menentukan besaran tegangan uji kebocoran arus (24 kv dan 36 kv) Gambar 3.2 Megger Merek Kyoritsu Model 3125 Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 4

5 Sebagai catatan, bila tahanan isolasi PMT 20 MΩ maka PMT tersebut dianggap masih layak bekerja. Rangkaian pengujian tahanan isolasi dapat diketahui dari tabel 3.4 Tabel 3.4 Rangkaian pengujian tahanan isolasi Rangkaian Pengujian 1. Kontak PMT Atas-Bawah Keterangan Kontak atas PMT (A) dihubungkan ke probe fasa 5 kv megger (c) sedangkan kontak bawah PMT (B) dihubungkan probe megger (d). ke netral dihubungkan ke probe netral megger (d). 3. Kontak PMT Bawah- Ground Kontak bawah PMT (A) dihubungkan ke probe fasa 5 kv megger (c) sedangkan ground PMT (B) dihubungkan ke probe netral megger (d). 2. Kontak PMT Atas-Ground Kontak atas PMT (A) dihubungkan ke probe fasa 5 kv megger (c) sedangkan ground PMT (B) 4. Kontak PMT Fasa- Ground Kontak atas PMT (A) dihubungkan ke probe fasa 5 kv megger (c) sedangkan kontak bawah PMT (B) dihubungkan Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 5

6 ke probe netral megger PMT posisi ON. (d). dalam Langkah pengujian : 1. Mempersiapkan PMT dan alat uji tahanan isolasi. 2. Mengukur tahanan isolasi PMT dengan memasang probe pada titik-titik yang akan diuji. a. Untuk pengukuran PMT dalam posisi OFF Kontak PMT atas dan bawah Kontak PMT atas dan ground Kontak PMT bawah dan ground b. Untuk pengukuran PMT dalam posisi ON, titik pengukurannya pada kontak PMT (atas/bawah) dengan ground. 3. Pilih tegangan pengujian 5000 V. 4. Tekan tombol START pada alat ukur & baca penunjukan pada alat ukur. 5. Tekan tombol STOP. 6. Mencatat hasil pengukuran pada blangko pengujian. Setelah dilakukan pengujian maka diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3.5 Fasa Ground PMT ON Dari tabel 3.5 terlihat bahwa kondisi tahanan isolasi PMT tersebut masih baik atau masih layak digunakan karena sudah sesuai standar yang ada ( 20 MΩ) Pengujian Tekanan Kontak Tahanan kontak merupakan pertemuan dari beberapa konduktor menyebabkan suatu hambatan tahan terhadap arus yang melaluinya sehinga akan terjadi panas dan menjadikan kerugian teknis. Pengukuran tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi ON dengan menggunakan alat ukur Micro Ohm Meter yang ditunujukkan pada gambar 3.3. Tahanan kontak dikatakan baik apabila <100 μω. Gambar 3.3 Micro Ohm Meter ATO 400P Rangkaian pengujian tahanan kontak diketahui dari tabel 3.6 Tabel 3.5 Hasil pengujian tahanan isolasi PMT Titik Ukur Hasil Ukur (MΩ) Fasa R Fasa S Fasa T Atas - Bawah PMT OFF Atas Ground PMT OFF Bawah Ground PMT OFF Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 6

7 Tabel 3.6 Rangkaian pengujian tahanan kontak PMT Rangkaian Penjelasan Arus Injeksi 400 A 46,7 43,7 53,1 Kontak atas PMT (A) terhubung dengan fasa dari current load connector (d1) serta voltage sensing con-nector (e1). Kontak bawah PMT (B) terhubung dengan netral dari current load connector (d2) dan voltage sensing connector (e2). Langkah-langkah pengujian tahanan kontak : a. Menyiapkan alat uji kebocoran arus b. Merakit kabel uji sesuai dengan tabel 3.6 c. Menentukan besaran tegangan uji kebocoran arus (1,5 kali tegangan nominal) d. Menentukan besaran waktu uji kebocoran arus e. Menguji kebocoran arus PMT (posisi close) f. Mencatat hasil uji pada blangko yang tersedia Setelah dilakukan pengujian maka diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3.7 Tabel 3.7 Hasil pengukuran tahanan kontak PMT Hasil Ukur (μω) Titik Ukur Fasa Fasa Fasa Arus Injeksi 100 A R S T 43,5 43,1 53,8 Dari data pada tabel di atas terlihat bahwa tahanan kontak PMT 100 μω. Sehingga PMT inilayak untuk digunakan. Apabila tahanan kontak PMT 100μΩ maka rugi-rugi daya pada kontak PMT akan menjadi lebih besar. Hal tersebut sesuai dengan persamaan Ploss = I 2 xr di mana semakin besar nilai resistansi R sedangkan nilai arus I konstan maka rugi daya Ploss akan semakin besar Pengujian Keserempakan Keserempakan merupakan indikator untuk mengetahui waktu yang dibutuhkan kontak PMT untuk menutup maupun membuka. Kontak tiap fasa (R, S dan T) pada PMT tidak selalu membuka serta menutup dalam waktu yang bersamaan. Pengujian keserempakan ini menggunakan alat yang bernama Digital Breaker Analyzer milik Vanguard tipe CT 6500 P seperti pada gambar 3.4. Gambar 3.4 Digital breaker analyzer CT 6500 P Hasil pengujian ini berupa selisih waktu (Δt) fase membuka atau menutup dalam satuan milisekon. Apabila selisih waktunya <10 ms maka PMT masih diyatakan layak bekerja. Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 7

8 Rangkaian percobaan pengujian keserempakan PMT dapat dilihat pada tabel 3.8 Tabel 3.8 Rangkaian pengujian keserempakan Rangkaian Keterangan Kontak atas PMT (A) terhubung pada fasa dari C, sedangkan kontak bawahnya terhubung netral dari C. Sumber terhubung titik tegangan PMT. (B) pada DC pada input rendah Langkah pengujian : 1. Persiapkan dan cek power suply alat tersebut. 2. Pasang kabel pada ujung atas dan bawah PMT, hubungkan kabel tersebut dengan start dan stop timer alat ukur. 3. Setting tegangan keluaran dari alat ukur (sebesar 110 VDC). 4. Hubungkan kabel dari alat ukur yang mengeluarkan tegangan dengan common dan negative pada tombol Open (untuk mengetahui kecepatan membuka) dipanel Kubikel. 5. Hubungkan kabel dari alat ukur yang mengeluarkan tegangan dengan common dan negative pada tombol Close (untuk mengetahui kecepatan menutup) di panel kubikel. 6. Tekan start, maka PMT akan open dan close, kemudian alat ukur akan menunjukan kecepatan PMT Open/Close. Setelah dilakukan pengujian maka akan diperoleh data yang ditunjukkan pada tabel 3.9 Tabel 3.9 Hasil pengujian keserempakan PMT Titik Hasil Uji (ms) Ukur Speed CLOSE Speed OPEN Fasa R Fasa S Fasa T Δt 72,5 72,5 72,5 0,0 55,0 54,0 54,5 1,0 Δt merupakan selisih dari fasa dengan waktu terlama dan fasa dengan waktu tercepat, baik itu dalam proses PMT membuka atau menutup. Misal pada uji Speed OPEN, fasa R 55 ms, fasa S 54 msdan fasa T 54,5 ms, sehingga diperoleh selisih waktu dari fasa R (waktu terlama) dan fasa S (waktu tercepat) Δt sebesar 1 ms. Karena selisih waktunya <10 ms maka PMT masih layak bekerja. Semakin kecil selisih waktu PMT untuk membuka atau menutup maka semakin kecil kemungkinan gangguan yang akan terjadi. Bila salah satu fasa PMT terlambat akan menyebabkan gangguan pada sistem baik berupa gangguan antar fasa hingga 3 fasa sekaligus Pengujian Coil Pengukuran tripping dan closing coil merupakan pengujian tambahan yang dikembangkan oleh pihak Har 20 KV APD berdasarkan pengalaman yang ada dengan tujuan untuk menguji kondisi kerja coil trip maupun close. Pengujian koil ini dilakukan dengan cara mengukur tahanan coil dan membandingkannya dengan tahanan koil yang tertera dalam nameplate coil. Pengujian dilakukan dengan menggunakan Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 8

9 AVO meter. Apabila didapatkan hasil pengukuran yang terlampau jauh dengan tahanan yang tertera pada name plate koil maka mengindikasikan bahwa koil sudah dalam kondisi buruk. Rangkaian pengujian coil ditunjukkan pada tabel Penggantian PMT Sebuah peralatan listrik pada suatu saat pasti akan menurun kinerjanya. Bila dianggap tidak layak maka akan diganti. Begitu pula dengan circuit breaker. Ada kalanya bila masa kerjanya telah habis circuit breaker akan diganti. PMT pada kubikel outgoing 7 GIS Kalisari memang sudah tidak layak bekerja lagi menurut tim APD bagian Har 20 KV, di mana tahanan isolasinya sudah berada di bawah 20 MΩ dan tahanan kontak lebih dari 100μΩ. Penggantian ini merupakan salah satu bagian dari pemeliharaan. Langkahlangkah penggantian PMT ditunjukkan pada tabel 3. Tabel 3.11 Proses penggantian PMT Proses Keterangan Memasukkan PMT yang baru Tabel 3.10 Rangkaian pengujian coil Rangkaian Keterangan Probe positif AVOmeter (a) diletakkan pada titik pengujian A (sisi positif coil) dan probe negatifnya (b) diletakkan pada titik pengujian B (sisi negatif coil) Menghubungkan PMT baru dengan sumber tegangan DC 110 V PMT baru dalam posisi siap untuk rack-in Setelah diukur dengan AVO meter maka diperoleh data berikut : Tripping coil : 297,65 Ω Closing coil : 189,44 Ω Rack-in PMT baru Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 9

10 PMT baru sudah masuk ke dalam kubikel dan tersambung ke dalam sistem IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Semakin besar tahan isolasi maka semakin kecil arus yang dapat mengalir ke bagian yang tidak bertegangan. 2. Semakin besar tahanan kontak maka semakin besar rugi-rugi I2R yang kan dihasilkan pada kontak PMT. 3. Semakin kecil selisih waktu PMT untuk membuka atau menutup maka semakin kecil kemungkinan gangguan yang akan terjadi. 4. Pemeliharaan berfungsi untuk mengetahui kelayakan PMT yang beroperasi di kubikel tegangan menengah. 4.2 Saran 1. Jika dalam pengujian terdapat nilai yang tidak memenuhi standar maka sebaiknya dilakukan pengujian ulang dan pengecekan PMT untuk menganalisa penyebab kesalahan. 2. Saat proses pemeliharaan sebaiknya perlu diperhatikan sistem manajemen kesehatan dan keselamatan kerja (SMK3) sehingga dapat mengurangi peluang terjadinya kecelakaan kerja. 3. Pemeliharaan sebaiknya dilakukan setiap 3 bulan sekali agar PMT maupun peralatan jaringan distribusi lainnya tetap beroperasi dengan baik dan handal. DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim, Buku Saku Pelayanan Teknik, Bekasi, Garamond, 2011 [2] APD Semarang, COP Petunjuk Pengukuran dan Pengujian dalam Pemeliharaan Kubikel 20 kv, Semarang, PT PLN (Persero) Distribusi Jateng & D.I.Y APD Semarang, 2009 [3] APD Semarang, Standard Operating Procedure (SOP). Semarang, PT PLN (Persero) Distribusi Jateng & D.I.Y APD Semarang, 2009 [4] Guntoro, Hanif, Circuit Breaker Sakelar Pemutus Tenaga / PMT Bagian II [5] Pramaharsi, Dayinta, Proses Pemeliharaan PMT Kubikel Outgoing 20 kv di Gardu Induk Ungaran, Semarang, 2012 [6] Rao, Sunil S., Switchgear And Protection, Delhi, Khanna Publishers [7] Sarimun, Wahyudi, Proteksi Sistem Distribusi Tenaga Listrik, Bekasi, Garamond, 2012 [8] Sopyandi, Endi, Kubikel 20 kv. 07/01/kubikel-20-kv/ [9] Tobing, Bonggas L., Peralatan Tegangan Tinggi, Jakarta, PT. Gramedia Pustaka Utama, 2003 [10] Utama, Satria Cakar, Evaluasi Seting Relay Proteksi Outgoing Feeder 20 kv antara Pabrikan dengan Kesepakatan Koordinasi RJTD dan Distribusi, 2009 [11] Wildi, Theodore, Electrical Machines, Drives and Power System 5th Edition, New Jersey, Prentice Hall, 2002 Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 10

11 BIODATA Johanes Nugroho Adhi Prakosa dilahirkan di Semarang, Jawa Tengah pada tanggal 19 Februari Penulis telah menempuh pendidikan di SD dan SMP Xaverius 1 Bandar Lampung, SMA Xaverius Bandar Lampung. Pada tahun 2010, penulis melanjutkan studi di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang, Konsentrasi Ketenagaan dan sampai saat ini masih menempuh pendidikan Strata-1 (S-1). Mengetahui, Dosen Pembimbing Ir. Juningtyastuti, MT. NIP Makalah Kerja Praktek PT. PLN (Persero) APD JT-DIY 11