PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT) PADA PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG

Transkripsi

1 PEMELIHARAAN TRAFO ARUS (CT) PADA PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG Okky Rusty Wibowo. 1, Ir. Agung Nugroho, M.Kom 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia rustybro.wallace@gmail.com Abstrak Seiring dengan berkembangnya perindustrian di Indonesia serta bertambah padatnya aktivitas masyarakat, maka kebutuhan energi pun terus meningkat setiap tahunnya. Hingga saat ini, listrik masih merupakan sumber energi yang utama untuk mendukung aktivitas tersebut 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 gardu induk terdapat suatu peralatan yaitu transformator arus yang berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi atau menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah yang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dan mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer serta memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Transformator arus merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk sebagai alat ukur dan melindungi rele pada industri yang memakai tegangan tinggi di mana trafo ini mempunyai fasilitas pengukuran yang aman dalam mengukur jumlah arus yang besar begitu juga dengan tegangan yang tinggi. oleh karena itu diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator arus bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam keadaan beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat memperpanjang umur dari transformator arus. Kata Kunci : Transformator arus, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang GI atau GITET adalah merupakan kumpulan peralatan listrik tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi yang mempunyai fungsi dan kegunaan dari masing-masing peralatan yang satu sama lain saling terkait sehingga penyaluran listrik dapat terlaksana dengan baik. Salah satu peralatan yang utama yang terdapat di gardu induk yaitu transformator arus. Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak benar terhadap transformator arus akan memperpendek umur transformator arus dan akan menimbulkan gangguan gangguan (troubles) lebih dini. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui pemakaian dan pemeliharaan transformator arus yang terdapat di gardu induk 150 kv Krapyak. 1.3 Pembatasan Masalah Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian transformator arus 150 kv GI Krapyak. Untuk mempersempit masalah, maka hanya dibahas mengenai pemeliharaan pada transformator arus. 1

2 II. DASAR TEORI Transformator arus atau Current Transformer (CT) adalah transformator yang berfungsi untuk : Memperkecil besaran arus listrik (Ampere) pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi dari tegangan tinggi. Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Gambar 1 Gambar Transformator Arus 150 KV GI Krapyak 2.1 Prinsip Kerja Transformator arus Pada dasarnya prinsip kerja transformator arus sama dengan transformator daya. Jika pada kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar N1I1. Gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan : di mana : Atau N1 : Jumlah belitan kumparan primer N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder I1 : Arus kumparan primer I2 : Arus kumparan sekunder 2.2 Klasifikasi Transformator Arus Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah sebagai berikut : Jenis Trafo Arus menurut tipe konstruksi dan pasangannya o Pasangan dalam (indoor) Trafo arus pemasangan dalam ruangan biasanya memiliki ukuran yang lebih kecil dari pada trafo arus pemasangan luar ruangan, menggunakan isolator dari bahan resin. o Pasangan Luar (outdoor) Trafo arus pemasangan luar ruangan memiliki konstruksi fisik yang kokoh, isolasi yang baik, biasanya menggunakan isolasi untuk rangkaian elektrik internal dan bahan keramik/ porcelain untuk isolator eksternal. Jenis Trafo arus menurut tipe konstruksi o Tipe cincin ( ring / window type ) o Tipe cor-coran cast resin ( mounded cast resin type ) o Tipe tanki ( oil tank type ) o Tipe trafo arus ( bushing ) 2

3 Jenis Trafo Arus Berdasarkan Konstruksi Belitan Primer o Sisi Primer Batang (Bar Primary) Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi. Keburukannya, ukuran inti yang paling ekonomis diperoleh pada arus pengenal yang cukup tinggi yaitu 1000A o Sisi Tipe Lilitan (Wound Primary) Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar, atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. Belitan primer tergantung pada arus primer yang akan diukur, biasanya tidak lebih dari 5 belitan. Penambahan belitan primer akan mengurangi faktor thermal dan dinamis arus hubung singkat. Jenis Trafo Arus Berdasarkan Konstruksi Jenis Inti o Trafo Arus dengan Inti Besi Trafo arus dengan inti besi adalah trafo arus yang umum digunakan, pada arus yang kecil (jauh dibawah nilai nominal) terdapat kecenderungan kesalahan dan pada arus yang besar (beberapa kali nilai nominal) trafo arus akan mengalami saturasi. o Trafo Arus tanpa Inti Besi Trafo arus tanpa inti besi tidak memiliki saturasi dan rugi histerisis, transformasi dari besaran primer ke besaran sekunder adalah linier di seluruh jangkauan pengukuran Trafo arus kering biasanya digunakan pada tegangan rendah umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor) o Trafo Arus Cast Resin & Epoksi Resin Trafo arus Cast Resin ini biasanya digunakan pada tegangan menengah, umumnya digunakan pada pasangan dalam ruangan (indoor). Sedangakan Trafo Epoksi Resin biasa dipakai hingga tegangan 150KV. Memiliki kekuatan hubung singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi. Gambar 2 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Epoksi- Resin o Trafo Arus Isolasi & kertas Isolasi banyak digunakan pada pengukuran arus tegangan tinggi, umumnya digunakan pada pasangan di luar ruangan (outdoor) misalkan trafo arus tipe bushing yang digunakan pada pengukuran arus penghantar tegangan 70 kv dan 150 kv. Isolasi kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan pemasangan luar. Jenis Trafo Arus Berdasarkan Isolasi o Trafo Arus Kering 3

4 Gambar 3 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Minyak-Kertas o Trafo Arus Isolasi SF6 Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6. o Pengenal Primer Pengenal primer yang biasanya dipakai adalah 150, 200, 300, 400, 600, 800, 900, 1000, 1200, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000 dan 3600 o Pengenal Sekunder Pengenal sekunder yang biasa dipakai adalah 1 dan 5 A. 2.3 Bagian-bagian dari trafo arus Gambar 4 Trafo Arus Inti Cincin dalam Rel Daya Isolasi SF6 Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti o Inti Tunggal Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu untuk pengukuran atau proteksi. o Inti Ganda Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan proteksi sekaligus. Gambar 5 Ilustrasi Trafo Arus Inti Ganda Jenis Trafo Arus Berdasarkan Pengenal Gambar 6 Gambar transformator arus tipe tanki Keterangan gambar 6 : 1. Bagian atas transformator arus ( transformator head ) 2. Peredam perlawanan pemuaian (oil-resistant expansion bellows) 3. Terminal utama ( primary terminals ) 4. Penjepit ( clamps ) 5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama ( core and coil assembly with primary winding and main insulation ) 6. Inti dengan kumparan sekunder ( core with secondary windings ) 7. Tanki ( tank ) 8. Tempat terminal ( terminal box ) 9. Plat untuk pentanahan (earthing plate) 2.4 Ratio / Hubungan dari Trafo Arus 4

5 Umumnya hubungan dari transformator arus terdiri dari tiga hubungan, yaitu : Hubungan transformator arus biasa Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder, yang mempunyai ratio sedangkan masing-masing lilitan sekundernya terpisah. P1 a b P2 P1 P2 1S1 1S2 2S1 2S2 Gambar 7 Hubungan transformator arus biasa Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder yang bekerja masing-masing lilitannya dengan inti ganda ( double core ). Satu lilitan sekundernya untuk alat pengaman dan satu sisi lagi untuk alat-alat pengukur P1 S1 1S1 1S2 2S1 2S2 Gambar 8 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan primer yang sama dan dapat dihubungkan seri atau paralel S2 P2 Gambar 9 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder III. TRANSFORMATOR ARUS 150 KV GI Krapyak 3.1 Transformator Arus Untuk Pengukuran Dan Proteksi Untuk pengukuran (metering) : o Teliti untuk daerah kerja % In. (In/ Arus nominal, yaitu batas kemampuan arus normal pada sisi primer) o Level kejenuhan rendah, untuk mengamankan meter pada saat terjadi gangguan (cepat jenuh). o Meter-meter / pengukuran yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Ampere meter MW meter MVAR meter KWH meter KVARH meter Cos φ meter Kelas ketelitian trafo arus untuk meter dapat dilihat pada tabel dibawah ini : 5

6 Tabel 1 Kelas Ketelitian Trafo Arus Kelas γ (%) δ (menit) Arus 0,1 ± 0,1 ± % arus nominal 0,2 ± 0,2 ± 10 0,5 ± 0,5 ± 30 1,0 ± 1,0 ± 60 3,0 ± 3,0-5,0 ± 5,0 - Tabel 2 Ketelitian transformator arus untuk Galat rasio (γ) Galat sudut (δ) Galat komposit Kelas Saat arus Saat arus Saat γ primer = primer = dan δ = arus pengenal arus pengenal galat pengenal 5P ± 1,0 ± 60,0 5 10P ± 3, P ± 5,0-15 Untuk proteksi (relai) : o Klas ketelitiannya relatif rendah. o Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh). o Proteksi / pengaman yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Relai Jarak (Distance Relay) Relai Arus Lebih (Over Current Relay) Relai Berarah (Directional Relay) Relai Differensial (Differential Relay) Relai REF (Restricted Earth Fault) Relai SBEF (Standby Earth Fault) Relai Beban Lebih (Over Load Relay) Kelas trafo arus ini dinyatakan dengan tanda np, di mana n menunjukkan kelas ketelitian dan P menunjukkan trafo arus untuk proteksi. Berikut ini table untuk batas ketelitian trafo arus yang diizinkan untuk proteksi : 3.2 Data Teknik CT GI Krapyak Berikut ini adalah salah satu contoh data teknik dari trafo arus yang terdapat di GI Krapyak 1. Merk : ABB 2. Dibuat di : JERMAN 3. Type : IMBD170 A4 4. No. Serie : Fasa R : Fasa S : - Fasa T : - 5. Tahun pembuatan : Arus max primer : 2000 A 7. Arus primer : A 8. Arus sekunder : 1 A 9. Pasangan : Luar 10. Frekuensi : 50 Hz 11. Tegangan maksimal : 170 kv 12. Tegangan sistem : 150 kv 13. S t a n d a r d : IEC Class : 5P Berat total 16. Arus thermal waktu singkat 17. Arus dinamis waktu : singkat 18. Burden : : : 740 kg 32 ka 80 k A 30 VA 6

7 IV. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR ARUS (CT) 4.1 Pengertian pemeliharaan Pemeliharaan adalah suatu kegiatan yang sangat penting, karena pemeliharaan yang baik akan memperpanjang umur peralatan dan akan menjamin berfungsinya peralatan dengan baik dan pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak ada bekasnya namun dapat di rasakan pengaruhnya. Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran tegangan tinggi dan menjamin keandalan antara lain: a. Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi. b. Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai dengan usia teknisnya. c. Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan. d. Untuk meningkatkan keamanan peralatan. e. Untuk mengurangi lama waktu pemadaman akibat sering terjadinya gangguan. 4.2 Pedoman Pemeliharaan CT Pedoman Pemeliharaan CT sendiri berdasarkan ( No. Dokumen : 2 22/ HARLUR PST / 2009 ) terbagi menjadi 4 bahasan yaitu : a. In Service Inspection In service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian bagian peralatan terhadap adanya anomaly yang berpotensi menurunkan unjuk kerja peralatan atau merusak sebagian / keseluruhan peralatan. b. In Service Measurement In Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan pada saat peralatan sedang dalam keadaan bertegangan / beroperasi. c. Shutdown Testing/ Measurement Shutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada saat peralatan dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan. d. Shutdown Treatment Shutdown treatment adalah pekerjaan untuk memperbaiki anomali yang ditemukan pada saat in service inspection/measurement atau menindak lanjuti shutdown testing/measurement. 4.3 Evaluasi Hasil Pemeliharaan dan Rekomendasi Pada Transformator Arus (CT) Salah satu contoh evaluasi dari hasil pemeliharaan yang dilakukan berdasarkan kondisi di lapangan. Berikut ini adalah evaluasi dan rekomendasi dari In Service Inspection: Tabel 3 Evaluasi dan Rekomendasi In service No Item Inspeksi 1. Level ketinggian 2. Level tekanan gas Inspection CT Hasil Inspeksi Minimum Maksimum Minimum Rekomendasi - Pastikan kondisi indikator ketinggian normal / tidak normal - Periksa apakah ada kebocoran - Lakukan langkah seperti pada item 3 tabel ini. - Pastikan kondisi indikator ketinggian normal / tidak normal - Pastikan bahwa tidak ada kontaminasi air dari luar - Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer. - Pastikan kondisi indikator manometer normal / tidak normal - Periksa apakah ada kebocoran gas - Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penambahan gas sesuai manual instruction/hubungi manufacturer. 7

8 3 Kebocoran 4. Kondisi fisik isolator porcelain 5 Kondisi core housing 6 Kondisi structure penyangga 7 Kondisi grounding Rembes/Bocor - Periksa sumber kebocoran - Lakukan pengujian kualitas untuk memastikan kondisi isolasi (khusus untuk jenis non hermatically sealed) - Jika hasil pengujian isolasi dalam kondisi poor, maka lakukan langkah seperti pada sub bab (karakteristik ) - Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer. Flek/Retak/pecah Lakukan penggantian CT bila pecah tdk bisa ditoleransi. (retak melingkar) Lapisi dengan insulator varnish untuk kondisi isolator flek atau dengan gunakan ceramic sealer/ceramic rebound untuk kondisi pecah kecil. Retak Lakukan penggantian CT Korosi/Kendor/ Bengkok Lepas/kendor/ rantas Cat ulang / perbaiki - Sambungkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. - Kencangkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. - Sambungkan ganti kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. 4.4 Uraian Kegiatan Pemeliharaan Trafo Arus (CT) Pada daftar di bawah ini diuraikan tentang pemeliharaan transformator arus yang terdiri dari : 1. Pemeliharaan Mingguan. 2. Pemeliharaan Bulanan. 3. Pemeliharaan 6 Bulanan. 4. Pemeliharaan Tahunan. 5. Pemeliharaan lebih dari 1 Tahun Salah satu contoh tabel pemeliharaan In Service Inspection berdasarkan periode dapat dilihat dalam tabel berikut : Tabel 4 Uraian Kegiatan In Service Inspection Jenis Inspeksi/Pengujian Periode Batasan Alat Operasi Uji 1. Pemeriksaan level Mingguan NORMAL Visual ketinggian CT 2. Pemeriksaan level tekanan Harian MEDIUM Visual (khusus untuk dengan rubber bellow) dan tekanan gas. 3. Pemeriksaan kebocoran Harian NORMAL Visual 4. Pemeriksaan kondisi fisik Mingguan NORMAL Visual isolator porcelain 5. Pemeriksaan kondisi core Mingguan NORMAL Visual housing 6. Pemeriksaan kondisi Tahunan NORMAL Visual structure penyangga 7. Pemeriksaan kondisi grounding Bulanan NORMAL Visual 4.5 Peraturan Keselamatan Kerja Peralatan keselamatan kerja dimaksudkan untuk melindungi manusia dari bahaya-bahaya yang mungkin timbul pada waktu melakukan kegiatan kerja. Penggunaan peralatan kerja adalah merupakan pelayanan bagi semua karyawan PLN yang diatur berdasarkan surat edaran Direksi SE No. 005/PST/82. Peralatan keselamatan kerja meliputi: helm, sarung tangan, sepatu pengaman (safety shoes), kacamata, pemadam kebakaran, alarm kebakaran, dan lain-lain. Guna menjaga keselamatan kerja maka setiap karyawan diwajibkan mematuhi dan memahami peraturan keselamatan kerja serta memahami fungsi masing-masing peralatan. V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat saya ambil dari kerja praktek yang saya laksanakan di GI Krapyak 150 KV PT PLN (Persero) APP Semarang adalah sebagai berikut : 1. Trafo arus untuk pengukuran dirancang supaya lebih cepat jenuh dibandingkan trafo arus proteksi sehingga konstruksinya 8

9 mempunyai luas penampang inti yang lebih kecil. 2. Sebuah trafo arus dikatakan bagus dan baik jika memiliki kekuatan isolasi yang kuat dan baik untuk menahan arus yang besar. 3. Arus yang bekerja pada trafo harus dibawah dari Inominal trafo arus dikarenakan itu merupakan titik yang aman untuk suatu peralatan tegangan tinggi. 4. Kumparan primer pada trafo arus dihubungkan seri dengan jaringan atau peralatan yang akan diukur arusnya. 5.2 Saran 1. Saat terjadi gangguan yang berakibat pada penggantian peralatan, agar segera diganti peralatannya, supaya inventaris peralatan di tambah Perawatan dan Pemeliharaan Gardu Induk dan peralatannya sebaiknya dilakukan sesuai jadwal dan lebih diperhatikan DAFTAR PUSTAKA [1] Agus Cahyono, Tri, 2008, LASO (Less Attended Substation Operation), PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali Region Jawa Tengah dan DIY. [2] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya, 1981, Operasi dan Memelihara Peralatan, PLN Pembangkitan Jawa Barat Dan Jakarta Raya. [3] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN (Persero). [4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1) Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk, 2010, Pemeliharaan Peralatam GI / GITET, PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan. [5] Hutauruk, T.S Transmisi Daya Listrik. Jakarta: Erlangga [6] Tobing, Bonggas L Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama [7] 2009.Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peraltan PEnyaluran Tenaga Listrik Transformator Arus (CT) 2-22/HARLUR-PST/2009. Jakarta: PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali BIODATA PENULIS Okky Rusty Wibowo Lahir di Semarang tanggal 27 Januari Dan sekarang penulis masih melanjutkan studi di Fakultas Teknik Elektro Universitas Diponegoro dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik. Semarang, November 2012 Mengetahui, Dosen Pembimbing Ir. Agung Nugroho, M.Kom NIP