TUGAS AKHIR IDENTIFIKASI KONDISI KESEHATAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR IDENTIFIKASI KONDISI KESEHATAN TRANSFORMATOR DISTRIBUSI (Studi Kasus di PT. PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya Dan Tangerang) Diajukan guna melengkapi sebagian syarat dalam mencapai gelar Sarjana Srata Satu (S1) Disusun Oleh : Nama : Rachmat Adi Chandra NIM : Jurusan : Teknik Elektro JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2014

2

3

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Sholawat serta salam semoga tercurah kepada Junjungan Besar Rasulullah Muhammad SAW, Keluarganya, dan seluruh Umatnya hingga akhir jaman. Tugas Akhir ini merupakan syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana. Tugas Akhir ini penulis beri judul Identifikasi Kondisi Kesehatan Transformator Distribusi yang merupakan Studi Kasus permasalahan di PT. PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang tempat dimana penulis bekerja. Selama penulisan Tugas Akhir ini Penulis mendapatkan banyak bimbingan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Arissetyanto Nugroho., M.M., selaku Rektor Universitas Mercu Buana. 2. Bapak Dana Santoso., M.Eng,Sc,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Industri Universitas Mercu Buana dan selaku Dosen Penelaah Skripsi. 3. Bapak Yudhi Gunadi, Ir., MT., selaku ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Industri Universitas Mercu Buana. 4. Bapak Badaruddin, Ir., MT., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir, yang telah memberikan bimbingan, dukungan semangat dan kemudahan selama penyusunan Tugas Akhir, serta nasehat-nasehat yang sangat berguna hingga Tugas Akhir ini dapat selesai tepat pada waktunya. 5. Bapak Erry Rimawan, Ir., MBAT., dan Ibu Fina Supegina, ST., MT., selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik, saran dan bimbingan demi sempurnanya skripsi ini. v

5 6. Seluruh dosen dan segenap staf Universitas Mercu Buana yang telah memberikan ilmu dan pengetahuan kepada penulis, khususnya jurusan Teknik Elektro. 7. Seluruh Rekan kerja di PT PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang yang telah membantu penulis dalam pengambilan dan pengumpulan data yang dibutuhkan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Ayahanda tercinta M. Zen Said (Almarhum) dan Ibunda tercinta Mardiana, serta Kakak-kakakku (Agung Jaya Setia, M. Fadli Budi B, Lisa Damai Yanti) yang selalu memberikan motivasi dan semangat serta bantuan yang tanpa henti baik moril maupun materil kepada penulis. 9. Istri tercinta Maya Puspita Widiastuti, yang selalu memberikan motivasi dan semangat, serta setia menemani penulis dalam Penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai. 10. Teman-teman terbaikku Zian, Albert, dan Pearl. Terima kasih sudah mau menjadi temanku, meluangkan waktu untukku, berjuang bersama-sama, terus membantu dan saling memberi semangat. Dan serta semua teman-teman Kelas Karyawan, Jurusan Teknik ELektro angkatan Terima kasih atas kebersamaannya selama menempuh bangku kuliah ini. 11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangannya. Berbagai kritik dan saran akan sangat membantu memperbaiki Tugas Akhir ini di masa mendatang. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semuanya. Jakarta, 13 januari 2014 (Rachmat Adi Chandra) vi

6 DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN..... i LEMBAR PENGESAHAN ii ABSTRAK iii KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI vii DAFTAR TABEL x DAFTAR GAMBAR xi DAFTAR LAMPIRAN xiii I. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Penelitian Batasan Permasalahan Tujuan Penelitian Manfaat Permasalahan Sistematika Penulisan Metode Penelitian II. LANDASAN TEORI Proses Penyaluran Tenaga Listrik Ke Pelanggan Transformator Umum Prinsip Kerja Transformator Transformator Distribusi Konstruksi Bagian Aktif Sistem Pendingin Pengubah Sadapan Terminal Pembatas Tekanan Indikator Minyak vii

7 2.3.2 Jenis Transformator Distribusi Transformator Konvensional (Konservator) Transformator Hermetik Umur Transformator Distribusi Umur Normal Transformator Faktor Yang Mempercepat Penuaan Deteksi Penuaan Melalui Analisa Gas Terlarut Pembebanan Transformator Pengaman Transformator Pemeliharaan Transformator Umum Jenis-Jenis Pemeliharaan Transformator 38 III. PENGOLAHAN DATA Gambaran Umum PT.PLN (Persero) Disjaya dan Tangerang Gangguan Trafo Distribusi Data Gangguan Transformator Tahun 2012 terhadap Target Data dan Evaluasi Gangguan Trafo berdasarkan Kapasitas Data dan Evaluasi Gangguan Trafo berdasarkan Tipe Bushing Data dan Evaluasi Gangguan Trafo berdasarkan Penyebab Data dan Evaluasi Gangguan Trafo berdasarkan Kerusakkan.. 49 IV PEMBAHASAN Identifikasi Kondisi Kesehatan Transformator Distribusi Tahapan Kegiatan Identifikasi Kondisi kesehatan Trafo Standar Kriteria Sehat Pada Trafo Distribusi Segi Kelistrikan dan manajemen Operasi Segi Instalasi dan Sistem Proteksi Segi Sistem Pendinginan (Minyak Trafo) Faktor-Faktor yang Harus Diperhatikan Dalam Analisa Trafo Analisa Kondisi Instalasi Analisa Kondisi Sistem Proteksi Analisa Kondisi Thermal (Panas) Analisa Kondisi Pembebanan viii

8 Analisa Kondisi Minyak Pembuatan Hasil Analisa dan Rekomendasi Studi Kasus Identifikasi Kondisi Kesehatan Trafo Distribusi Data dan Analisa kondisi Aset Gardu Data Aset Gardu Analisa Kondisi Aset Gardu Data dan Analisa kondisi Aset Trafo Distribusi Data Aset Trafo Distribusi Analisa Aset Aset Trafo Distribusi Data dan Analisa kondisi Instalasi dan Sistem Proteksi Data kondisi Instalasi dan Sistem Proteksi Analisa kondisi Instalasi dan Sistem Proteksi Data dan Analisa kondisi Minyak Trafo Data Kualitas Minyak dan Kandungan Gas terarut Analisa Kualitas Minyak dan Kandungan Gas terarut Data dan Analisa Thermal (Temperatur) Trafo Data Thermal (Temperatur) Trafo Analisa Thermal (Temperatur) Trafo Data dan Analisa Pembebanan Trafo Data Pengukuran Beban Trafo Analisa Data Pengukuran Beban Trafo Data dan Analisa Thermal Peralatan Eksternal Data Hasil Pengujian Thermal Peralatan Eksternal Analisa Hasil Pengujian Thermal Peralatan Eksternal Kategori dan Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisa V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA ix

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Arti digit pada sistem pendinginan Trafo ONAN Tabel 2.2 Karakteristik minyak Trafo berdasarkan IEC tahun Tabel 2.3 Kelas thermal insulasi Tabel 2.4 Jumlah Sadapan berdasarkan Standar PLN Tabel 2.5 Konsentrasi gas terlarut berdasarkan kondisi dalam satuan PPM Tabel 2.6 Potensi gangguan pada Trafo berdasarkan evaluasi gas kunci.. 31 Tabel 2.7 Rekomendasi pemilihan rating pelebur untuk Trafo pasangan luar.. 36 Tabel 2.8 Rekomendasi rating pelebur untuk Trafo pasangan luar Tabel 3.1 Rekapitulasi data aset Gardu PT. PLN Disjaya dan Tangerang Tabel 3.2 Rekapitulasi data aset Trafo PT. PLN Disjaya dan Tangerang 43 Tabel 3.3 Data jumlah gangguan Trafo tahun 2012 berdasarkan kapasitas.. 46 Tabel 3.4 Data jumlah gangguan Trafo tahun 2012 berdasarkan tipe bushing. 47 Tabel 3.5 Data Jumlah gangguan Trafo berdasarkan penyebab gangguan Tabel 3.6 Data jumlah gangguan Trafo berdasarkan akibat kerusakan (fisik). 49 Tabel 4.1 Kriteria sehat Trafo dari segi kelistrikan dan manajemen operasi 53 Tabel 4.2 Kriteria sehat Trafo dari segi instalasi Tabel 4.3 Kriteria sehat Trafo dari segi sistem proteksi 55 Tabel 4.4 KHA maksimum kabel NYFGbY sesuai SPLN 43-2 tahun Tabel 4.5 KHA maksimum kabel NYY 0,6/1 KV sesuai SPLN 43-1 th Tabel 4.6 Klasifikasi Kategori Kesehatan Trafo Tabel 4.7 Contoh klasifikasi rekomendasi pemeliharaan.. 69 Tabel 4.8 Data Aset Gardu KC Tabel 4.9 Data Aset Trafo Distribusi Tabel 4.10 Data Instalasi dan Proteksi 74 Tabel 4.11 Data hasil pengujian kualitas minyak 75 Tabel 4.12 Data hasil pengujian Kandungan Gas Terlarut.. 75 Tabel 4.13 Data hasil pengujian temperatur Trafo.. 78 Tabel 4.14 Data hasil pengukuran beban siang pukul WIB Tabel 4.15 Data hasil pengukuran beban malam (puncak) pukul WIB Tabel 4.16 Data hasil pengujian temperatur PHB TR dan Instalasi Tabel 4.17 Kategori dan rekomendasi pemeliharaan berdasarkan hasil analisa. 86 x

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Proses penyaluran tenaga listrik ke Pelanggan... 7 Gambar 2.2 Prinsip Kerja Transformator... 9 Gambar 2.3 Trafo satu Fase Gambar 2.4 Trafo tiga Fase Gambar 2.5 Bagian-bagian Transformator Distribusi.. 12 Gambar 2.6 Tipe Core.. 13 Gambar 2.7 Tipe Shell. 13 Gambar 2.8 Tipe Staqcked Gambar 2.9 Tipe Wound.. 13 Gambar 2.10 Klem inti dari baja.. 14 Gambar 2.11 Klem inti dari Kayu.. 14 Gambar 2.12 Jalur minyak pada lapisan belitan Gambar 2.13 Belitan metal foil Gambar 2.14 Penyangga belitan Gambar 2.15 Pengubah sadapan (tap changer) Gambar 2.16 Terminal Trafo pasangan dalam Gambar 2.17 Terminal Trafo pasangan luar Gambar 2.18 Proses reduksi tekanan saat Trafo mengalami gangguan besar Gambar 2.19 Jenis pembatas tekanan Gambar 2.20 Gelas penduga atau OLI ( Oil Level Indicator ) Gambar 2.21 Oil temperature indicator (OTI) Gambar 2.22 Transformator Konvensional Gambar 2.23 Warna awal dan warna jenuh silika gel 24 Gambar 2.24 Conservator bladder. 24 Gambar 2.25 Hermetically sealed inert gas cushion.. 25 Gambar 2.26 Hermetically-sealed fully filled Gambar 2.27 Kurva umur Transformator vs suhu belitan Gambar 2.28 Figur penuaan kertas isolasi Trafo Gambar 2.29 Siklus reaksi pembentuk keasaman pada minyak Trafo. 29 Gambar 2.30 Vektor diagram arus beban seimbang dan tidak seimbang.. 33 xi

11 Gambar 2.31 Strategi Pengelolaan Peralatan berdasarkan jenis pemeliharaan. 37 Gambar 3.1 Gardu distribusi tipe Beton Gambar 3.2 Gardu distribusi tipe Susun Gambar 3.3 Gardu distribusi tipe Portal Gambar 3.4 Gardu distribusi tipe RMU Gambar 3.5 Gardu distribusi tipe Kios Gambar 3.6 Grafik persentase data aset Gardu PLN Disjaya dan Tangerang.. 42 Gambar 3.7 Grafik persentase data aset Trafo PLN Disjaya dan Tangerang.. 43 Gambar 3.8 Grafik road map penurunan gangguan Trafo hingga tahun Gambar 3.9 Hamparan Trafo rusak tahun 2012 di Gudang 45 Gambar 3.10 Grafik gangguan Trafo tahun 2012 terhadap target. 45 Gambar 3.11 Persentase gangguan Trafo tahun 2012 berdasarkan KVA Trafo 46 Gambar 3.12 Persentase gangguan trafo tahun 2012 berdasarkan tipe bushing 47 Gambar 3.13 Persentase gangguan Trafo tahun 2012 berdasarkan penyebab Gambar 3.14 Persentase gangguan Trafo Tahun 2012 berdasarkan kerusakan 49 Gambar 3.15 Foto-Foto akibat kerusakan pada Trafo (fisik). 50 Gambar 4.1 Siklus kegiatan pemeliharaan berdasarkan Kondisi Trafo Gambar 4.2 Tahapan kegiatan identifikasi kondisi kesehatan trafo distribusi 52 Gambar 4.3 Kebocoran Minyak Trafo. 56 Gambar 4.4 ketidak normalan instalasi. 57 Gambar 4.5 ketidak normalan sistem proteksi dan grounding Gambar 4.6 Overheat pada titik terminasi (Bushing) Gambar 4.7 Overheat pada Body Trafo Gambar 4.8 Overheat pada Packing atas Trafo Gambar 4.9 Warna minyak yang baik (Jernih) Gambar 4.10 Warna minyak yang tidak baik (keruh / gelap) 64 Gambar 4.11 Perlakuan terhadap kualitas tegangan tembus minyak Trafo Gambar 4.12 Perlakuan terhadap kualitas keasaman minyak Trafo.. 67 Gambar 4.13 Kondisi Visual Gardu KC Gambar 4.14 Hasil Pengujian Analisa Gas terlarut Gambar 4.15 Hasil Pengujian Temperatur Trafo Gambar 4.16 Hasil Pengujian Temperatur PHB TR dan Instalasi xii

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Contoh Hasil Identifikasi kondisi Kesehatan Trafo Kategori Baik Contoh Hasil Identifikasi kondisi Kesehatan Trafo Kategori Sedang Contoh Hasil Identifikasi kondisi Kesehatan Trafo Kategori Bahaya Contoh Hasil Identifikasi kondisi Kesehatan Trafo Kategori Mendesak xiii