PERA CA GA PROTOTIPE MO ITORI G PARAMETER PARAMETER TRA SFORMATOR DAYA SECARA O LI E BERBASIS MIKROKO TROLER

Transkripsi

1 Ujian Tugas Akhir (Ganjil ) Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS PERA CA GA PROTOTIPE MO ITORI G PARAMETER PARAMETER TRA SFORMATOR DAYA SECARA O LI E BERBASIS MIKROKO TROLER Nama: Nata Khakima Adhuna NRP : Pembimbing: 1. Prof. Dr. Ir. Mauridhi Hery Purnomo, M.Eng. 2. Dr. Eng. Ardyono Priyadi ST,. M.Eng. Page 1

2 DAFTAR ISI PENDAHULUAN PENELITIAN ONLINE MONITORING TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA KESIMPULAN Page 2

3 LATAR BELAKA G Transformator daya merupakan peralatan penting pada penyaluran energy listrik. Pada transformator bertegangan tidak dapat mengetahui adanya gangguan secara lebih dini. Diperlukan sistem monitoring kondisi transformator secara online, jarak jauh, dan real-time Page 3

4 TUJUA Membuat suatu prototipe monitoring tegangan, arus, dan suhu pada transformator daya secara real time dan online. Page 4

5 DAFTAR ISI PENDAHULUAN PENELITIAN ONLINE MONITORING TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA KESIMPULAN Page 5

6 PE ELITIA O LI E MO ITORI G TRA SFORMATOR DISTRIBUSI Penelitian sebelumnya masih menggunakan sensor suhu LM35, sehingga tidak bisa mengukur suhu di dalam transformator. Sistem online akan disempurnakan melalui pengerjaan tugas akhir ini, dengan mengganti modul GSM Tri Band menjadi Arduino. Page 6

7 DAFTAR ISI PENDAHULUAN PENELITIAN ONLINE MONITORING TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA KESIMPULAN Page 7

8 PERA CA GA DA PEMBUATA ALAT Page 8

9 Sensor Sensor Arus menggunakan CT-235, dengan rasio 2000:1. Sensor Tegangan menggunakan Stepdown Transformer Orient, dengan rasio 220:3. Sensor Suhu menggunakan RTD PT- 100, dengan rangkaian pembagian tegangan. Setiap sensor terlebih dahulu dikalibrasi sebelum digunakan Page 9

10 Grafik Kalibrasi Sensor Arus Page 10

11 Hasil Kalibrasi Sensor Arus Berdasarkan hasil kalibrasi, grafik V-ukur terhadap Arus Sumber membentuk kurva lurus linear. Hal ini menunjukkan linearitas perbandingan antara tegangan sekunder ketiga CT dengan arus yang mengalir. Sehingga CT- 235 layak digunakan. Page 11

12 Grafik Kalibrasi Sensor Tegangan Page 12

13 Hasil Kalibrasi Sensor Tegangan Berdasarkan hasil kalibrasi, grafik V-ukur sekunder PT Orient terhadap Tegangan Primer membentuk kurva lurus linear. Hal ini menunjukkan linearitas perbandingan antara tegangan sekunder ketiga PT dengan tegangan primer. Sehingga PT Orient layak digunakan. Page 13

14 Grafik Kalibrasi Sensor Suhu Page 14

15 Grafik Kalibrasi Sensor Suhu Dari kalibrasi RTD PT-100, didapatkan nilai error yang besar untuk pengukuran suhu yang rendah. Hal ini dimungkinkan karena karakteristik rangkaian pembagi tegangan dan RTD PT-100 yang hanya linear dan akurat pada nilai resistansi dan suhu yang tinggi. Hal ini dapat diabaikan karena suhu transformator daya umumnya tinggi Page 15

16 Rangkaian Adder Analog Untuk merubah sinyal listrik AC yang semula dengan offset 0 volt dan Vmax Vmin volt DC, menjadi sinyal sinusoidal DC 0 5 volt DC. Rangkaian adder analog disusun atas dua rangkaian amplifier. Rangkaian yang pertama adalah inverting amplifier, yang berfungsi untuk mengubah amplitudo sinyal masukan Rangkaian yang kedua adalah inverting adder, yang berfungsi untuk merubah nilai offset sinyal masukan Page 16

17 Rangkaian Adder Analog Page 17

18 Sistem Online Digunakan modul Arduino Uno Board + Ethernet Shield untuk menerima data tegangan, arus, dan suhu, kemudian mengirimkan data ke web server Web server berfungsi sebagai interface, yang menghubungkan operator dengan alat (hardware) monitoring, Agar sistem monitoring dapat berjalan secara online dan real-time. Page 18

19 Page 19

20 Analisis Pengurangan Umur Transformator Pada analisis pengurangan umur transformator, data harmonisa yang didapatkan dari pengukuran dengan peralatan monitoring transformator distribusi, Hioki , milik PLN APJ Mojokerto. Analisis tersebut menggunakan perumusan aging factor pada standar IEEE Std C Page 20

21 DAFTAR ISI PENDAHULUAN PENELITIAN ONLINE MONITORING TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA KESIMPULAN Page 21

22 PE GUJIA ALAT Page 22

23 A ALISIS DATA Setelah data hasil monitoring dan hasil pengukuran didapatkan, kamudian dilakukan analisis data, dari data dan error tersebut. Page 23

24 A ALISIS DATA MO ITORI G TEGA GA Sesuai dengan Standard IEC no. 13B 23, maka monitoring tegangan dapat digolongkan dalam alat ukur kelas 1, dengan error kurang dari 1 %. Tegangan (V rms) error(%) Tanggal R S T R S T 06-Jan ,51 217,59 217,49 0, , , Jan ,51 215,55 214,99 0, , , Jan ,51 218,11 217,99 0, , , Jan ,21 216,21 214,23 0, , , Jan ,38 221,56 219,49 0, , , rata - rata 0, , , Page 24

25 A ALISIS DATA MO ITORI G ARUS Sesuai dengan Standard IEC no. 13B 23, maka monitoring arus tidak memenuhi batas minimal error pada alat ukur. Tetapi, pada monitoring arus yang lebih besar dari 60 A rms, rata rata error-nya secara keseluruhan kurang dari 2,5 %. Arus (A rms) error(%) Tanggal R S T R S T 06-Jan-14 10,48 11,05 10,93 4,8 10,5 9,3 07-Jan-14 10,44 10,75 10,46 4,4 7,5 4,6 07-Jan-14 10,73 10,46 10,92 7,3 4,6 9,2 08-Jan-14 68,99 67,99 68,32 1, , ,4 08-Jan-14 82,26 92,01 91,34 2, , , rata - rata 5,5 7, ,7 Page 25

26 A ALISIS DATA MO ITORI G SUHU Sesuai dengan Standard IEC no. 13B 23, maka monitoring suhu dapat digolongkan dalam alat ukur kelas 5, dengan error kurang dari 5 %. Simulasi Suhu Transformator (⁰C) Data Monitoring Suhu (⁰C) error (%) 69,7 67,48 3, ,2 60,86 5, ,4 58,9 5, ,9 56,43 5, ,3 2, ,8 52,3 4, ,6 55,1 2, rata - rata 4, Page 26

27 Pada penelitian selanjutnya, untuk mengatasi permasalahan dan error pada monitoring tegangan, arus, dan suhu, salah satunya dengan mengganti penggunaan fixed resistor pada rangkaian dengan multi turn variable resistor. Sehingga, nilai resistansi dapat dengan mudah diatur sampai mendapatkan nilai masukan yang sesuai. Dan dapat mengompensasi error komponen lain. Page 27

28 Analisis Umur Transformator Berdasarkan Data Harmonisa Analisis tersebut menggunakan perumusan aging factor pada standar IEEE Std C Kapasitas transformator : 200 KVA Spektrum Harmonisa orde 3 : 0,01 % Spektrum Harmonisa orde 5 : 0,01 % Kenaikan rata rata suhu top-oil : Kenaikan rata rata suhu belitan : 50 ⁰C 65 ⁰C Kemudian dilakukan perhitungan, dan dihasilkan nilai nilai hot-spot transformator akibat harmonisa : 95,135 ⁰C Relative aging factor : 0,853 pengurangan umur transformator : 0,0032 % Page 28

29 Analisis Umur Transformator Berdasarkan Data Harmonisa Nilai pengurangan umur transformator masih belum signifikan terhadap umur transformator. Hal ini dikarenakan lamanya waktu pengujian yang singkat dan spektrum harmonisa yang kecil. Akan tetapi, dengan adanya harmonisa pada transformator terus menerus selama pengoperasian, maka dapat menambah akumulasi relative aging factor, yang dapat terus mengurangi umur isolasi transformator. Page 29

30 DAFTAR ISI PENDAHULUAN PENELITIAN ONLINE MONITORING TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS DATA KESIMPULAN Page 30

31 KESIMPULA Error pada data monitoring tegangan kurang dari 1 %, sehingga dapat digolongkan dalam alat ukur kelas 1. Sedangkan pada data monitoring arus error-nya lebih dari 5 %, tetapi pada monitoring arus lebih dari 60 A, error-nya kurang dari 2,5 %. Error pada data monitoring suhu kurang dari 5 %, sehingga dapat digolongkan dalam alat ukur kelas 5. Page 31

32 KESIMPULA Berdasarkan hasil monitoring, menunjukkan bahwa transformator distribusi Jurusan Teknik Elektro ITS dalam kondisi normal dan aman. Prototipe dapat melakukan monitoring secara online, real-time, dan jarak jauh. Adanya harmonisa pada transformator, dapat memberikan efek pengurangan umur transformator daya, bergantung pada besarnya spektrum dan lamanya kemunculan harmonisa Page 32

33 SEKIAN dan TERIMA KASIH Page 33