Latar Belakang Masalah. Perumusan Masalah

Transkripsi

1

2 pendahuluan

3 Latar Belakang Masalah PT. PLN (Persero) sebagai satu satunya perusahaan listrik milik negara Predictive Maintenance Transformator sebagai peralatan penting penyaluran listrik Perumusan Masalah Penerapan tes SFRA pada transformator daya Analisis hasil tes SFRA Pengaruh kegagalan terhadap keandalan Aplikasi metode stokastik

4 DASAR TEORI

5 Transformator Bagian utama transformator Inti besi Kumparan Minyak transformator Bushing Tangki dan konservator tranformator Tap changer

6 Karakteristik Material Transformator 1 Material dielektrik Membentuk sistem isolasi antar belitan dan belitan dengan ground Terdapat 2 material dasar Isolasi padat (kertas kraft, pressboard, kayu, dll) Isolasi cair (minyak, ascarel, silikon)

7 Karakteristik Material Transformator 2 Material magnetik Bersifat konduktif pada transformator Terdiri dari : Belitan (winding) Inti (core)

8

9 Transformator Daya Menyalurkan tenaga listrik dari tegangan ekstra tinggi / tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya Mengeluarkan panas yang timbul dari inti besi dan lilitan tembaga

10 METODOLOGI

11 Fungsi Transfer Respon Frekuensi Bergantung pada sinyal output dan input Ditentukan melalui pengukuran respon fasa dan magnitudo

12 Pengukuran Respon Frekuensi Pengukuran impuls respon Pengukuran sweep frequency

13 Analisis Respon Frekuensi

14 Pengertian SFRA Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui kondisi inti dan belitan dalam transformator Peralatan yang memberikan indikasi dari perubahan inti dan kumparan transformator

15 Tujuan Pengujian SFRA Diketahui kualitas transformator daya saat : Tahap pembuatan Terjadinya hubung singkat Terdapat tanda tanda gangguan sistem transportasi Telah terjadi perpindahan letak Terdapat penurunan kinerja

16 Pengujian SFRA 1 Transformator harus dilepaskan dulu dari sistem (offline test) Semua peralatan juga harus diketanahkan Dilakukan 1 kali dalam 2 tahun pada semua belitan transformator (primer, sekunder dan tersier)

17 Pengujian SFRA 2

18 Pengukuran SFRA Sweep Frequency Response Analyzer terdapat 3 probe : Probe output Probe referensi Probe input Menginjeksikan sinyal input dengan nilai tegangan yang kecil dengan frekuensi yang nilainya bervariasi

19 Analisis Hasil Tes SFRA 1 Referensi transformator keadaan normal dapat diperoleh dari : Transformator baru atau pengujian sebelumnya Transformator sejenis (sister unit) Fasa lainnya pada transformator yang sama Analisis perbedaan dengan pembanding maksimal +/- 3 db

20 Analisis Hasil Tes SFRA 2 Frekuensi rendah (low frequency) Range frekuensi antara 10 Hz 1 khz Gangguan yang dapat dideteksi : Deformasi/kerusakan pada inti transformator Gangguan magnetisasi pada inti Hubung singkat pada belitan (intertrip short turn circuit) Belitan terbuka (open winding)

21 Sebelum Gangguan Setelah Gangguan

22 Analisis Hasil Tes SFRA 3 Frekuensi menengah (middle frequency) Range frekuensi antara 1 khz 1 MHz Gangguan yang dapat dideteksi : Axial Shift Kerusakan pada belitan utama atau tap belitan Kerusakan pada struktur penjepit (clamping structure) Hoop buckling

23 Hasil Tes SFRA Kondisi Fisik

24 Analisis Hasil Tes SFRA 4 Frekuensi tinggi (high frequency) Range frekuensi antara 1 MHz 2 MHz Gangguan yang dapat dideteksi : Pergeseran lead (ujung) belitan utama atau tap belitan Terdapat tes penempatan ujung belitan Perubahan formasi dalam belitan

25 Hasil Tes SFRA Kondisi Fisik

26 Forced Outage Rate (FOR) Perbandingan durasi terjadinya kerusakan pada peralatan dengan durasi peralatan bekerja pada waktu tertentu dimana : FOR FOH SH A = Forced Outage Rate = Forced Outage Hours (jam) = Service Hours (jam) = Keandalan

27 Metode Stokastik - Poisson Proses Poisson Metode sederhana dari metode Markov Memprediksi terjadinya kerusakan suatu peralatan pada waktu yang diinginkan dimana : P n (t) : Probabilitas dalam t tertentu : Perbandingan jumlah kegagalan dengan periode t : Waktu yang diinginkan n : Jumlah kegagalan yang diinginkan

28 Korelasi Bila x dan y memiliki hubungan linier, maka nilai corr(x,y) bernilai = 1 Bila tidak memiliki hubungan, maka nilai corr(x,y) adalah = 0 Nilai korelasi yang mendekati 1 menunjukkan kecenderungan kedua buah data memiliki hubungan linier

29 ANALISIS TES SFRA TRANSFORMATOR

30 GITET Krian 1 Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Deteksi Gangguan terjadi di antara 10 Hz - 1 khz 1 khz - 1 MHz 1 MHz - 2 MHz Keterangan primer (500 KV) - - V TIDAK BAIK I - BBC I (5 Maret 2005) sekunder (150 KV) - - V TIDAK BAIK tersier (70 KV) - - V TIDAK BAIK primer (500 KV) BAIK I (19 Mei 1988) sekunder (150 KV) BAIK GITET Krian tersier (70 KV) BAIK primer (500 KV) - V V TIDAK BAIK III - Elin II (6 Mei 2006) III (10 Mei 2009) sekunder (150 KV) V V V TIDAK BAIK tersier (70 KV) V V - TIDAK BAIK primer (500 KV) BAIK sekunder (150 KV) BAIK tersier (70 KV) BAIK

31 GITET Krian 2 Gangguan yang terjadi : Transformator I BBC Gangguan frekuensi tinggi Transformator III Elin Gangguan di setiap range frekuensi

32 GITET Grati 1 Deteksi Gangguan terjadi di antara Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan 10 Hz - 1 khz 1 khz - 1 MHz 1 MHz - 2 MHz Keterangan primer (500 KV) - V V BAIK - initial new I (17 Januari 2007) sekunder (150 KV) - V - BAIK - initial new GITET Grati I Alsthom/ GEC Alsthom tersier (70 KV) - V V BAIK - initial new primer (500 KV) V V - BAIK - beda fasa R II (22 Nopember 2009) sekunder (150 KV) - V V BAIK - beda fasa R tersier (70 KV) - V V TIDAK BAIK

33 GITET Grati 2 Pengujian I dilakukan karena initial new (transformator baru) Pengujian II terdapat perbedaan pada fasa R yang terjadi karena perbedaan merek Gangguan terjadi pada fasa T pada tanggal 22 Nopember 2009 di batas frekuensi menengah dan frekuensi tinggi

34 GITET Paiton 1 Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Deteksi Gangguan terjadi di antara 10 Hz - 1 khz 1 khz - 1 MHz 1 MHz - 2 MHz Keterangan primer (500 KV) V V V BAIK - toleransi I - Elin I (6 Maret 2005) sekunder (150 KV) - V V BAIK - toleransi tersier (18 KV) - V V BAIK - toleransi primer (500 KV) BAIK I (25 Nopember 2007) sekunder (150 KV) BAIK GITET Paiton II - A-BB tersier (18 KV) BAIK primer (500 KV) BAIK II (18 Oktober 2009) sekunder (150 KV) - - V BAIK - toleransi tersier (18 KV) BAIK primer (500 KV) BAIK III - Siemens I (29 Januari 2009) sekunder (150 KV) BAIK tersier (20 KV) BAIK

35 GITET Paiton 2 Perbedaan respon frekuensidapat ditoleransi karena perbedaan yang terjadi tidak terlalu signifikan Tidak terdapat gangguan yang terjadi pada seluruh transformator Seluruh transformator di GITET Paiton dalam keadaan baik Gangguan berpeluang besar akan terjadi pada pengujian selanjutnya

36 GITET Kediri 1 Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Deteksi Gangguan terjadi di antara 10 Hz - 1 khz 1 khz - 1 MHz 1 MHz - 2 MHz Keterangan primer (500 KV) BAIK GITET Kediri II - I (28 Nopember Mitsubishi 2009) sekunder (150 KV) BAIK tersier (70 KV) BAIK

37 GITET Kediri 2 Pengujian baru dilakukan 1 kali Tidak terdapat gangguan gangguan yang terjadi pada seluruh transformator Kondisi transformator di GITET Kediri dalam keadaan baik

38 Analisis forced outage rate (FOR)

39 GITET Krian GARDU INDUK UPT NAMA TRAFO TGL KELUAR JAM KELUAR TGL MASUK GITET KRIAN MOJOKERTO I - BBC JAM MASUK 24/11/ :12 26/11/ :48 08/01/ :28 08/01/ :42 07/03/ :25 07/03/ :42 23/04/ :19 23/04/ :26 23/04/ :20 23/04/ :26 03/02/2007 8:32 03/02/ :21 JUMLAH (HARI) DURASI (JAM) JUMLAH RUSAK 20/05/ :56 20/05/ : III - ELIN KALI Transformator I - BBC Transformator III - Elin

40 Nilai FOR dan Keandalan GITET Transformator Forced Outage Rate Keandalan GITET Krian I - BBC 0,0009 0,9991 III - Elin 0 1 GITET Grati I - Alsthom 0,012 0,988 I - Elin 0 1 GITET Paiton II - A-BB 0,0016 0,9984 III - Siemens 0 1 GITET Kediri II - Mitsubushi 0,0008 0,9992

41 PERHITUNGAN STOKASTIK

42 Perhitungan Stokastik 1 Gardu Induk Trafo Tanggal kerusakan keterangan 24/11/2004 gangguan GITET Krian I - BBC 05/03/2005 hasil tes SFRA 20/05/2008 gangguan III - Elin 06/05/2006 hasil tes SFRA GITET Grati I - Alsthom/GEC Alsthom 08/01/2007 gangguan 22/11/2009 hasil tes SFRA I - Elin 06/03/2005 hasil tes SFRA GITET Paiton II - A-BB 18/10/2009 hasil tes SFRA III - Siemens - - GITET Kediri II - Mitsubishi - - Periode data kerusakan : Periode I : 1 Februari Januari 2003 Periode II : 1 Februari Januari 2004 Periode III : 1 Februari Januari 2005 Periode IV : 1 Februari Januari 2006 Periode V : 1 Februari Januari 2007 Periode VI : 1 Februari Januari 2008 Periode VII : 1 Februari Januari 2009 Periode VIII : 1 Februari Januari 2010

43 Perhitungan Stokastik 2 Probabilitas terjadi 1 kerusakan dalam 1 5 tahun : A-BB GITET Paiton Alsthom GITET Grati BBC GITET Krian 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 0,7769 0,6753 0,6321 0,5276 0,5276 0,3935 0,3935 0,3127 0,3127 0,2212 0,2212 0, ,8466 0,7135 0,4647

44 Korelasi Probabilitas Kerusakan dengan Hasil SFRA GITET Transformator Respon Frekuensi Laju Kerusakan ( ) Frekuensi Perubahan Respon Lama Waktu (tahun) Laju Perubahan ( ) 100 Hz -66,67-3,7 500 HZ ,11 5 khz 100 5,55 18 GITET Krian Elin KV 50 khz ,55 0, khz 166,67 9, MHz ,11 rata - rata 5, Hz 500 HZ 5 khz 50 khz 500 khz 1.5 MHz Nilai corr(, ) adalah Laju perubahan respon frekuensi ( ) dari transformator daya menunjukkan kecenderungan memiliki hubungan linier dengan laju kerusakan dari transformator tersebut ( )

45 VALIDITAS

46 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK 1 5 0, ,2857 0, , ,5714 0,8647 SEMUA SEMUA 3 9 0, ,5714 0, , ,7143 0, , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 SEMUA GITET AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

47 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK 1 2 0, ,3333 0, , ,6667 0,5276 KRIAN I - BBC 3 5 0, ,6667 0, , ,6667 0, ,8466 GITET KRIAN I - BBC 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

48 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK , ,2212 KRIAN III - ELIN , , , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 GITET KRIAN III - ELIN AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

49 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK 1 1 0, , ,2 1 0,5 0,3935 GRATI I - ALSTHOM 3 1 0,2 1 0,5 0, ,4 1 0,5 0, , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 GITET GRATI I - ALSTHOM AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

50 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK , ,2212 PAITON I - ELIN , , , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 GITET PAITON I - ELIN AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

51 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK , ,2212 PAITON II - A-BB , , ,4647 GITET PAITON II - A-BB 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

52 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK , ,0000 PAITON II - SIEMENS , , , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 GITET PAITON III - SIEMENS AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

53 GITET TRAFO SELANG WAKTU AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK , ,0000 KEDIRI II - MITSUBISHI , , , ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 GITET KEDIRI II - MITSUBISHI AKUMULATIF KEGAGALAN KERUSAKAN INTI&BELITAN STOKASTIK

54 PENUTUP

55 Kesimpulan Transformator daya 500 KV pada sistem transmisi Jawa Bali berada pada kondisi baik Nilai FOR terbesar dan nilai keandalan terkecil untuk transformator Alsthom GEC Alsthom di GITET Grati. Berdasarkan perhitungan dengan metode Poisson, peluang terjadinya kerusakan dalam 1 tahun ke depan, untuk keseluruhan transformator, sebesar Korelasi sebesar yang berarti ada kecenderungan memiliki hubungan linier antara laju perubahan respon frekuensi dan laju kerusakan

56 Saran Karena keterbatasan data, maka hasil yang didapatkan kurang akurat Perlu dilakukan pengujian SFRA dengan lebih sering oleh PT. PLN P3B Jawa - Bali Diperlukan pengujian lebih lanjut tentang aplikasi metode Poisson

57 Terima kasih

58 GITET Grati 1 GARDU INDUK UPT NAMA TRAFO TGL KELUAR JAM KELUAR TGL MASUK JAM MASUK JUMLAH (HARI) DURASI (JAM) JUMLAH RUSAK 07/05/ :16 07/05/ : /01/2007 9:08 08/02/ : GITET GRATI PROBOLINGGO I - ALSTHOM 18/02/2007 4:40 20/02/ : /02/2007 9:09 23/02/ : /02/2007 8:21 24/02/ : Transformator I Alsthom / GEC Alsthom

59 GITET Paiton 1 GARDU INDUK UPT NAMA TRAFO TGL KELUAR JAM KELUAR TGL MASUK JAM MASUK JUMLAH (HARI) DURASI (JAM) JUMLAH RUSAK I - ELIN /04/2004 6:10 04/04/ : GITET PAITON PROBOLINGGO II - ABB 2 01/06/ :57 04/06/ : III - SIEMENS Transformator I Elin Transformator II A-BB Transformator III Siemens

60 GITET Kediri 1 GARDU INDUK UPT NAMA TRAFO TGL KELUAR JAM KELUAR TGL MASUK JAM MASUK JUMLAH (HARI) DURASI (JAM) JUMLAH RUSAK 02/01/ :56 04/01/ : GITET KEDIRI KEDIRI II - MITSUBISHI 2 05/01/2010 8:40 05/01/ : Transformator I Mitsubishi

61 No Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Fasa/Pengujian Respon Frekuensi (db) 100 Hz 500 Hz 5 khz 50 khz 500 khz 1.5 MHz R I - BBC I primer (500 KV) S T GITET Krian Selisih ± 4 db I III - Elin I,II, dan III primer (500 KV) II III Selisih ± 2 db ± 6 db ± 3 db ± 3 db ± 5 db ± 7 db Respon Frekuensi (db) No Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Fasa/Pengujian 100 Hz 500 Hz 5 khz 50 khz 500 khz 1.5 MHz R S Alsthom I primer (500 KV) T Selisih ± 2 db ± 6 db ± 4 db 2 GITET Grati R S Alsthom - GEC Alsthom II primer (500 KV) T Selisih ± 2 db ± 8 db ± 6 db ± 15 db 0 0

62 No Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Fasa/Pengujian Respon Frekuensi (db) 100 Hz 500 Hz 5 khz 50 khz 500 khz 1.5 MHz R I - Elin I primer (500 KV) S T Selisih ± 2 db ± 1 db 0 0 ± 11 db ± 8 db R I primer (500 KV) S T GITET Paiton II - A-BB Selisih ± 2 db ± 2 db 0 0 ± 9 db 0 R II primer (500 KV) S T Selisih ± 5 db ± 3 db R III - Siemens I primer (500 KV) S T Selisih Respon Frekuensi (db) No Gardu Induk Trafo Pengujian Belitan Fasa/Pengujian 100 Hz 500 Hz 5 khz 50 khz 500 khz 1.5 MHz R S GITET Kediri II - Mitsubishi I primer (500 KV) T Selisih 0 ± 1 db ± 15 db