PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA GARDU INDUK 150 KV KRAPYAK

PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA GARDU INDUK 150 KV KRAPYAK Lukas Santoro. 1, Ir. Yuningtyastuti, MT. 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : lukassantoro@ymail.com Abstrak Instalasi sistem transmisi tenaga listrik mempunyai peralatan-peralatan yang digunakan untuk melindungi sistem tenaga listrik tersebut terhp gangguan. Salah satunya lah Pemutus Tenaga (Circuit Breaker ) yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutus arus beban atau arus gangguan. Seiring dengan berjalannya waktu, maka Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) pun mengalami penurunan kualitas pelayanan sehingga perlu dilakukan nya upaya perawatan agar dapat mempertahankan atau mengembalikan p tingkat prestasi awal dan dapat beroperasi dengan keandalan yang tinggi sehingga kontinuitas pelayanan listrik akan tercapai. P makalah kerja praktek ini akan dibahas bagaimana cara pemeliharaan p Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) serta mengetahui parameter-parameter yang digunakan untuk mengetahui tingkat keandalan dari Pemutus Tenaga (Circuit Breaker). Kata Kunci : Pemutus Tenaga, Circuit Breaker, Pemeliharaan. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pemeliharaan merupakan salah satu hal terpenting yang harus diperhatikan dalam pengoperasian sistem tenaga listrik, karena dengan sistem pemeliharaan yang baik, peralatan-peralatan p sistem tenaga dapat beroperasi dengan baik, sehingga kebutuhan energi listrik ke konsumen dapat terlayani dengan baik dengan tingkat keandalan yang tinggi, selain itu harga peralatan sistem tenaga listrik yang mahal dan investigasi yang besar dalam sistem ketenagaan listrik juga mendorong perlunya pemeliharaan peralatan sistem tenaga listrik. Salah satu hal yang melatarbelakangi perlunya pemeliharaan terhp peralatan listrik lah karena peralatan listrik mempunyai peran yang menentukan dalam operasi suatu sistem, misalnya Pemutus Tenaga Listrik (). memiliki peran untuk menghubungkan dan memutus arus beban atau arus gangguan. Kerusakan p sangat merugikan atau mengganggu bagi keseluruhan operasi sistem tenaga listrik. Jika tidak bekerja saat terjadi gangguan, maka arus gangguan tersebut akan merusak peralatan yang lain, seperti trafo tenaga yang harganya mahal serta dapat menimbulkan ketidakstabilan sistem tenaga listrik. Baik buruknya pemeliharaan p peralatan listrik dapat dilihat dari umur peralatan listrik itu sendiri dan besar relatif beban yang ditanggung peralatan listrik dalam operasi kerjanya. Umur operasi peralatan listrik dapat dijadikan tolok ukur keberhasilan suatu sistem pemeliharaan, semakin lama umur operasi peralatan listrik dapat dikatakan baik pula sistem pemeliharaan yang dilakukan, sebaliknya apabila umur operasi peralatan listrik yang pendek menandakan sistem pemeliharaan yang kurang baik. Dengan demikian, diharapkan dengan nya pemeliharaan, peralatan listrik dapat bekerja lebih lama dengan performa maksimal sehingga meningkatkan kualitas sistem tenaga listrik. 1

1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini lah: a. Mengetahui prinsip kerja Pemutus Tenaga Listrik. b. Mengetahui dan memahami cara pemeliharaan p peralatan listrik, terutama p PemutusTenaga Listrik (Circuit Breaker). 1.3 Pembatasan Masalah Dalam Laporan Kerja Praktek ini, penulis membatasi masalah p pemutus tenaga dan pemeliharaannya secara umum dan tidak membahas mengenai sistem proteksi menggunakan Pemutus Tenaga. II. DASAR TEORI 2.1 Pemutus Tenaga () Pemutus Tenaga () merupakan peralatan saklar / switching mekanis, yang mampu menutup, mengalirkan dan memutus arus beban dalam kondisi normal serta mampu menutup, mengalirkan (dalam periode waktu tertentu) dan memutus arus beban dalam spesifik kondisi abnormal / gangguan seperti kondisi short circuit / hubung singkat. 5. Penyambung diantara no.4 dan no. 12 (linkages). 6. Terminal-terminal. 7. Saringan (filters). 8. Silinder bergerak (movable cylinder). 9. Torak tetap (fixed piston) 10. Kotak tetap (fixed contact) 2.2 Jenis Isolasi Pemutus Tenaga 1. dengan media pemutus gas SF6 Media gas yang digunakan p tipe ini lah Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride). Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. P temperatur diatas 150 C gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastik dan bermacam-macam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi. Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi (2,35 kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur, tidak mudah terbakar (thermal conductivit) yang baik, tidak menimbulkan bunyi berisik. Gambar 1 Bagian-bagian Keterangan gambar 1: 1. Mekanisme penggerak (operating mechanism). 2. Pemutus (interrupter). 3. Isolator penyangga dari porselen rongga (hollow support insulator porcelen). 4. Batang penggerak. Gambar 2 Prinsip kerja pemman SF6 P gambar 2 memperlihatkan prinsip kerja SF6 secara umum. Sebelum terjadi gangguan atau dalam kondisi normal, dalam kean tertutup, kontak tetap dan kontak bergerak masih terhubung (a). Saat terjadi gangguan, kontak bergerak ditarik oleh mekanik penggerak namun gas SF6 belum dilepaskan (b). Ketika kontak bergerak dan kontak tetap benar-benar terpisah, akan 2

muncul busur api akibat arus yang besar, kemudian gas SF6 dilepaskan untuk memmkan busur api tersebut (c). Beberapa saat kemudian busur api pm (d). 2. dengan media pemutus minyak Menggunakan minyak isolasi sebagai media pemm busur api yang timbul p saat bekerja membuka atau menutup. Minyak yang ber diantara kontak sangat efektif memutuskan arus. Kelemahannya lah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat. Gambar 3 memperlihatkan busur api yang timbul akibat pemutusan kontak-kontak p, busur api tersebut akan dipmkan oleh media isolasi minyak yang menyelubunginya menghembuskan udara ke ruang pemutus. ini disebut Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker). P udara hembus juga disebut compressed air circuit breaker, udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle. Setelah pemman busur api dengan udara tekanan tinggi, udara ini juga berfungsi mencegah restriking voltage (tegangan pukul). Kontak ditempatkan di dalam isolator dan juga katup hembusan udara. 4. dengan media pemutus hampa udara (vacuum) Kontak-kontak pemutus dari ini terdiri dari kontak tetap dan kontak bergerak yang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa udara ini mempunyai kekuatan dielektrik (dielektrik strength) yang tinggi dan sebagai media pemm busur api yang baik. jenis vacuum kebanyakan digunakan untuk tegangan menengah dan hingga saat ini masih dalam pengembangan sampai tegangan 36 kv. III. PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA () GARDU INDUK KRAPYAK 3.1 Data Peralatan Gambar 3 Cara Kerja Minyak Jenis dengan minyak ini dibedakan menjadi : o menggunakan banyak minyak (bulk oil) o menggunakan sedikit minyak (small oil) jenis ini digunakan mulai dari tegangan menengah 6 kv sampai tegangan ekstra tinggi 425 kv dengan arus nominal 400A sampai 1250A dengan arus pemutusan simetris 12 ka sampai 50 ka 3. dengan media pemutus udara tekan (air blast circuit breaker) ini menggunakan udara sebagai pemutus busur api dengan Gambar 4 Pemutus Tenaga () Merk : AEG Type : S1 170 F1 Nomor Seri : 3000 731/2 Breaking cap/current : 10 KA Arus Nominal : 3150 A Tegangan Kerja : 170 kv Jenis Media Gas/Oil : SF6 3

3.2 Pemeliharaan Pemutus Tenaga () a. In Service / Visual Inspection In Service Inspection lah inspeksi / pemeriksaan terhp peralatan yang dilaksanakan dalam kean peralatan beroperasi/bertegangan (on-line), dengan Menggunakan 5 panca indera (five senses) dan metering secara sederhana, dengan pelaksanaan periode tertentu (Harian, Mingguan, Bulanan, Tahunan). Tabel 1 Data hasil pemeliharaan No Peralatan yang diperiksa Kondisi Awal Kondisi Akhir Simpulan 1 Pentanahan (grounding) Kawat Baik Baik Normal pentanahan Terminal pentanahan Baik Baik Normal 2 Lemari/Box Kontrol Baut-baut Kencang Kencang Normal wiring kontrol & proteksi Kebersihan Kotor Bersih Normal Heater Normal Normal Normal Sumber Normal Normal Normal tegangan AC/DC Lubang binatang Normal 3 Bodi & Isolator Kebersihan Kotor Bersih Normal Bagian bodi yang lecet /berkarat Normal Bagian bushing yang retak Normal Mekanik penggerak Kotor Bersih Normal 4 Mekanik penggerak Mekanik Normal Normal Normal penggerak Mur baut Kencang Kencang Normal Pelumas p roda gigi & pegas transmisi Baik Baik Normal Pengungkit /lengan penggerak Normal Normal Normal 5 Minyak (khusus jenis LOC) Level - - - minyak Kondisi - - - minyak (warna) Kebocoran / rembes - - - 6 Percobaan ON /OFF Posisi ON Normal Normal Normal Posisi OFF Normal Normal Normal Indikasi posisi ON /OFF Normal Normal Normal Dari tabel 1 di atas dapat dilihat bahwa Pemutus Tenaga tersebut dalam kondisi normal. Hasil pemeliharaan menunjukkan bahwa dengan dilakukannya pemeliharaan, kondisi peralatan menjadi lebih baik. b. Pengukuran Tahanan Isolasi Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga () ialah proses pengukuran dengan suatu alat ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhp bn (case) yang ditanahkan maupun antara terminal masukan (I/P terminal) dengan terminal keluaran (O/P terminal) p fasa yang sama. P dasarnya pengukuran tahan isolasi lah untuk mengetahui besar/nilai kebocoran arus (leakage current) yang terjadi antara bagian yang bertegangan I/P terminal dan O/P terminal terhp tanah. Tabel 2 Data hasil pengukuran tahanan isolasi Titik Ukur Standa r Fasa R (MΩ) Fasa S (MΩ) Fasa T (MΩ) Atas Bawah OFF 40.500 >1.000.000 199.000 Atas Tanah OFF Bawah Tanah OFF Standar VDE Catalou ge 228/4 = 1kV/1 MΩ 81.500 605.000 161.000 142.000 806.000 265.000 4

Dari tabel 2 di atas, dapat dilihat bahwa tahanan isolasi rata-rata tidak mencapai standard, yaitu 1 MΩ. Perlu dilakukan pembersihan isolator dan uji ulang. c. Pengukuran Tahanan Kontak Rangkaian tenaga listrik sebagian besar terdiri dari banyak titik sambungan. Sambungan lah dua atau lebih permukaan dari beberapa jenis konduktor bertemu secara fisik sehingga arus/energi listrik dapat disalurkan tanpa hambatan yang berarti. Pertemuan dari beberapa konduktor menyebabkan suatu hambatan/resistan terhp arus yang melaluinya sehingga akan terjadi panas dan menjadikan kerugian teknis. Rugi ini sangat signifikan jika nilai tahanan kontaknya tinggi. Sambungan antara konduktor dengan atau peralatan lain merupakan tahanan kontak yang syarat tahanannya memenuhi kaidah Hukum Ohm sebagai berikut: E = I. R (1) Jika didapat kondisi tahanan kontak sebesar 1 Ohm dan arus yang mengalir lah 100 Ampere maka ruginya lah W = I 2. R (2) W = 10.000 watts Prinsip dasarnya lah sama dengan alat ukur tahanan murni (Rdc), tetapi p tahanan kontak arus yang dialirkan lebih besar I=100 Ampere. Kondisi ini sangat signifikan jika jumlah sambungan konduktor p salah satu jalur terdapat banyak sambungan sehingga kerugian teknis juga menjadi besar, tetapi masalah ini dapat dikendalikan dengan cara menurunkan tahanan kontak dengan membuat dan memelihara nilai tahanan kontak sekecil mungkin. Jadi pemeliharaan tahanan kontak sangat diperlukan sehingga nilainya memenuhi syarat nilai tahanan kontak. Tabel 3 Data hasil pengukuran tahanan kontak Titik Ukur Atas-Bawah ( posisi ON) Fasa R (μω) Fasa S (μω) Fasa T (μω) 100 A 38.1 39.0 38.7 200 A 38.3 38.6 37.9 300 A 37.9 39.1 37.9 Dari tabel 3 di atas menunjukkan bahwa Pemutus Tenaga (Circuit Breaker ) layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan sesuai ketentuan P3B O&M /001.01, yakni R<100 μω. d. Pengukuran Tahanan Pentanahan Peralatan ataupun titik netral system tenaga listrik yang dihubungkan ke tanah dengan suatu pentanahan yang di gardu induk dimana system pentanahan tersebut dibuat dalam tanah dengan struktur bentuk mesh, Nilai tahanan Pentanahan di Gardu Induk bervariasi besarnya nilai tahanan tanah dapat ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri. Semakin kecil nilai pentanahannya maka akan semakin baik. Cara kerja alat ukur pentanahan menggunakan prinsip alat ukur Galvanometer (Prinsip Kesetimbangan) Tabel 4 Data hasil pengukuran tahanan pentanahan Titik Ukur Standard Hasil Ukur Terminal Pentanahan 1 Ohm 0.2 Ohm Dari data tabel 4 di atas menunjukkan bahwa Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan menurut standar pengujian Standart IEEE std 80 : 2000 (guide for safety in ac substation grounding), yakni besarnya nilai tahanan pentanahan untuk switchgear lah 1 ohm. e. Pengukuran Keserempakan Tujuan dari pengujian keserempakan lah untuk mengetahui waktu kerja secara individu serta mengetahui keserempakan p saat menutup atau membuka. Berdasarkan cara kerja penggerak, maka dapat dibedakan atas jenis three pole (penggerak tiga fasa) dan single pole (penggerak satu fasa). Untuk T/L Bay 5

biasanya menggunakan jenis single pole dengan maksud tersebut dapat trip satu fasa apabila terjadi gangguan satu fasa ke tanah dan dapat reclose satu fasa yang disebut SPAR (Single Pole Auto Reclose). Namun apabila gangguan p penghantar fasa-fasa maupun tiga fasa maka tersebut harus trip 3 fasa secara serempak. Apabila tidak trip secara serempak akan menyebabkan gangguan, untuk itu biasanya terakhir system proteksi namanya pole discrepancy relay yang memberikan perintah trip kep ketiga. Hal yang sama juga untuk proses menutup maka yang tipe single pole ataupun three pole harus menutup secara serempak p fasa R, S, T, kalau tidak maka dapat menjadi suatu gangguan di dalam system tenaga listrik dan menyebabkan system proteksi bekerja. P waktu trip akibat suatu gangguan p system tenaga listrik diharapkan bekerja dengan cepat sehingga clearing time yang diharapkan sesuai standar SPLN No 52-1 1983 untuk system 70kV= 150 mili detik dan SPLN No 52-1 1984 untuk system 150 kv= 120 mili detik dan final draft Grid Code 2001 untuk system 500 kv= 90 mili detik. Tabel 5 Data pengukuran keserempakan Pengukuran Standar Fasa R Fasa S Fasa T Close (mili 120 96 98.5 98.5 detik) mili detik Open (mili 41 41 41.5 detik) Dari tabel 5 di atas menunjukkan bahwa Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan menurut standar SPLN No 52-1 1984. V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari kerja praktek yang kami laksanakan di Gardu Induk 150 KV Krapyak lah sebagai berikut : 1. Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) lah proses kegiatan yang dilakukan terhp Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) sehingga didalam operasinya Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) dapat memenuhi fungsi yang dikehendaki secara terus menerus sesuai karakteristiknya. 2. Pemeliharaan Pemutus Tenaga berupa monitoring dan dilakukan oleh petugas operator setiap hari untuk Gardu Induk. 3. Pemeliharaan Pemutus Tenaga berupa pemeriksaan, pengukuran dan pengujian dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun. 4. Sesuai dengan standar SPLN 50 1982 sebagaimana diuraikan juga dalam IEC 76 (1976), hasil pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) Merk AEG Nomor Seri 3000 731/2 layak untuk dioperasikan. 5.2 Saran 1. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) yang menggunakan media gas SF6 harus selalu dilakukan monitoring tekanan gas SF6 untuk keandalan dalam bekerja. 2. Mekanik Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) harus selalu dibersihkan agar tidak terjadi korosi akibat kelembapan udara. 3. Pengecekan alarm harus dilakukan setiap hari agar dapat dipastikan peringatan gangguan berfungsi saat terjadi gangguan. DAFTAR PUSTAKA [1] Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik Pemutus Tenaga (), No. Dokumen : 7-22/HARLUR-PST/2009, PT. PLN (Persero), 2010. [2] Tobing, Bonggas L. Peralatan Tegangan Tinggi, Jakarta : Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama, 2003. [3] Indramila, Venditya. Tugas Instalasi Tegangan Menengah, Jenis Berdasarkan Media Pemm Busur 6

Api, Semarang: Program Diploma Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang, 2012. [4] Aslimeri, dkk. Teknik Transmisi Tenaga Listrik, Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, 2008. [5] http://arrester.wordpress.com/2011/06/ 03/klasifikasi-pmt-dayacircuit-breaker/ [6] http://www.scribd.com/doc/87291415/ 15/Jenis-Isolasi-Pemutus-Tenaga# BIODATA PENULIS LUKAS SANTORO Lahir di Bekasi p tanggal 6 Mei 1990. Riwayat Pendidikan Penulis lah SD Sindang Sari 02 (1997-2003), SMPN 1 Sukatani (2003-2006), SMAN 1 Cikarang Utara (2006-2009), dan sekarang penulis sedang menempuh studi di Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro dengan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik (Power). Semarang, Desember 2012 Mengetahui, Dosen Pembimbing Ir. Yuningtyastuti, MT NIP. 195209261983032001 7