Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 1

Makalah seminar kerja praktek PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DAYA GARDU INDUK 150 KV PT.PETROKIMIA GRESIK Joko Susilo, Abdul Syakur Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedharto, Tembalang, Semarang Email : koko.maltazard@yahoo.com Abstrak PT.Petrokimia Gresik merupakan perusahaan yang memproduksi bahan kimia dan pupuk membutuhkan energi listrik yang besar. Untuk memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga keandalan dan kualitas sistem tenaga listrik dari kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem pengaman dan pemeliharaan instalasi gardu induk. Dalam suatu gardu induk terdapat peralatan yang berfungsi untuk mengubah daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya yaitu trafo. Pemeliharaan transformator daya dilakukan untuk menjaga efektivitas dan daya tahan peralatan sistem tenaga listrik, khususnya transformator daya agar dapat bekerja sebagaimana mestinya sehingga kontinuitas penyaluran tetap terjaga dengan baik. Jika terjadi ketidaknormalan dari suatu hasil pemeliharaan transformator maka perlu dilakukan investigasi lebih lanjut agar tidak terjadi gangguan pada saat transformator beroperasi Dalam laporan kerja praktek ini, penulis melaporkan hal hal yang berkaitan dengan pemeliharaan transformator daya meliputi parameter, pengukuran tahanan isolasi minyak trafo, index polaritas tahanan isolasi belitan dan pengukuran tahanan isolasi, berdasarkan kegiatan yang telah dilaksanakan selama kerja praktek. Kata kunci:transformator daya, pemeiliharaan, tahanan isolasi I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gardu Induk merupakan kumpulan peralatan listrik tegangan tinggi yang mempunyai fungsi dan kegunaan dari masingmasing peralatan yang satu sama lain saling terkait sehingga penyaluran energi listrik dapat terlaksana dengan baik. Salah satu peralatan utama yang terdapat di Gardu Induk adalah transformator daya. Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak benar terhadap transformator daya akan memperpendek umur transformator daya dan akan menimbulkan gangguan - gangguan pada saat beroperasi sehingga kontinuitas penyaluran menjadi tidak lancar. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui pemeliharaan transformator daya yang terdapat di Gardu Induk 150 kv PT.Petrokimia Gresik. 1.3 Batasan Masalah Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian transformator daya yang terdapat di GI 150 kv PT.Petrokimia Gresik. Untuk mempersempit masalah, maka hanya dibahas mengenai pemeliharaan pada transformator daya. II. DASAR TEORI Transformator daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk mentransformasi daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, trafo trafo daya ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kv ditanahkan secara langsung disisi netral 150 kv, dan transformator 70/20 kv ditanahkan dengan tahanan disisi netral 20 kvnya. Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 1

2.1 Prinsip Kerja Trafo bekerja atas dasar pembangkit tegangan induksi bolak-balik di dalam kumparan yang melingkupi fluksi yang berubah-ubah. Apabila lilitan primer diberi tegangan bolak balik e p maka akan timbul arus I 2 (pada trafo tak berbeban : I 0 ) pada belitan primer, yang kemudian akan membangkitkan fluksi bolakbalik pada inti trafo. Kemudian fluksi ini membangkitkan primer dan arus I 2 pada sekunder, bila trafo berbeban. Gambar 2.1 Lilitan Trafo Daya Keterangan : V 1 : Tegangan primer V 2 : Tegangan sekunder I 1 : Arus primer I 2 : Arus sekunder Np : Lilitan primer Ns : Lilitan sekunder ep : Tegangan Induksi Primer es : Tegangan Induksi Sekunder : Fluksi 2.2 Bagian-bagian Transformator 2.2.1 Bagian Utama a) Inti Besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan -lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus eddy (Eddy Current). b) Kumparan Transformator Terdiri dari beberapa lilitan berisolasi yang membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton, pertinax, dan lain - lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak - balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi. Fluksi ini akan menginduksikan tegangan, dan bila pada rangkaian sekunder ditutup (bila ada rangkaian beban) maka akan menghasilkan arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus. c) Minyak Transformator Minyak transformator disini berfungsi sebagai pengisolasi (isolator) dan pendingin. Minyak sebagai isolator berfungsi mengisolasi kumparan di dalam transformator supaya tidak terjadi loncatan bunga api listrik akibat tegangan tinggi. Minyak sebagai pendingin berfungsi mengambil panas yang ditimbulkan saat transformator berbeban lalu melepaskannya dan melindungi komponen di dalamnya terhadap oksidasi dan korosi. d) Bushing Hubungan antara transformator ke jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator e) Tangki dan Konservator Pada umumnya bagian bagian transformator yang terendam minyak trafo ditempatkan di dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator 2.2.2 Peralatan Bantu a) Pendingin Pada inti besi dalam kumparan - kumparan akan timbul panas akibat rugi besi dan rugi tembaga. Apabila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi di dalam trafo. Untuk mengurangi kenaikan suhu transformator yang berlebihan, maka perlu dilengkapi dengan alat pendingin/sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 2

transformator.media yang dipakai pada pendingin dapat berupa : Udara/gas Minyak Air b) Perubah Tab (Tap Changer) Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang diinginkan dari jaringan tegangan primer yang berubah - ubah. Tap changer yang bisa beroperasi untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator tidak berbeban disebut Off Load Tap Changer dan hanya dapat dioperasikan secara manual. Tap changer yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan berbeban disebut On Load Tap Changer dan dapat dioperasikan secara manual maupun otomatis. c) Alat Pernafasan (Dehydrating Breather) Akibat pernafasan transformator tersebut maka permukaan minyak akan selalu bersinggungan dengan udara luar. Udara luar yang lembab akan menurunkan nilai tegangan tembus minyak transformator, maka untuk mencegah hal tersebut pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi dengan alat pernafasan berupa tabung berisi kristal zat hygroskopis. d) Indikator Untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indikator pada transformator sebagai berikut : Indikator suhu minyak Indikator permukaan minyak Indikator suhu winding Indikator kedudukan tap III. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DAYA Pemeliharaan transformator daya dilakukan untuk menjaga efektivitas dan daya tahan peralatan sistem tenaga listrik, khususnya transformator daya agar dapat bekerja sebagaimana mestinya sehingga kontinuitas penyaluran tetap terjaga dengan baik. 3.1 Pemeliharaan Terencana Pemeliharaan Terencana dibagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut : a. Pemeliharaan preventive (Time base maintenance) Pemeliharaan preventive adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan secara tiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimum sesuai umur teknisnya. Preventive Maintenance adalah suatu kegiatan pemeliharaan yang bersifat pencegahan, dilakukan sebelum terjadi kerusakan yang lebih parah serta pelaksanaannya dilakukan secara rutin berulang-ulang atau periodik dengan tujuan untuk menjamin agar instansi dapat berfungsi dengan baik, efisiensi dan ekonomis sesuai dengan spesifikasi atau kemampuan awalnya. b. Corrective Maintenance Corrective Maintenance adalah suatu kegiatan pemeliharaan yang diterapkan pada peralatan-peralatan baru (yang tidak sesuai dengan design semula), kemudian diadakan perbaikan dengan tujuan untuk mengembalikan sesuai dengan spesifikasi semula. Perbaikan dilaksanakan setelah terjadinya breakdown atau kerusakan pada mesin. c. Improvement Maintenance Improvement Maintenance merupakan suatu kegiatan pemeliharaan dengan cara mengadakan suatu perubahan bentuk atau Redesign (modifikasi ) atau menambah peralatan baru (infestasi) dengan tujuan untuk menaikkan reability dan mengurangi kebutuhan pemeliharaan. 3.2 Emergency System (Break Down Maintenance) Emergency system (Break Down Maintenance) adalah suatu kegiatan pemeliharaan dengan mengadakan perbaikan mesin tanpa diperkirakan sebelumnya dan terjadi secara tiba-tiba. Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 3

3.3 Hasil Pemeliharaan Transformator Daya GI 150 kv PT.Petrokimia Gresik a. Pengujian Tegangan Tembus Minyak Pengujian tegangan tembus adalah suatu pengujian dimana minyak trafo diberi tegangan pada frekuensi sistem pada dua elektroda yang diletakkan didalam minyak isolasi. Jarak elektroda tergantung pada standard yang digunakan. Pada banyak standard jarak yang digunakan adalah 2,5 mm. Pengujian Ke- Gambar 3.1 Alat uji tegangan tembus minyak Tabel 3.1 Hasil Pengujian tegangan tembus minyak Teg.tembus Hasil maksimal trafo Uji 1 60 kv/2.5 mm 60,0 kv 2 60 kv/2.5 mm 47,7 kv 3 60 kv/2.5 mm 57,9 kv 4 60 kv/2.5 mm 46,3 kv 5 60 kv/2.5 mm 60,0 kv Rata-rata 54,3 kv SPLN 49/1982 30 kv/2.5 mm disimpulkan bahwa minyak isolasi trafo masih layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan menurut standar pengujian SPLN No. 49 Tahun 1982. Tidak ada tegangan tembus minyak isolasi yang berada dibawah 30 kv/2,5 mm dan memiliki rata-rata tegangan tembus sebesar 54,3 kv/2,5 mm. b. Pengukuran Tahanan Isolasi Belitan Pengukuran tahanan isolasi belitan trafo ialah proses pengukuran dengan suatu alat ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) tahanan isolasi belitan / kumparan trafo tenaga antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap badan ( Case) maupun antar belitan primer, sekunder dan tertier (bila ada). Pada dasarnya pengukuran tahanan isolasi belitan trafo adalah untuk mengetahui besar (nilai) kebocoran arus ( leakage current) yang terjadi pada isolasi belitan atau kumparan primer, sekunder atau tertier. Kebocoran arus yang menembus isolasi peralatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, salah satu cara meyakinkan bahwa trafo cukup aman untuk diberi tegangan adalah dengan mengukur tahanan isolasinya. Kebocoran arus yang memenuhi ketentuan yang ditetapkan akan memberikan jaminan bagi trafo itu sendiri sehingga terhindar dari kegagalan isolasi. Standar Pengujian SPLN No 49 Tahun 1982 Tegangan Tembus 0-70 kv : > 30 kv/2,5 mm 70 170 kv : > 40 kv/2,5 mm >170 kv : > 50 kv/2,5 mm Minyak trafo tersebut dirancang untuk tahan terhadap tegangan tembus maksimal pada 60kV dengan jarak 2,5mm, maka dari itu standart minyak trafonya 60kV/2,5mm. Dari data hasil pengujian/pengukuran tegangan tembus minyak diatas maka dapat Gambar 3.2 Alat ukur tahanan isolasi Polaritas indeks Keterangan : R 1 = Nilai tahanan isolasi pengukuran menit pertama, R 10 = Nilai tahanan isolasi pengukuran pada menit kesepuluh Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 4

Tabel 3.2 Data hasil pengukuran tahanan isolasi POLARITAS INDEX Primer - Ground 1,42% Secunder - Ground 2, 625 % Primer - Secunder 3,67% Menurut standar VDE (catalouge 228/4) minimum besarnya tahanan isolasi kumparan trafo, pada suhu operasi dihitung 1 kilo Volt = 1 MΩ (Mega Ohm) Tabel 3.3 Nilai Index polarisasi Kondisi Indek polarisasi Berbahaya < 1,0 Jelek 1,0-1,1 Dipertanyakan 1,1-1,25 Baik 1,25-2,0 Sangat Baik Di atas 2.0 Dari data hasil pengujian/pengukuran di atas dapat disimpulkan bahwa tahanan isolasi belitan trafo cukup aman dan kebocoran arus masih memenuhi ketentuan sehingga trafo aman untuk diberi tegangan dan terhindar dari kegagalan isolasi. Hal ini disebabkan karena nilai index polarisasi (IP) dari tahanan isolasi belitan trafo masih dalam batas kondisi baik yaitu di atas 1,25. c. Pengukuran Tahanan Isolasi atau megger. Pengujian tahanan isolasi ini dilakukan untuk mendeteksi adanya kelemahan isolasi tahanan. Tahanan isolasi antara penghantar tembaga dengan tanah atau ground pada sebuah mesin listrik diukur dengan menggunakan alat ukur High Voltage Tester atau Insulation Resistance Meter, dimana tegangan DC diinputkan ketitik pengukuran yang nilainya tergantung dari tegangan operasi mesin listrik tersebut. Tegangan yang diinputkan pada titik pengukuran tersebut akan menghasilkan arus bocor yang mengalir melewati isolasi belitan, sehingga besarnya arus yang ditimbulkan menjadi hasil pembacaan pada alat Insulation Test (Megger) yang setela h dikonversi akan ditampilkan dalam nilai tahanan (resistance) dengan satuan Mega Ohm. Tegangan DC yang diinputkan untuk peralatan Low Voltage adalah sebesar 100 600 V dan untuk medium voltage antara 1000 5000 V. Nilai tegangan minimum pengujian yang banyak digunakan dan diterima dikalangan praktisi adalah satu kilovolt sebanding dengan satu megaohm terhadap peralatan listrik yang digunakan pada industri-industri (untuk lilitan stator), dan satu megaohm untuk lilitan rotor setelah dikenai tegangan 500 volt dc selama 1 menit. Untuk peralatan listrik tegangan rendah (Low Voltage), nilai tahanan isolasi (Insulation Resistance) normal antara phasa ke tanah harus lebih besar dari satu Mega Ohm. Jika didapati hasil pengukuran lebih rendah dari satu Mega Ohm, maka isolasi belitan peralatan tersebut perlu diperiksa, dikeringkan, dibersihkan, dan bila hasil pembacaan masih menunjukan nilai yang rendah, maka perlu dilakukan refurbish. Tabel 3.4 Tahanan Isolasi/Megger MEGGER Primer - Ground 5000 M Sekunder - Ground 5000 M Primer - Sekunder 5000 M Berdasarkan standar:ansi/ieee Std. 43-1974 : IEEE, nilai Rm minimum pada 40 C untuk keseluruhan belitan dalam M adalah: Rm = kv + 1 Atau per fasa Rm, Rm = 3(kV + 1) Keterangan: kv : rating tegngan antar terminal dari mesin dalam kv rms. Dengan standart tersebut, maka untuk transformator 20 kv memiliki nilai Rm = 21 M (total) atau 63 M (per fasa). Kondisi isolasi yang baik biasanya mempunyai tahanan isolasi antara 10 100 kali harga minimum atau bahkan lebih besar. Kisaran tahanan isolasi yang baik menurut IEEE antara 210 M 2100 M. Dengan demikian maka angka tahanan isolasi masih Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 5

masuk dalam kategori sangat baik karena berada jauh diatas 100 kali lipat standart yang ada. VI.PENUTUP 4.1 Kesimpulan 1. Pemeliharaan peralatan adalah proses kegiatan yang dilakukan terhadap peralatan instalasi Tenaga Listrik sehingga didalam operasinya setiap peralatan dapat memenuhi fungsi yang dikehendaki secara terus menerus sesuai karakteristiknya 2. Pemeliharaan transformator daya dilakukan untuk menjaga efektivitas dan daya tahan peralatan sistem tenaga listrik, khusunya transformator daya agar dapat bekerja sebagaimana mestinya sehingga kontinuitas penyaluran tetap terjaga dengan baik. 3. Jenis pemeliharaan terencana dibedakan menjadi 3, yaitu pemeliharaan preventive, pemeliharaan prediktif dan pemeliharaan improvement. 4. Minyak isolasi trafo masih layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan pengujian tegangan tembus minyak isolasi yang berada diatas 40 kv/2,5mm 5. Nilai index polaritas dari tahanan isolasi belitan trafo masih dalam batas kondisi baik yaitu diatas 1,25. 6. Nilai tahanan isolasi dengan menggunakan megger memiliki nilai diatas 100 kali lipat standart IEEE yaitu 5000 M yang berarti trafo tersebut dalam kategori sangat baik. 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 dandiy. [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, 2008, Pemeliharaan Peralatan GI /GITET, PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan. [5] Fahnani, Gunara Fery, 2008, ANALISIS PENGUKURAN DAN PEMELIHARAAN RANSFORMATOR DAYA PADA GARDU INDUK 150 kv SRONDOL, Teknik Elektro Universitas Diponegoro, Semarang. 4.2 Saran 1. Sebaiknya pemeliharaan transformator dilakukan secara berkala sesuai dengan buku panduan dari pabrik sehingga transformator dapat beroperasi secara terus - menerus sesuai karakteristiknya 2. Jika terjadi ketidaknormalan dari suatu hasil pemeliharaan transformator maka perlu dilakukan investigasi lebih lanjut secepatnya agar tidak terjadi gangguan pada saat beroperasi. Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 6

BIODATA Joko Susilo 21060110110041 Dilahirkan di klaten, jawa tengah pada tanggal 3 juli 1992. Riwayat pendidikan : SDN 06 pagi Lap.merah jakrta, SMPN 142 Jakarta, SMA HangTuah 1 Jakarta. Tahun 2010 melanjutkan studi di Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro Semarang, Konsentrasi Ketenagaan dan sampai saat ini masih menempuh pendidikan Strata-1 (S-1). Mengetahui, Dosen Pembimbing Abdul Syakur, ST. MT. NIP. 197204221999031004 Kerja Praktek PT.Petrokimia Gresik 7