PEMELIHARAAN TRAFO TEGANGAN (PT) PADA GARDU INDUK KRAPYAK 150 KV PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG Daniswara Ardy Putra. 1, Ir. Agung Warsito, DHET. 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : da.is.woro@gmail.com Abstrak PLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyuplai energi listrik yang ada dengan seoptimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat memanfaatkan energi listrik yang ada serta menjaga kualitas sistem penyaluran dan kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi gardu induk. Dalam suatu gardu induk terdapat suatu peralatan yaitu transformator tegangan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah untuk peralatan sisi sekunder. Transformator tegangan merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk pengukuran dan proteksi, oleh karena itu diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator tegangan bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam keadaan beroperasi.dipakainya peralatn secara terus-menerus mengakibatkan keandalan serta akurasi dari transformator tersebut berkurang. Untuk mempertahankan kualitas peralatan dilakukan perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat memperpanjang umur dari transformator tegangan. Kata Kunci : Transformator tegangan, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang GI atau GITET adalah merupakan kumpulan peralatan listrik tegangan tinggi atau tegangan ekstra tinggi yang mempunyai fungsi dan kegunaan dari masing-masing peralatan yang satu sama lain saling terkait sehingga penyaluran energi dapat terlaksana dengan baik. Salah satu peralatan yang utama yang terdapat di gardu induk yaitu transformator tegangan. Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak benar terhadap transformator tegangan akan memperpendek umur transformator tegangan dan akan menimbulkan gangguan gangguan (troubles) lebih dini. 1.2 Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui pemakaian dan pemeliharaan transformator tegangan yang terdapat di GI Krapyak 150 kv. mengenai pemeliharaan pada transformator tegangan. II. DASAR TEORI Transformator tegangan atau Potensial Transformer (PT) adalah transformator yang berfungsi untuk : Mentransformasikan nilai tegangan yang tinggi pada sisi primer ke nilai tegangan yang rendah di sisi sekunder yang digunakan untuk pengukuran (metering) dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi dari tegangan tinggi. 1.3 Pembatasan Masalah Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian transformator tegangan yang terdapat di GI Krapyak 150 kv. Untuk mempersempit masalah, maka hanya dibahas 1 Gambar 1 Potensial Transformator Pada GI Krapyak 150 kv
2.1 Prinsip Kerja Transformator Tegangan Transformator bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Jika pada kumparan primer mengalir arus I 1, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar N 1 I 1. Gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada kumparan sekunder mengalir arus I2, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan : N p I p = N s I s Atau I p = N s I s N p di mana : N 1 : Jumlah belitan kumparan primer N 2 : Jumlah belitan kumparan sekunder I 1 : Arus kumparan primer I 2 : Arus kumparan sekunder Gambar 2 Gambar Prinsip kerja transformator tegangan Sedangkan pada CPT (Capasitive Potensial Transformator) dengan mengabaikan rugi-rugi yang ada pada trafo berlaku: dimana : a c = faktor pembagi tegangan kapasitor (jika tidak ada maka a c = 1) a t = faktor transformasi trafo penengah (jika tidak ada maka a t = 1) a p = faktor transformasi sistem pengukuran 2.2 Klasifikasi Transformator Tegangan a) Berdasarkan konstruksinya transformator tegangan dibedakan menjadi: Trafo tegangan induktif (inductive voltage transformer atau electromagnetic voltage transformer), yang terdiri dari lilitan primer dan lilitan sekunder, dan tegangan pada lilitan primer akan menginduksikannya ke lilitan sekunder Trafo tegangan kapasitif (capacitive voltage transformer) adalah peralatan pada sistem tenaga listrik yang berupa transformator satu fasa step down yang dirangkai dengan pembagi tegangan kapasitif yang mentransformasi tegangan pada jaringan tegangan tinggi ke suatu sistem tegangan rendah yang layak untuk perlengkapan indikator, alat ukur, rele, dan alat sinkronisasi. CVT dipilih karena lebih ekonomis membuat pembagi tegangan kapasitif daripada membuat transformator dengan belitan tegangan tinggi. b) Berdasarkan Pemasanganya dibagi menjadi: Trafo Pemasangan dalam (indoor) yaitu trafo yang pemasanganya di dalam ruangan. Trafo Pemasangan luar (outdoor) yaitu trafo yang pemasanganya di luar ruangan. 2.3 Bagian-bagian dari trafo tegangan 1. Kumparan. Kumparan trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat tembaga yang dilapisi dengan bahan isolasi (karton, pertinax) untuk mengisolasi baik terhadap inti besi maupun kumparan lain. Untuk trafo dengan daya besar, lilitan dimasukkan dalam minyak trafo sebagai media pendingin. Banyaknya lilitan akan menentukan besar tegangan dan arus yang ada pada sisi sekunder. 2
2. Inti Besi Dibuat dari lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini juga diberi isolasi untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus eddy Eddy Current. 3. Minyak Trafo Berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Minyak trafo mempunyai sifat media pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik 4. Bushing Sebuah konduktor (porselin) yang menghubungkan kumparan transformator dengan jaringan luar. Bushing diselubungi dengan suatu isolator dan berfungsi sebagai konduktor tersebut dengan tangki transformator. Selain itu juga bushing juga berfungsi sebagai pengaman hubung singkat antara kawat yang bertegangan dengan tangki trafo. 5. Dehydrating breather Adalah suatu peralatan pernapasan trafo tegangan yang berfungsi untuk menyerap udara lembab yang timbul dalam ruang trafo tegangan, sehingga akan mencegah rusaknya minyak (isolasi) trafo tegangan. 2.4 Rugi-rugi pada Transformator Tegangan Pada Transformator ideal Pp = Ps Vp x Ip = Vs x Is Vp : Vs = Is : Ip Is : Ip = Np : Ns Dimana: Pp = daya primer (Watt) Ps = daya sekunder (Watt) Ip = arus primer (Ampere) Is = arus sekunder (Ampere) Np = jumlah lilitan primer Ns = jumlah lilitan sekunder 1. Rugi-rugi tembaga yaitu rugi-rugi yang disebabkan oleh pemanasan yang timbul akibat arus mengalir pada hambatan kawat penghantar yang terdapat pada kumparan primer dan sekunder dari transformator. Rugi-rugi tembaga sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir pada kumparan. 2. Rugi-rugi arus eddy current yaitu rugirugi yang disebabkan oleh pemanasan akibat timbulnya arus eddy (pusar) yang terdapat pada inti besi transformator. Rugi-rugi ini terjadi karena inti besi terlalu tebal sehingga terjadi perbedaan tegangan antara sisinya maka mengalir arus yang berputar-putar di sisi tersebut. 3. Rugi-rugi hysteresis yaitu rugi-rugi yang berkaitan dengan penyusunan kembali medan magnetik di dalam inti besi pada setiap setengah siklus, sehingga timbul fluks bolakbalik pada inti besi. 4. Fluks Bocor yang disebabkan adanya beberapa fluks yang tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan berpengaruh terhadap nilai tegangan yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder transformator III. TRANSFORMATOR TEGANGAN 150 kv GI Krapyak 3.1 Transformator Tegangan Untuk Pengukuran Dan Proteksi Untuk pengukuran (metering) : o Teliti untuk daerah kerja 80-120 % In. o Meter-meter / pengukuran yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Volt meter MW meter MVAR meter KWH meter KVARH meter Cos φ meter Kelas ketelitian trafo tegangan untuk meter dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Namun pada kenyataannya tidak ada transformator yang ideal. Hal ini karena pada transformator selalu ada rugi-rugi yang antara lain sebagai berikut: 3
Tabel 1 Ketelitian transformator tegangan untuk pengukuran Klas % Kesalahan Rasio Tegangan +/- Pergeseran Sudut +/- (menit) 0.1 0.1 5 0.2 0.2 10 0.5 0.5 20 Untuk proteksi (relai) : o Relatif ketelitiannya lebih rendah o Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh). o Proteksi / pengaman yang menggunakan tegangan sekunder transformator tegangan antara lain : Relai Jarak (Distance Relay) Relai Berarah (Directional Relay) Relai Differensial (Differential Relay) Relai REF (Restricted Earth Fault) Relai SBEF (Standby Earth Fault) Relai Beban Lebih (Over Load Relay) Nilai Batas Kesalahan PT untuk Proteksi : Tabel 2 Ketelitian transformator tegangan untuk proteksi Klas 1 1 40 3 3 - % kesalahan rasio tegangan +/- 3P 3 120 6P 6 240 Pergeseran sudut +/- (menit) 3.2 Data Teknik PT GI Krapyak Berikut ini adalah salah satu contoh data teknik dari trafo tegangan yang terdapat di GI Krapyak 1. Merk : MITSUBISHI 2. Dibuat di : JEPANG 3. Type : PY-02-14 4. No. Serie : Fasa R : 309310 Fasa S : 309338 Fasa T : K94215-43 5. Tahun pembuatan : 1981 6. Tegangan primer : 150KV/V3 A 7. Tegangan sekunder : 100/V3 9. Pasangan : Luar 10. Frekuensi : 50 Hz 11. Tegangan maksimal : 170 kv 12. Tegangan sistem : 150 kv 13. S t a n d a r d : C57-13 14. Class : 0,5-1 18. Burden : 750 VA IV. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR TEGANGAN (PT) 4.1 Pengertian pemeliharaan Pemeliharaan adalah suatu kegiatan yang sangat penting, karena pemeliharaan yang baik akan memperpanjang umur peralatan dan akan menjamin berfungsinya peralatan dengan baik dan pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak ada bekasnya namun dapat di rasakan pengaruhnya. Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinuitas penyaluran tegangan tinggi dan menjamin keandalan antara lain: a. Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi. b. Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai dengan usia teknisnya. c. Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan. d. Untuk meningkatkan keamanan peralatan. e. Untuk mengurangi lama waktu pemadaman akibat sering terjadinya gangguan. 4.2 Jenis-Jenis Pemeliharaan GI Pedoman Pemeliharaan PT sendiri berdasarkan ( No. Dokumen : 3 22/ HARLUR PST / 2009 ) terbagi menjadi 4 bahasan yaitu : a. In Service Inspection In service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian bagian peralatan terhadap adanya anomaly yang 4
berpotensi menurunkan unjuk kerja peralatan atau merusak sebagian / keseluruhan peralatan. b. In Service Measurement In Service Measurement adalah kegiatan pengukuran / pengujian yang dilakukan pada saat peralatan sedang dalam keadaan bertegangan / beroperasi. c. Shutdown Testing/ Measurement Shutdown testing / measurement adalah pekerjaan pengujian yang dilakukan pada saat peralatan dalam keadaan padam. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan. d. Shutdown Treatment Shutdown treatment adalah pekerjaan untuk memperbaiki anomali yang ditemukan pada saat in service inspection/measurement atau menindak lanjuti shutdown testing/measurement. 4.3 Pemeliharaan Trafo Tegangan ( PT ) Pemeriksaan Visual Pemeriksaan visual adalah pemeriksaan konstruksi dari pada trafo, yang mencakup : Pencatatan papan nama Tangki dan radiator Panel Trafo Pentanahan Termometer Pengunci terhadap pondasi isolator / bushing Evaluasi Hasil Pemeliharaan dan Rekomendasi Pada Transformator Tegangan (PT) Salah satu contoh evaluasi dari hasil pemeliharaan yang dilakukan berdasarkan kondisi di lapangan. Berikut ini adalah evaluasi dan rekomendasi dari In Service Inspection: 4.3.1 In Service Inspection Tabel 4.2 Evaluasi dan Rekomendasi inservice Inspection PT No Item Hasil Inspeksi Rekomendasi Inspeksi 1. Level ketinggian minyak Minimum - Pastikan kondisi indikator ketinggian minyak normal / tidak - Periksa apakah ada kebocoran minyak - Lakukan langkah seperti pada item 2 tabel ini. Maksimum - Pastikan kondisi indikator ketinggian minyak normal / tidak - Pastikan bahwa tidak ada kontaminasi air dari luar - Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian minyak sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer. 2. Kebocoran minyak Rembes/Bocor - Periksa sumber kebocoran minyak - Lakukan pengujian kualitas minyak untuk memastikan kondisi minyak isolasi - Periksa kondisi seal, jika kondisi seal sudah fatik maka lakukan penggantian seal dan penggantian minyak sesuai manual instrcuction/hubungi manufacturer. 3. Kondisi fisik isolator porcelain Flek/Retak/pecah Lakukan penggantian PT bila pecah tdk bisa ditoleransi. (retak melingkar) Lapisi dengan insulator varnish untuk kondisi isolator flek atau dengan gunakan ceramic sealer/ceramic rebound untuk kondisi pecah kecil. 4. Kondisi core Retak Lakukan penggantian PT 5
housing 5. Kondisi structure penyangga Korosi/Kendor/ Bengkok Lakukan perbaikan / penggantian struktur penyangga 3. Pemeriksaan kebocoran minyak 4. Pemeriksaan kondisi fisik isolator porcelain Harian NORMAL Visual Mingguan NORMAL Visual 6. Kondisi grounding Lepas/kendor/ rantas - Sambungkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. - Kencangkan kembali kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. - Sambungkan ganti kawat pentanahan sehingga pentanahan tersambung dengan mesh grounding GI. 4.4 Uraian Kegiatan Pemeliharaan Trafo Tegangan (PT) Pada daftar di bawah ini diuraikan tentang pemeliharaan transformator tegangan yang terdiri dari : 1. Pemeliharaan Harian. 2. Pemeliharaan Mingguan 3. Pemeliharaan Bulanan. 4. Pemeliharaan Tahunan Salah satu contoh tabel pemeliharaan In Service Inspection berdasarkan periode dapat dilihat dalam tabel berikut : Tabel 4 Uraian Kegiatan In Service Jenis Inspeksi/Pengujian 1. Pemeriksaan level ketinggian minyak PT 2. Pemeriksaan level tekanan minyak (khusus untuk dengan rubber bellow) dan tekanan gas. Inspection Periode Batasan Operasi Alat Uji Mingguan NORMAL Visual Harian MEDIUM Visual 6 5. Pemeriksaan kondisi core housing 6. Pemeriksaan kondisi structure penyangga 7. Pemeriksaan kondisi grounding 8 Pemeriksaan Spark Gap Mingguan NORMAL Visual Tahunan NORMAL Visual Bulanan NORMAL Visual Bulanan NORMAL Visual 4.5 Peraturan Keselamatan Kerja Peralatan keselamatan kerja dimaksudkan untuk melindungi manusia dari bahaya-bahaya yang mungkin timbul pada waktu melakukan kegiatan kerja. Penggunaan peralatan kerja adalah merupakan pelayanan bagi semua karyawan PLN yang diatur berdasarkan surat edaran Direksi SE No. 005/PST/82. Peralatan keselamatan kerja meliputi: helm, sarung tangan, sepatu pengaman (safety shoes), kacamata, pemadam kebakaran, alarm kebakaran, dan lain-lain. Guna menjaga keselamatan kerja maka setiap karyawan diwajibkan mematuhi dan memahami peraturan keselamatan kerja serta memahami fungsi masing-masing peralatan. V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat kami ambil dari kerja praktek yang kami laksanakan di GI Krapyak 150 KV PT PLN (Persero) APP Semarang adalah sebagai berikut : 1. Transformator adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan yang bertujuan untuk: Mentransformasi nilai tegangan yang tinggi pada sisi primer ke nilai tegangan yang rendah di sisi yang digunakan untuk pengukuran (metering) dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap primer 2. Transformator bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Jika pada
kumparan primer mengalir arus I1, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar N1I1. Gaya gerak magnet ini memproduksi fluks pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak listrik (GGL) pada kumparan sekunder 3. Untuk menjaga keandalan dan memperpanjang umur peralatan khususnya transformator dilakukan pemeliharaan dan pengoperasian peralatan harus dilakukan dengan benar sesuai petunjuk pengoperasian peralatan 5.2 Saran 1. Perawatan dan Pemeliharaan Gardu Induk dan peralatannya sebaiknya dilakukan sesuai jadwal dan lebih diperhatikan. 2. Perlu adanya penambahan fasilitas belajar yang mendukung proses pelaksanaan Kerja Praktek seperti buku-buku mengenai peralatan dan lain-lain. BIODATA PENULIS Daniswara Ardy Putra Lahir di kota Semarang pada tanggal 6 Juni 1991. Penulis mengawali pendidikannya di bangku SD Kabluk 03-04 Semarang. Lalu melanjutkan ke SMP N 3 Semarang. Setelah itu melanjutkan di SMA N 2 Semarang. Dan sekarang penulis masih melanjutkan studi sebagai mahasiswa di Fakultas Teknik Elektro angkatan 2009 Universitas Diponegoro dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik Semarang, November 2011 Mengetahui, Dosen Pembimbing DAFTAR PUSTAKA [1] Tobing, Bonggas L.2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama Ir. Agung Warsito, DHET NIP. 195806171987031002 [2] 2009.Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peraltan Penyaluran Tenaga Listrik Transformator Tegangan (PT) 3-22/HARLUR- PST/2009. Jakarta: PT. PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengaturan Beban Jawa Bali [3] Team O & M, Buku Petunjuk Operasi dan Memelihara Peralatan untuk Trafo Tegangan, PT PLN (Persero) P3B Jawa Bali, 1981 7