Makalah Seminar Kerja Praktek PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR BAGIAN RAT PLTU UNIT 3 PT. INDONESIA POWER UP SEMARANG Akbar Rama Dhanara. 1, Ir. Tejo Sumakdi, MT. 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Soedarto, S.H, Tembalang-Semarang 50275 Telp (024) 7460053 Fax (024) 7460055 Email : akbardhanara@gmail.com ABSTRAK Trafo tenaga merupakan suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Di PLTU Unit III PT. Indonesia Power terdapat tiga macam Trafo yaitu : Trafo generator, (Generator Transformer), MAT (Main Auxiliary Transformer), dan RAT (Reserve Auxiliary Transformer). Tetapi pada pelaksanaan kerja praktek kali ini, penulis hanya melakukan pengamatan terhadap transformator RAT (Reserve Auxiliary Transformer). Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator merupakan jantung dari transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal (kalau bisa terus menerus tanpa berhenti). Mengingat kerja keras dari suatu transformator seperti itu maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dengan menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik dan tepat. Untuk itu regu pemeliharaan harus mengetahui bagian-bagian transformator dan bagian-bagian mana yang perlu diawasi melebihi bagian yang lainnya Kata kunci: Trafo tenaga (RAT), Pemeliharaan transformator I. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang PT. Indonesia Power Unit Bisnis Pembangkitan (UP) Semarang memegang peranan yang sangat penting dalam menjaga keandalan dan mutu sistem kelistrikan Jawa-Bali terutama di Jawa Tengah, memberikan kontribusi 16,71 % dari keseluruhan kapasitas terpasang pembangkit yang dimiliki oleh PT. Indonesia Power. 1.2. Tujuan Pelaksanaan Adapun tujuan dari Kerja Praktek ini adalah meliputi beberapa hal diantaranya a. Mengetahui prinsip kerja dari sistem pembangkitan yang terdapat di UP PLTU Unit III Semarang. b. Mengetahui bagian-bagian suatu transformator RAT beserta fungsinya. c. Mengetahui pemeliharaan transformator RAT yang terdapat di UP PLTU Semarang. 1.3 Pembatasan Masalah Makalah ini membahas mengenai transformator yang akan dijelaskan lebih dalam tentang bagian-bagian suatu transformator RAT beserta fungsinya dan pemeliharaan transformator pada sistem pembangkitan listrik pada PLTU Unit III Tambak Lorok PT. Indonesia Power UP Semarang. II. Proses Produksi Tenaga Listrik pada PLTU Gambar 1 Siklus PLTU Pada prinsipnya, PLTU mempunyai sistem/ siklus aliran (secara ringkas dapat di lihat pada gambar 1),yaitu meliputi: 1
a. Sistem Air dan Uap Air laut yang jumlahnya melimpah ruah dipompa oleh CWP (Circulating Water Pump) (1) yang sebagian besar dipakai untuk media pendingin di Condenser (6) dan sebagian lagi dijadikan air tawar di Desalination Evaporator (2). Setelah air menjadi tawar, kemudian dipompa oleh Distillate Pump (3) untuk kemudian dimasukkan ke dalam Make Up Water Tank (4) yang kemudian dipompa lagi masuk ke sistem pemurnian air (Demineralizer) dan selanjutnya dimasukkan ke dalam Demin Water Tank (5). Dari sini air dipompa lagi untuk dimasukkan ke dalam Condenser bersatu dengan air kondensat sebagai air benam bah. Air kondensat yang kondisinya sudah dalam keadaan murni dipompa lagi dengan menggunakan pompa kondensat, kemudian dimasukkan ke dalam 2 buah pemanas Low Pressure Heater (7) dan kemudian diteruskan ke Deaerator (8) untuk mengeluarkan atau membebaskan unsur O 2 yang terkandung dalam air tadi. Selanjutnya air tersebut dipompa lagi dengan bantuan Boiler Feed Pump (9) dipanaskan lagi ke dalam 2 buah High Pressure Heater (10) untuk diteruskan ke dalam boiler yang terlebih dahulu dipanaskan lagi dengan Economizer (11) baru kemudian masuk ke dalam Steam Drum (12). Proses pemanasan di ruang bakar menghasilkan uap jenuh dalam steam drum, dipanaskan lagi oleh Superheater (14) untuk kemudian dialirkan dan memutar Turbin Uap (15). Uap bekas yang keluar turbin diembunkan dalam condenser dengan bantuan pendinginan air laut kemudian air kondensat ditampung di hot well. b. Sistem Bahan Bakar Bahan bakar berupa residu/mfo dialirkan dari kapal/tongkang (16) ke dalam Pumping House (17) untuk dimasukkan ke dalam Fuel Oil Tank (18). Dari sini dipompa lagi dengan fuel oil pump selanjutnya masuk ke dalam Fuel Oil Heater (19) untuk dikabutkan di dalam Burner (20) sebagai alat proses pembakaran bahan bakar dalam Boiler. c. Sistem Udara Pembakaran Udara di luar dihisap oleh FDF (Forced Draught Fan) (21) yang kemudian dialirkan ke dalam pemanas udara (Air Heater) (22) dengan memakai gas bekas sisa pembakaran bahan bakar di dalam Boiler (13) sebelum dibuang ke udara luar melalui Cerobong/Stack (23). d. Sistem Penyaluran Tenaga Listrik Perputaran Generator (24) akan menghasilkan energi listrik yang oleh penguat/exciter tegangan mencapai 18 kv, kemudian oleh Trafo Utama/Main Transformater (25) tegangan dinaikkan menjadi 150 kv. Energi listrik itu lalu dibagi melalui Switch Yard (26) untuk kemudian dikirim ke Gardu Induk melalui Transmisi Tegangan Tinggi (27). Kemudian, tenaga listrik itu dialirkan lagi pada para konsumen. III. Transformator Tenaga 4.1 Pengertian Transformator / Transformator RAT Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya Dalam sistem PLTU unit III terdapat tiga macam transformator, yaitu trafo MAT, RAT, dan trafo generator. Yang akan dibahas kali ini yaitu transformator RAT. Transformator RAT (Reserve Auxiliary Transformer) yang ada di PLTU Unit III mempunyai 2 set trafo cadangan yang diparalelkan. Bila generator mengalami ganguan atau over houl sehingga trafo utama tidak berfungsi maka daya listrik untuk startup pembangkit unit III disuplai dari bus 150 KV melalui trafo cadangan ini. Jadi trafo ini menurunkan tegangan dari 150 KV menjadi 4160 V. Gambar 2 Trafo RAT 3 2
4.2 Karakteristik Transformator RAT Transformator RAT 3 yang digunakan pada PLTU Tambak Lorok III yaitu merk Osaka Transformator dengan media isolasi minyak. Transformator tenaga tersebut mempunyai karakteristik sebagai berikut : Tipe transformator : FBORSD, penggunaan pada luar ruangan, media isolasi berupa minyak, tipe pendinginan OFAF (Oil Forced Air Forced) dengan menggunakan radiator Rating transformator : - Standard : ANSI C57. 12.00-1973 - Manufactur : Osaka Transformer - Phase : 3 - Rated frequency : 50 Hz - Rated voltage At HV side 150000 GrdY/86610 V At LV side 4360 GrdY/2517 Rated current HV : 38,5/48,1/53,9 A LV : 1324/1655/1854 A Temperature rise Winding 55/55/ C Oil 55/55// C Oil quant : 8600 l Untangking wt : 21200 kg Total wt : 37500 kg 4.3 Bagian-bagian Transformator Transformator terdiri dari : a. Bagian Utama. 1) Inti Besi Berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.dibuat dari lempenganlempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current 2) Kumparan Transformator Adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus. 3) Minyak Transformator Sebagian besar kumparan-kumparan dan inti trafo direndam dalam minyak trafo terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai isolasi dan media pemindah, sehingga minyak trafo tersebut berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. 4) Bushing Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo. Gambar 3 Bushing Transformator 5) Tangki Konservator Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator. Gambar 4 Konservator Trafo b. Peralatan Bantu 1) Pendingin Pada inti besi dan kumparankumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugirugi tembaga. Bila panas tersebut 3
mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi (di dalam transformator). Maka untuk mengurangi kenaikan suhu transformator yang berlebihan maka perlu dilengkapi dengan alat/ sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator Pada cara alamiah (natural), pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat perpindahan panas dari media tersebut ke udara luar diperlukan bidang perpindahan panas yang lebih luas antara media (minyak-udara/gas), dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (Radiator). Gambar 5 Radiator sebagai Pendingin Tabel 1 Jumlah Radiator untuk masingmasing Trafo pada PLTU Unit III adalah No Transformator Jumlah Radiator 1 Generator 4 2 MAT 1 3 RAT 1 Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara natural/alamiah tersebut dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa-pompa sirkulasi minyak, udara dan air. Cara ini disebut pendingin paksa (Forced). Gambar 6 kipas pendingin transformator Tabel 2 Jumlah Kipas Pada Masingmasing Trafo Trafo Jumlah Kipas Total kelompok perkelompok Generator 4 4 16 MAT 1 2 2 RAT 1 2 2 2) Tap Changer (Perubah Tap) Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan jaringan / primer yang berubah-ubah. Tap changer yang hanya bisa beroperasi untuk memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator tidak berbeban disebut Off Load Tap Changer dan hanya dapat dioperasikan manual. Transformator Generator, MAT, RAT mempunyai pengubah tap tanpa beban. 3) Alat Pernapasan (Silicagel). Karena pengaruh naik turunnya beban transformator maupun suhu udara luar, maka suhu minyak pun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari tangki, sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan transformator. 4
Akibat pernapasan 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 pernapasan, berupa tabung kaca berisi kristal zat hygroskopis sehingga dapat dilihat warnanya. Gambar 7 Silikagel 4) Indikator. Untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indicator pada transformator sebagai berikut: - Indikator suhu minyak - Indikator permukaan minyak. - Indikator sistem pendingin. - Indikator kedudukan tap. - Dan sebagainya c. Peralatan Proteksi 1. Rele Bucholz Rele bucholz adalah alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas 2. Pengaman Tekanan Lebih (Explosive Membrane/Pressure- Relief Vent) Alat ini berupa membrane yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki transformator terhadap kenaikan tekanan gas yang timbul di dalam tangki (yang akan pecah pada tekanan tertentu) dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tangki transformator. 3. Rele Tekanan Lebih (Sudden Pressure Relay) Rele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni pengaman terhadap gangguan di dalam transformator. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung menjatuhkan PMT 4. Rele Differensial Berfungsi mengamankan transformator dari gangguan di dalam transformator antara lain, Flash Over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan. 5. Rele Arus Lebih Berfungsi mengamankan transformator dari arus yang melebihi dari arus yang telah diperkenankan lewat dari transformator tersebut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat. 6. Rele Tangki Tanah Berfungsi untuk mengamankan transformator bila ada hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada transformator. 7. Rele Hubung Tanah Berfungsi untuk mengamankan transformator bila terjadi gangguan satu phasa ke tanah. 8. Rele Termis Berfungsi untuk mencegah / mengamankan transformator dari kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan akibat arus lebih. Besarnya yang diukur di dalam rele ini adalah kenaikan temperatur. 5
d. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator Pemadam kebakaran (transformator - transformator besar ) Sistem pemadam kebakaran yang modern pada transformator saat sekarang sudah sangat diperlukan. Fungsi yang penting untuk mencegah terbakarnya trafo. Penyebab trafo terbakar adalah karena gangguan hubung singkat pada sisi sekunder sehingga pada trafo akan mengalir arus maksimumnya. Jika proses tersebut berlangsung cukup lama karena rele tidak operasi dan tidak operasinya rele juga sebagai akibat salah menyetel waktu pembukaan PMT, rele rusak, dan sumber DC yang tidak ada serta kerusakan wiring. IV. Pemeliharaan Trafo Tenaga Tujuan pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi adalah untuk menjamin kontinyunitas penyaluran tenaga listrik dan menjamin keandalan, antara lain : a. Untuk meningkatkan reliability, availability dan effiency. b. Untuk memperpanjang umur peralatan. c. Mengurangi resiko terjadinya kegagalan atau kerusakan peralatan. d. Meningkatkan Safety peralatan. e. Mengurangi lama waktu padam akibat sering gangguan. Pemeliharaan Trafo Tenaga meliputi : a) Pemeliharaan transformator yang berupa monitoring dan dilakukan oleh petugas operator setiap hari dalam keadaan operasi. 1. Tangki, radiator, pipa-pipa, katup- katup, sumbat- sumbat 2. Kipas-kipas pendingin, Pompapompa minyak, Lemari kontrol 3. Terminal utama, rel, terminasi kabel, jumper-wire. 4. Indikator tinggi minyak 5. Bushing Kipas-kipas pendingin, motor pompa sikulasi dan radiator 6. Sumber arus searah (DC) 7. Pemadam kebakaran 8. Suhu/ temperatur minyak dan kumparan transformator 9. Beban transformator 10. Lemari kontrol dan Proteksi b) Pemeliharaan transformator yang berupa monitoring dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap bulan 1. Lemari kontrol/ Lemari Proteksi dan box kontrol serta Marshaling kios. 2. Selikagel dan system pernapasan. 3. Kerja OLTC c) Pemeliharaan transformator yang berupa pemeriksaan, pengukuran dan pengujian dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun 1. Diafragma 2. Tahanan pentanahan dan tahanan tanah 3. Ratio 4. Dielektrik minyak 5. Kadar asam 6. Kadar air dalam minyak 7. Kadar viscositas minyak 8. Warna minyak 9. Kandungan gas dalam minyak 10. Peralatan pengaman transformator (Bucholz, Sudden Pressure, rele temperatur.) 11. Body, Bushing Transformator 12. Baut terminal, baut bushing, baut body dan baut pentanahan. 13. Spark gap bashing primer maupun sekunder. 14. Baut terminal pada panel kontrol dan proteksi 15. Tahanan isolasi, Kontrol mekanik, limit switch, indikator dari OLTC 16. Tegangan tembus minyak 17. Pondasi 6
V. Penutup 5.1 Kesimpulan 1. PLTU mempunyai sistem/ siklus aliran, yaitu meliputi: Siklus Air dan Uap, Siklus Udara dan gas pembakaran, Siklus bahan bakar, Siklus air pendingin, Siklus minyak pelumas, Siklus penyaluran tenaga listrik 2. Transformator R A T 3 terdiri dari: Bagian Utama, Peralatan Bantu, Peralatan Proteksi, Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator. 3. Pemeliharaan peralatan listrik tegangan tinggi diperlukan untuk mempertahankan kondisi dan meyakinkan bahwa peralatan dapat berfungsi sebagaimana mestinya sehingga dapat dicegah terjadinya gangguan yang menyebabkan kerusakan. 5.2 Saran 1. Dalam melaksanakan pemeliharan transformator harap mengikuti prosedur dan memperhatikan K3 ( Keselamatan dan Kesehatan Kerja) 2. Pengecekan terhadap Trafo harus dilakukan dengan teliti. Akbar Rama Dhanara (21060112140172) menempuh pendidikan SD 3 Demaan Kudus, SMP N 1 Kudus, SMA N 1 Kudus dan sekarang tercatat sebagai mahasiswa Teknik Elektro Universitas Diponegoro Angkatan 2012, Konsentrasi tenaga listrik, telah melaksanakan kerja praktek di PT. Indonesia Power UP Semarang DAFTAR PUSTAKA [1] FIST 3-30. 2000.Facilities Instructions,Standards, And Techniques Transformer Maintenance. Colorado : United states Department Of The Interior Bureau Of Reaclamation [2] Kadir, Abdul.1989.Transformator.Jak arta : PT.Gramedia [3] Osaka Transformer Co.ltd. Insrtruction For Power Trransformer Volume I.Japan [4] PT PLN..2003.Panduan Pemeliharaan Trafo Tenaga.Jakarta : PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali [5] www.indonesia power.co.id 7