ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150 kv/70 kv DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN METODE STOKASTIK Lailiyana Farida 2205 100 091 Pembimbing : IGN Satriyadi H,ST,MT Dr. I Made Yulistya Negara,ST,M.Sc
Outline
I. Latar Belakang - Gangguan sering terjadi pada internal transformator tenaga (baik pada tahanan isolasi, tegangan tembus maupun pada kandungan gas terlarut di minyak transformator) - Gangguan harus dapat didiagnosa dan dianalisis lebih lanjut demi keperluan pemeliharaan transformator II.Permasalahan - Mengevaluasi jenis gangguan yang terjadi di trasformator 150/70 kv di GI Banaran - Menghitung nilai keandalan transformator menggunakan metode Markov
III. Tujuan - Membuat model analisis kinerja berdasarkan data hasil pengujian - Menghitung kualitas transformator berdasarkan hasil tes DGA - Menghitung hasil pengujian tahanan isolasi - Menghitung hasil pengujian tegangan tembus dengan menggunakan metode Markov IV. Batasan Masalah - Transformator tenaga yang dijadikan objek penelitian adalah transformator 150/70 kv, yang berada di GI Banaran Kediri - Input metode DGA adalah data-data hasil pengujian minyak transformator selama 10 tahun oleh GI Banaran setelah dilakukan uji kromatograf. - Input hasil pengujian tahanan isolasi dan pengujian tegangan tembus dilakukan berkala pada saat pemeliharaan selama 10 tahun. - Parameter jenis gangguan adalah hasil pengujian DGA,pengujian tahanan isolasi dan tegangan tembus pada transformator. - Nilai kualitas transformator dianalisis dengan metode Markov berdasarkan data hasil tes DGA, pengujian tegangan tembus, dan tahanan isolasi.
4 Unsur Sistem Tenaga Listrik : 1. Pembangkit Tenaga Listrik (PTL) 2. Sistem Transmisi 3. Saluran Distribusi 4. Pemakaian Atas Utilisasi ( Instalasi Pemakaian Tenaga Listrik )
Transformator mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga yang lainnya. Teg. Tinggi Teg. Rendah ( Step Down ) Teg. Rendah Teg Tinggi ( Step Up ) Bagian-bagian Transformator: - Bagian Utama : a.inti Besi b.kumparan Transformator c.minyak Transformator d.bushing e.tangki dan Konsevator - Bagian Bantu : a.sistem Pendingin Penampang Transformator Secara Umum b.peralatan Proteksi
Transformator Tenaga Berfungi untuk menyalurkan tenaga / daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (menyalurkan tegangan) Macam-macam Transformator Tenaga : a. Transformator generator atau lebih dikenal dengan transformator penaik tegangan b. Transformator transmisi digunakan untuk menyalurkan daya pada sistem transmisi c. Transformator pengatur (control) digunakan sebagai pengatur tegangan Transformator Distribusi Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen Macam-macam Transformator Distribusi pada saluran udara : a. Conventional Transformer b. Completely Self Protecting Transformer (CSP) c. Completely Self Protecting for Secondary Banking Transformer (CSPB) Transformator Pengukuran Transformator yang khusus dipakai untuk pengukuran dan proteksi yaitu rele pengaman Terdiri atas : a. Transformator Arus (Current Transformer) b. Transformator Tegangan (Potential Transformer)
Potensial Transformer Current Transformer Transformator Tenaga
Minyak transformator Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan pemurnian minyak mentah. Dalam pemakaiannya, karena pengaruh panas dari rugi-rugi di dalam transformator akan timbul hidrokarbon.
Minyak transformator Fungsi dari minyak transformator adalah sebagai : 1.Insulator 2.Pendingin 3.Pelindung
Proses terbentuknya gas dalam minyak transformator Proses over heating Proses pirolisis Penyebab utama terbentuknya gas-gas Thermal degradation Arcing Partial discharge
Dissolved Gas Analysis Metode laboratorium yang digunakan untuk menganalisis gas dalam minyak transformator dengan mengambil sample minyak dari transformator, kemudian gas terlarut diekstrasi, dipisahkan, diidentifikasi,, dan ditentukan kwantitasnya. Karbondioksida (CO2) Karbonmonoksida (CO) Hidrogen (H2) Asetilen (C2H2) Etilen (C2H4) Metana (CH4) Etana (C2H6)
Data pengujian minyak transformator ( Januari 2008 ) Jenis gas Hasil (ppm) K Hydrogen ( H2 ) 20.00 1 Carbon Monoxide ( CO ) 5.2 1 Methane ( CH4 ) 42.7 1 Carbon Dioxide ( CO2 ) 2547.85 2 Ethylene ( C2H4 ) 1.99 1 Ethane ( C2H6 ) 60.2 1 Acethylene ( C2H2 ) 0.00 1 TDCG 130.10 1 Data pengujian tahanan isolasi transformator ( 2004 ) Tahanan isolasi 2004 K Primery-ground 10mnt 35000 1 Sekunder- ground 10mnt 35000 1 Primery sekundery 10mnt 35000 1 Data pengujian tegangan tembus ( 2004 ) Teg Tembus Minyak 2004 Minyak Main KV / Tank Cm Minyak OLTC KV / Cm K 33 4 31,2 4
Pembagian Kondisi Minyak Transformator Berdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm) Jenis Gas Terlarut Kondisi 1 2 3 4 Hidrogen 100 700 1800 > 1800 Metanaa 120 140 1000 > 1000 Asetilen 35 50 80 > 80 Etilen 50 100 200 > 200 Etana 65 100 150 > 150 Karbonmonoksida 350 570 1400 > 1400 Karbondioksida 2500 4000 10000 > 10000 TDCG < 720 721-1920 1921-4630 > 4630
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tahanan Isolasi (berdasarkan standar PLN dalam satuan MΩ) Kondisi 1 2 3 4 5 21000 < 11000-21000 1000-11000 < 1000 F Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus (berdasarkan standar PLN dalam satuan kv/cm) Kondisi 1 2 3 4 5 74 < 58-74 46-58 < 46 F
Metode Markov Metode Markov merupakan suatu proses stokastik dengan menggunakan pendekatan peluang suatu kejadian dalam suatu waktu dimana kejadian masa lalu tidak mempunyai pengaruh pada masa yang akan datang bila masa sekarang diketahui. Hasil metode Markov adalah karakteristik dari variabel acak peluang suatu kejadian. Dalam tugas akhir ini karakteristik yang dicari adalah : 1. Keandalan 2. Ketersediaan 1. 2.
Metode Markov Keandalan atau realibility didefinisikan sebagai peluang suatu komponen atau sistem memenuhi fungsi yang dibutuhkan dalam periode waktu yang diberikan selama digunakan dalam kondisi beroperasi. Dengan kata lain keandalan berarti peluang tidak terjadi kegagalan selama masa beroperasi.
Proses Proses Markov Markov Fungsi Fungsi Laju Laju Kegagalan Kegagalan ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( t R t f t R dt t dr t Fungsi Keandalan t dt t t R 0 ' ) ' ( exp ) (
Proses Markov Dalam notasi matriks: dp 1( t) dp2 ( t) dp3 ( t) dt dt dt p 1 1,2 ( t) p 2 ( t) p3 ( t 2,1 2 1 ) 1,3 2, 3 atau: dp( t) dt p( t) A
Pemodelan Markov untuk Kurva Keandalan Kondisi 1 disimbolkan D1 Kondisi 2 disimbolkan D2 Kondisi 3 disimbolkan D3 Kondisi 4 disimbolkan D4 Kondisi pemfilteran disimbolkan F λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b. ( t ) dr dt ( t ) 1 R ( t ) f ( t ) R ( t ) Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCG Data Laju Perubahan Kondisi TDCG Perubahan Kondisi λ (kali/bulan) 1-3 0.017241379 1-2 0.010416667 3 - F 0.00091
Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari) TDCG 1-3 58 Total 58 Rata-rata Total/jumlah 58 λ 1-3 0.017241379 Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari) TDCG 1-2 96 Total 96 Rata-rata Total/jumlah 96 λ 1-2 0.010416667 λ 3 - F 0.00091 Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar berikut
Pemodelan untuk TDCG D1 D2 D3 F Untuk gas dan kondisi yang lain perhitungan sama seperti contoh saat perhitungan TDCG Pemodelan Gas H 2 D1 D2 F Pemodelan Gas CO D1 D2 D3 F Pemodelan Gas CO 2 D1 D2 D3 F
Pemodelan Gas C 2 H 2 D1 D4 F Pemodelan Gas C 2 H 6 D1 D3 D4 F Pemodelan Gas C 2 H 4 D1 D4 F Pemodelan Gas CH 4 D1 D2 D3 D4 F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary Ground D1 D2 D3 D4 F Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Secondary Ground D1 D2 D3 F Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary-Secondary D1 D2 D3 F Pemodelan untuk Tegangan Tembus D1 D2 D4 F
Metode Markov Ketersediaan atau avaibility didefinisikan sebagai peluang suatu komponen atau sistem berfungsi menurut kebutuhan pada waktu tertentu saat digunakan dalam kondisi beroperasi. Ketersediaan diinterpretasikan sebagai peluang beroperasinya komponen atau sistem dalam waktu yang ditentukan.
Pemodelan Markov untuk Kurva Ketersediaan Untuk perhitungan μ(laju perbaikan) sama seperti perhitungan λ, beda dari μ dan λ adalah μ laju perbaikan sedangkan λ laju perburukan. Data Laju Perubahan Kondisi TDCG Perubahan Kondisi μ (kali/bulan) Perubahan Kondisi λ (kali/bulan) 2-1 0.032258065 1-3 0.017241379 3-1 0.032258065 1-2 0.010416667 F - 1 1 3 - F 0.00091
Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari) TDCG 1-3 58 Total 58 Rata-rata Total/jumlah 58 λ 1-3 0.017241379 Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari) TDCG 2-1 31 Total 31 Rata-rata Total/jumlah 31 μ 2-1 0.032258065 Jenis Gas PerubahanKondisi Waktu (Hari) TDCG 1-2 96 Total 96 Rata-rata Total/jumlah 96 λ 1-2 0.010416667