PEMELIHARAAN PEMUTUS TENAGA (PMT) MEDIA PEMADAM BUSUR API GAS SF6 DENGAN PENGGERAK SPRING PT. PLN (PERSERO) P3B REGIONAL JATENG DAN DIY UPT. SEMARANG GI 150 kv SRONDOL Aji Suryo Alam 1, Dr. Ir. Hermawan, DEA 2 1 Mahasiswa dan 2 Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : Ajielek07@gmail.com ABSTRAK Gardu Induk merupakan suatu instansi yang terdiri dari berbagai macam peralatan yang berfungsi untuk menaikan dan menurunkan tegangan sistem, pengukuran dan pengawasan operasi serta pengaturan pengamanan dari sistem tenaga listrik lain, dan mengatur penyaluran daya ke gardu induk lain melalui jaringan transmisi. Salah satu peralatan listriknya adalah Pemutus Tenaga (PMT) yang merupakan saklar yang digunakan untuk menghubung atau memutus hubungan tenaga listrik dalam keadaan gangguan maupun dalam keadaan berbeban sesuai dengan ratingnya.untuk menjalankan fungsinya dengan baik pemutus tenaga harus mampu menutup atau mengalirkan beban penuh untuk waktu yang lama, juga harus mempunyai kemampuan untuk menginterupsi gangguan secara cepat yang berkoordinasi dengan rele pengaman. Disamping itu juga, harus mampu menahan bunga api yang timbul saat pemutusan. Pemutus tenaga listrik dalam keadaan gangguan akan menimbulkan arus yang relatif besar, pada saat tersebut PMT bekerja sangat berat bila kondisi peralatan PMT menurun karena kurangnya pemeliharaan sehingga tidak sesuai lagi kemampuan dengan daya yang diputuskannya, maka alat tersebut akan dapat rusak (meledak). Pemutus tenaga merupakan salah satu peralatan vital pada Gardu Induk, oleh karena itu perlu dilakukan perawatan secara intensif dan terjadwal. Dengan demikian dapat diminimalisir kerusakannya yang dapat mengganggu kelangsungan penyaluran tenaga listrik baik ke pelanggan maupun ke gardu induk lain melalui jaringan transmisi. Kata Kunci : Pemutus Tenaga, Gardu Induk, Pemeliharaan 1. PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di zaman yang serba modern ini semakin canggih, khususnya dibidang kelistrikan, dimana kebutuhan akan listrik pada saat ini sudah menjadi kebutuhan primer, sehingga dapat dipastikan kebutuhan akan listrik pada saat ini maupun yang akan datang akan terus meningkat. Untuk memenuhi kebutuhan listrik tersebut maka dibangunlah Pusat Pembangkit Listrik, Gardu Induk ( GI ) dan saluran transmisi sebagai media penyalur aliran daya listrik hingga sampai ke konsumen. Salah satu GI yang dibangun untuk melayani kebutuhan akan listrik wilayah Semarang adalah Gardu Induk ( GI ) Srondol. PMT adalah alat yang paling penting dari semua alat penghilang / peredam dari gangguan tenaga. PMT mempunyai
2 kemampuan untuk menghilangkan arus hubung singkat yang sangat besar yang melebihi nilai nominal dari arus beban yang melewati konduktor maupun isolator. PMT harus selalu dipelihara dan dijaga dengan baik, karena sangat erat hubungannya dengan kelangsungan penyaluran daya listrik ke pelanggan. Dari hal tersebut maka saya mengambil topik tentang Pemutus Tenaga (PMT ) menggunakan media gas SF6 dengan penggerak spring pada Gardu Induk ( GI ) Srondol. 1.2 TUJUAN Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini untuk mengetahui pemeliharaan pemutus daya yang terdapat di Gardu Induk 150 kv Srondol.. 1.3 BATASAN MASALAH Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian pemutus tenaga yang terdapat di GI 150 kv Srondol. Untuk mempersempit masalah, maka hanya dibahas mengenai pemeliharaan pada pemutus tenaga. 2. DASAR TEORI Pemutus Tenaga ( PMT ) adalah saklar yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus atau daya listrik sesuai dengan ratingnya. Pada waktu pemutusan / penghubungan arus atau daya listrik akan terjadi busur api. Pemadam busur api listrik pada waktu pemutusan dapat dilakukan oleh beberapa macam bahan, yaitu minyak, udara, dan gas. Dan selain itu media penggeraknya juga ada bermacam -macam, yaitu penggerak pegas ( spring ), penggerak hidrolik, penggerak pneumonik. Tapi disini saya hanya membahas tentang PMT dengan media gas dan penggerak spring. PMT dapat memutuskan hubungan tenaga listrik dalam keadaan gangguan maupun dalam keadaan berbeban dan proses ini harus dapat dilakukan dengan cepat. PMT bila bekerja dalam keadaan gangguan akan menimbulkan arus yang relatif besar, pada saat tersebut PMT bekerja sangat berat. Bila kondisi peralatan PMT menurun karena kurangnya pemeliharaan sehingga tidak sesuai lagi kemampuan dengan daya yang diputuskannya maka alat tersebut dapat rusak. 2.1 PMT dengan media pemutus Gas SF6 Media gas yang digunakan pada tipe PMT ini adalah Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride). Pada temperatur diatas 150 O 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. Selain itu gas SF6 juga mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, setelah arus bunga api listrik melalui titik nol. Dan pada masa lalu PMT dengan media pemutus menggunakan SF6 ada 2 tipe, yaitu 2.1.1 Tipe tekanan ganda ( Double Pressure Type ), dimana pada saat ini sudah tidak diproduksi lagi. Pada tipe tekanan ganda, gas dari sistem tekanan tinggi dialirkan melalui nozzle ke gas sistem tekanan rendah selama pemutusan busur api. Pada sistem gas tekanan tinggi tekanan gas ± 12 kg/cm 2 dan pada sistem gas tekanan rendah, tekanan gas ± 2 kg/cm2. Gas pada sistem tekanan rendah kemudian dipompakan kembali ke sistem tekanan tinggi. Gambar 2.1 Satu katup PMT dengan gas SF6 bertangki ganda dalam tanki tertutup
3 Keterangan : 1.Sambungan terminal-terminal (Connection Terminals). 2.Isolator-isolator atas (Upper Insulators). 3.Jalan masuknya gas SF6 : 14 kg/cm2 (SF6 inlet 14 kg/cm2 ). 4.Jalan keluarnya gas SF6 : 2 kg/cm2 (SF6 outlet 2 kg/cm2 ). 5.Ruang pemadam busur api (arcextinction chamber ) 6.Sambungan penggerak (operating links ) 7. Isolator bawah ( lower insulator ) 8. Persediaan utama gas SF 6 14 kg/cm 2 (main SF 6 reservoir 14 kg/cm 2 ) 9.Ganjal dari aluminium ( activated alumina ) 10.Ruang tekanan rendah : 2 kg/ cm 2 pada tekanan tanah ( lower pressure chamber 2 kg/ cm 2 at earth potential 11.Pembantu persediaan tekanan tinggi : 14 kg/cm 2 ( auxiliary high pressure reservoir ) 2.1.2 Tipe Tekanan Tunggal Pada PMT tipe tekanan tunggal, PMT diisi dengan gas SF 6 dengan tekanan kira - kira 5 kg/cm 2. Selama pemisahan kontak-kontak, gas SF6 ditekan kedalam suatu tabung / cylinder yang menempel pada kontak bergerak. Pada waktu pemutusan gas SF6 ditekan melalui nozzle dan tiupan ini yang mematikan busur api. Gambar 2.2 Satu Katup PMT 245 kv dengan Gas SF6 Keterangan : 1. Mekanisme penggerak ( operating mechanism ). 2. Pemutus ( Interupter ) 3. Isolator penyangga dari porselen rongga (hollow support insulator porcelen ). 4. Batang penggerak berisolasi glass Fibre (Fibre Glass Insulating Operating Rod ). 5. Penyambung diantara no. 4 dan no. 12 ( Linkages Between 4 and 12 ). 6. Terminal - terminal. 7. Saringan ( filters ). 8. Silinder bergerak (movable cylinder ). 9. Torak tetap ( fixed piston ). 10. Kontak tetap ( Fixed contact ). 11. Kontak gerak. 12. Penyambung batang penggerak. 13. Penghubung mekanik. 3. Pemeliharaan Pemutus Tenaga Pada umumnya pemeliharaan dari pemutus tenaga ( PMT ) dilakukan secara berkala dalam jangka waktu dua tahun. Dalam pemeliharaan pemutus tenaga (PMT), hal yang terpenting yang harus dilakukan adalah pengukuran tahanan isolasi, tahanan kontak, breakeranalizer, dan tahanan pentanahan. Adapun alat yang digunakan untuk mengukur tahanan isolasi adalah megger sedangkan alat yang digunakan untuk mengukur tahanan kontak adalah breakeranalizer. 3.1 Pengukuran Tahanan Isolasi Pengukuran tahanan isolasi pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi terbuka atau open. Besar dari nilai tahanan isolasi pemutus tenaga (PMT) diharapkan mencapai nilai yang sebesar besarnya. Tegangan yang digunakan untuk mengukur besarnya tahanan isolasi pemutus tenaga ( PMT ) yaitu : dengan megger skala 5000 V, dengan pengukuran : Atas bawah Atas tanah Bawah tanah
4 Fasa tanah 3.2 Pengukuran Tahanan Kontak Pengukuran tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) ini dilakukan pada saat posisi tertutup atau close. Dengan menggunkan alat ukur breakeranalizer. Satuan yang digunakan untuk mengukur tahanan kontak adalah µω. Ketentuan arus yang digunkan untuk mengukur besarnya tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) yaitu : 100 A, 200A, 300A. Tegangan yang digunakan untuk mengukur besarnya tahanan kontak pemutus tenaga ( PMT ) yaitu : dengan skala 5000 V, dengan pengukuran : Atas bawah Atas tanah Bawah tanah Fasa tanah 3.3 Breakeranalizer Pengukuran breakeranalizer pada pemutus tenaga ( PMT ) digunakan untuk mengukur kecepatan PMT saat membuka dan menutup. Sedangkan Satuan yang dipakai adalah ms (mili sekon). Jadi ketika pemutus tenaga ( PMT ) dilepas secara bersamaan maka akan terlihat keserempakannya. 3.4 Tahanan Pentanahan Pengukuran tahanan pentanahan pada peralatan pemutus tenaga ( PMT ) yang dikur adalah sistem tahanan pentanahannya dengan cara ground yang terdapat pada pemutus tenaga dihungkan ke tanah dengan jarak sekitar 5 m. Satuan yang dipakai dalam pengukuran tahanan pentanahan adalah ohm (Ω ). 3.5 Hal hal lain yang dilakukan pada saat pemeliharaan Selain pengukuran nilai dari tahanan isolasi, tahanan kontak, breakeranalizer, dan tahanan pentanahan hal lain yang perlu dilakukan pada saat pemeliharaan pemutus tenaga ( PMT ) adalah : 1. Pemeriksaan motor PMT, dapatkah motor PMT tersebut bekerja secara normal. 2. Pemeriksaan tekanan sistem penggerak, sistem tekanan busur api, dan sistem aksesoris kelengkapan sebagai pendukung operasi dari pemutus tenaga ( PMT ). 3. Pencatatan telah berapa kali PMT tersebut melakukan pemutusan. 4. Analisa Hasil Pemeliharaan Pemutus Daya pada GI 150 kv Srondol 4.1 Pengujian / Pengukuran Tahanan isolasi Pengukuran tahanan isolasi (Megger Test) merupakan metode nondestructive untuk menentukan kondisi dari isolasi dari peralatan dalam hal ini Pemutus Tenaga. Pengukuran dilakukan antara bagian fasa dengan ground. Insulation tester banyak jenisnya (merk dan tipe megger), masing-masing memiliki spesifikasi yang berbeda antara satu dengan yang lainnya. Mulai dari type sederhana, menengah sampai dengan yang canggih. Display (tampilannya) juga banyak ragamnya ; mulai dari tampilan analog, semi digital dan digital murni.
5 Tabel 4.2 Perhitungan Arus Bocor Fasa R - Fasa S - Fasa T - I (A) 1,623 x 10-7 5 x 10-7 5 x 10-7 Dari perhitungan diatas dapat diketahui bahwa arus bocor yang terjadi pada pengukuruan tahanan isolasi adalah sangat kecil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar tahanan isolasi maka semakin kecil arus bocor sehingga semakin baik kondisi isolasi kontak. Gambar 4.1 Megger type analog Berikut adalah hasil pengukuran dari tahanan isolasi : Tabel 4.1 Hasil pengukuran tahanan isolasi Fasa R - DC Volt G Ohm 5000 DC Status : OFF Fasa S - Volt 3,08 G Ohm 5000 DC Fasa T - Volt 10 G Ohm 5000 10 Pada tabel diatas terlihat nilai besarnya masing-masing tahanan isolasi tiap fasa-ground adalah melebihi tahanan isolasi yang diperbolehkan yaitu 5,16 MOhm (A.S Gill,1982). Hal ini menandakan bahwa tahanan isolasi kontak masih dalam keadaaan baik. Berdasarkan data diatas juga dapat dicari besarnya arus bocor. dengan persamaan : I = dimana : I = Arus Bocor (Ampere) V= Tegangan Uji ( 5000 V) R= Tahanan Isolasi ( Ohm) Dengan memasukkan nilai tahanan isolasi, maka didapat besarnya arus bocor tiap fasaground. 4.2 Pengukuran Tahanan Kontak Untuk meyakinkan bahwa kontak - kontak utama pemutus telah terhubung dengan sempurna maka perlu dilakukan pengukuran tahanan hubungan kontak - kontak dengan cara : 1. Menggunakan ohm meter untuk mengukur besarnya resistansi hubungan kontak kontak 2. Kontak kontak pemutus tenaga yang diukur, harus dalam posisi terhubung 3. Memberikan kontak yang akan dipakai untuk penjepitan alat alat ukur. Mengoperasikan alat ukur dan mengatur arus pengukuran sesuai dengan kemampuan breaker. Berikut ini adalah hasil pengukuran tahanan kontak pada pemutus tenaga yang sama pada pengukuran tahanan isolasi Tabel 4.3 Hasil pengukuran tahanan kontak Pemutus Tenaga : Open Fasa R Fasa S Fasa T Amper e Test Micro ohm 100 A Ampe re Test 41 Micro ohm 100 A 35. 9 Ampere Test Micro ohm Dari pengukuran tahanan kontak diatas dapat diketahui bahwa nilai tahanan kontak pada masing-masing fasa masih 100 A 39. 3
6 dalam keadaan baik. Hal ini didasarkan pada panduan pemeliharan pemutus tenaga United States Department of The Interior Bureau of Reclamation tahun 1999 yaitu tahanan kontak maksimal adalah 50 Microohm untuk Pemutus Tenaga Gas. Gambar 4.2 Prinsip pengukuran tahanan hubungan kontak 5. Penutup 5.1 Kesimpulan 1. Gardu induk adalah area yang terdiri dari peralatan listrik tegangan tinggi yang berfungsi sebagai stasiun transformasi daya yang diserap dari stasiun transmisi atau stasiun pembangkit. 2. GI Srondol merupakan jenis GI pasangan luar karena peralatan tegangan tinggi ( Transformator, PMT, PMS dan sebagainya ) berada di luar gedung, sedangkan peralatan kontrolnya berada di dalam gedung. 3. Pemutus Tenaga ( PMT ) adalah saklar yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus atau daya listrik sesuai dengan ratingnya, dalam keadaan gangguan maupun dalam keadaan berbeban dan proses ini harus dapat dilakukan dengan cepat. 4. Pemeliharaan PMT adalah tergantung dari ukuran PMT dan statusnya apakah dijaga atau tidak dijaga. Pelaksanaannya dapat dilakukan apakah PMT dalam keadaan Operasi atau tidak Operasi. 5.2 Saran 1. Kerja Praktek merupakan suatu kegiatan untuk meningkatkan kualitas pendiddikan dan ketrampilan mahasiswa. Oleh karena itu, diharapkan pihak Universitas menjalin hubungan diberbagai instansi, supaya mahasiswa dapat memperoleh kesempatan untuk melaksanakan Kerja Praktek agar lebih mengerti dan mengembangkan dunia pendidikan yang sedang dipelajari. 2. Gardu Induk merupakan suatu unit trafo penurunan tegangan yang dalam operasinya untuk kebutuhan banyak konsumen, untuk itu harus selalu dipertahankan kelangsungannya dalam kondisi operasi. DAFTAR PUSTAKA [1] Arismunandar, Artono. 1984. Teknik Tegangan Tinggi. Jakarta: Pradnya Paramita. [2] Arismunandar.A dan Kuwahara.S. 1991. Teknik Tenaga listrik. Jakarta: PT Pradnya Paramita. [3] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk Pembangkit Jawa Barat dan Jakarta Raya : Buku Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan Peralatan untuk Pemutus Tenaga. [4] Tobing, L. Bongas. 2003. Peralatan Tegangan Tinggi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama. [5] www. Elektroindonesia. Com
7 BIODATA PENULIS Aji Suryo Alam (L2F607006), lahir di Grobogan tanggal 18 Oktober 1989. Mempunyai hobi membaca dan ngegame.mengenyam pendidikan dari TK hingga SMA. Sekarang sedang melanjutkan studinya di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro konsentrasi power. Semarang, Oktober 2011 Mengetahui, Dosen Pembimbing Dr. Ir. Hermawan, DEA NIP. 19600223 1986021 001