TRANSFORMATOR ARUS DAN PEMELIHARAANNA PADA GARDU INDUK 50 kv SRONDOL PT. PLN (PERSERO) PB JB REGION JAWA TENGAH DAN DI UPT SEMARANG Isna Joko Prakoso., Susatyo Handoko, ST. MT. Mahasiswa dan Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Email : ncop.soreceria06@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 arus yang berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi atau menengah menjadi arus kecil pada tegangan rendah yang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dan mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer serta memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder. Transformator arus merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk pengukuran dan proteksi, oleh karena itu diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator arus bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam keadaan beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat memperpanjang umur dari transformator arus. Kata Kunci : Transformator arus, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan. I. PENDAHULUAN. 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 arus. Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak benar terhadap transformator arus akan memperpendek umur transformator arus dan akan menimbulkan gangguan gangguan (troubles) lebih dini. mempersempit masalah, maka hanya dibahas mengenai pemeliharaan pada transformator arus. II. DASAR TEORI Transformator arus atau Current Transformer (CT) adalah transformator yang berfungsi untuk : Memperkecil besaran arus listrik (Ampere) pada sistem tenaga listrik menjadi besaran arus untuk sistem pengukuran dan proteksi. Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi pengukuran dan proteksi dari tegangan tinggi. Memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder.. Tujuan Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini adalah untuk mengetahui pemakaian dan pemeliharaan transformator arus yang terdapat di gardu induk 50 kv Srondol.. Pembatasan Masalah Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis dan bagian-bagian transformator arus yang terdapat di GI 50 kv Srondol. Untuk Gambar Transformator Arus di GI Srondol 50 KV
. Prinsip Kerja Transformator arus Pada dasarnya prinsip kerja transformator arus sama dengan transformator daya. Jika pada kumparan primer mengalir arus I, maka pada kumparan primer timbul gaya gerak magnet sebesar NI. 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 I, arus ini menimbulkan gaya gerak magnet NI pada kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan : Atau di mana : N : Jumlah belitan kumparan primer N : Jumlah belitan kumparan sekunder I : Arus kumparan primer I : Arus kumparan sekunder. Klasifikasi Transformator Arus Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus dibagi menjadi jenis-jenis tertentu berdasarkan syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian jenis trafo arus adalah sebagai berikut : Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Kumparan Primer o Jenis Kumparan (Wound) Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus rendah, burden yang besar, atau pengukuran yang membutuhkan ketelitian tinggi. o Jenis Bar (Bar) Konstruksinya mampu menahan arus hubung singkat yang cukup tinggi sehingga memiliki faktor thermis dan dinamis arus hubung singkat yang tinggi. Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Rasio o Jenis Rasio Tunggal Rasio tunggal adalah trafo arus dengan satu kumparan primer dan satu kumparan sekunder. o Jenis Rasio Ganda Rasio ganda diperoleh dengan membagi kumparan primer menjadi beberapa kelompok yang dihubungkan seri atau paralel. Gambar Ilustrasi Trafo Arus Rasio Ganda Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti o Inti Tunggal Digunakan apabila sistem membutuhkan salah satu fungsi saja, yaitu untuk pengukuran atau proteksi. o Inti Ganda Digunakan apabila sistem membutuhkan arus untuk pengukuran dan proteksi sekaligus. Gambar Ilustrasi Trafo Arus Inti Ganda Jenis Trafo Arus Menurut Isolasi o Isolasi Epoksi-Resin Biasa dipakai hingga tegangan 0KV. Memiliki kekuatan hubung singkat yang cukup tinggi karena semua belitan tertanam pada bahan isolasi. o Gambar Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Epoksi-Resin Isolasi Minyak-Kertas Isolasi minyak kertas ditempatkan pada kerangka porselen. Merupakan trafo arus untuk tegangan tinggi yang digunakan pada gardu induk dengan pemasangan luar.
Gambar 5 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Minyak-Kertas o Isolasi Koaksial Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada rel daya berisolasi gas SF6. Gambar 6 Trafo Arus Inti Cincin dalam Rel Daya Isolasi SF6 Jenis Trafo arus menurut tipe pasangan o Pasangan dalam ( indoor ) o Pasangan luar ( outdoor ) Jenis Trafo arus menurut tipe konstruksi o Tipe cincin ( ring / window type ) o Tipe cor-coran cast resin ( mounded cast resin type ) o Tipe tanki minyak ( oil tank type ) o Tipe trafo arus ( bushing ). Bagian-bagian dari trafo arus. Peredam perlawanan pemuaian minyak ( oilresistant expansion bellows ). Terminal utama ( primary terminals ). Penjepit ( clamps ) 5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi utama ( core and coil assembly with primary winding and main insulation ) 6. Inti dengan kumparan sekunder ( core with secondary windings ) 7. Tanki ( tank ) 8. Tempat terminal ( terminal box ) 9. Plat untuk pentanahan ( earthing plate ). Ratio / Hubungan dari Trafo Arus Umumnya hubungan dari transformator arus terdiri dari tiga hubungan, yaitu : Hubungan transformator arus biasa Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder, yang mempunyai ratio P S Gambar 8 Hubungan transformator arus biasa Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder yang bekerja masing-masing lilitannya dengan inti ganda ( double core ). Satu lilitan sekundernya untuk alat pengaman dan satu sisi lagi untuk alat-alat pengukur P P S P Gambar 7 Transformator arus tipe tanki Keterangan gambar 7 :. Bagian atas transformator arus (transformator head) S S S S Gambar 9 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan sekunder
Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan primer yang sama dan dapat dihubungkan seri atau paralel sedangkan masing-masing lilitan sekundernya terpisah. P a b P S S S S Gambar 0 Hubungan transformator arus dengan dua buah lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder III. TRANSFORMATOR ARUS 50 kv SRONDOL. Transformator Arus Untuk Pengukuran Dan Proteksi Untuk pengukuran (metering) : o Teliti untuk daerah kerja 5-0 % In. o Level kejenuhan rendah, untuk mengamankan meter pada saat terjadi gangguan (cepat jenuh). o Meter-meter / pengukuran yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Ampere meter MW meter MVAR meter KWH meter KVARH meter Cos φ meter Kelas ketelitian trafo arus untuk meter dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel Ketelitian transformator arus untuk pengukuran (SPLN 60-7:99) +/- pergeseran fase Klas +/- % kesalahan rasio pada kete % dari arus litia arus pada % dari pengenal n arus pengenal menit (/60 derajat) 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0, 0, 0, 0, 0, 5 8 5 5 0, 0,75 0,5 0, 0, 0 5 0 0 0,5,5 0,75 0,5 0,5 90 5 0 0,5 80 90 60 60 Untuk proteksi (relai) : o Klas ketelitiannya relatif rendah. o Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh). o Proteksi / pengaman yang menggunakan arus sekunder transformator arus antara lain : Relai Jarak (Distance Relay) Relai Arus Lebih (Over Current 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 CT untuk Proteksi : Tabel Ketelitian transformator arus untuk proteksi (SPLN 60-7:99) Klas keteliti an Pada arus pengenal Kesalahan rasio Kesalahan sudut. Pengawatan Transformator Arus Salah satu sisi sekunder di bumikan. Kesalahan komposit pada batas ketelitian arus primer pengenal 5P +/- % +/- 60 5% 0P +/- % - 0% Gambar Salah satu sisi sekunder di bumikan Tujuannya kalau terjadi tembus antara tegangan tinggi dan sisi sekunder maka tegangan sisi sekunder tidak akan naik karena akan merusak peralatan pada sisi sekunder. Rangkaian sekunder tidak boleh terbuka Gambar Rangkaian sekunder tertutup Fluks akan menjadi besar, tegangan sekunder naik, terjadi kejenuhan pada inti dan akan
menjadi panas Oleh karena itu rangkaian sekunder tidak boleh dipasang fuse / MCB. Data-Data Teknik Trafo Arus REGION JATENG & DI GI 50 kv Srondol. Batas-Batas Harga Tahanan Isolasi Untuk mengukur harga tahanan isolasi menggunakan HVI (High Voltage Insulation). Gambar High Voltage Insulation. Name Plate CT Pandean Lamper I BA PHT PANDEAN LAMPER I CURRENT TRANSFORMER NITROGEN SEALED OFF TAP TPE : PC - 5 OUT DOOR USE MA VOLTAGE ANSI C 57 -.- 968 70 KV FREQ 50 H RATED SSTEM VOLTAGE BIL 750 KV 50 KV ACCURAS CLASS PRIMAR CONTINOUS C 00 (at 00 A / A ONL ) THERMAL CURRENT OIL QUANTIT 50 L 00 A TOTAL WEIGHT 570 KG SHORT TIME THERMAL SERIAL :R. 0906 S. 0086 T. 0085 CURRENT RATING DATE 98 6 KA rms Sec L - SPEC H808 H H PRIMAR SEC CURRENT CURRENT ( A ) SEC TERMINAL 00 - - - 900 - - - 600 - - - 00 - - - Nomor Seri : Fasa R. 0906 MITSUBISHI ELECTRIC CORP JAPAN Fasa S. 0086 Fasa T. 0085 Gambar Name Plate Transformator Arus Pandean Lamper I 5. Pabrik : MITSUBISHI ELECTRIC CORP. Dibuat di : JAPAN. Type : PC -5. No. Series : Fasa R : 0906 Fasa S : 0086 Fasa T : 0085 5. Tahun Pembuatan : 98 6. Arus Max Primer : 00 A 7. Arus Primer : 600A 8. Arus Sekunder : A 9. Pasangan : Luar 0. Frekuensi : 50 Hz. Tegangan Maksimal : 70 kv. Tegangan Sistem : 50 kv. Standart : ANSI C57.-968. Isi/Berat Minyak : 50 Liter/Kg 5. Berat Total : 570 Kg 6. Arus Thermal Waktu Singkat : 6 KA 7. Arus Dinamis Waktu Singkat : 00 A 8. Tingkat Isolasi Dasar : 750 kv IV. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR ARUS (CT). 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.. Jenis-jenis pemeliharaan GI Pemeliharaan dibagi menjadi beberapa metode sebagai berikut : a. Pemeliharaan preventive ( Time base 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.
b. Pemeliharaan Prediktif ( Conditional Pemeliharaan prediktif adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara memprediksi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannya peralatan listrik tersebut menuju kegagalan. c. Pemeliharaan korektif ( Corective Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terencana ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi. d. Pemeliharaan darurat ( Breakdown Pemeliharaan darurat adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya terurai.. Pemeliharaan Trafo Arus ( CT ) 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 Pemeliharaan Tahunan Trafo Arus ( CT ) Bay : Pandean Lamper I Merk : MITSUBISHI Ratio : 600 / A Lokasi : GI 50 kv Srondol Type : PC S No. Serie : Fasa R : 0906 Fasa S : 0086 Fasa T : 0085 Tabel Pemeliharaan Tahunan No Peralatan yang diperiksa Kondisi awal... 5. 6. 7. 8. Pentanahan ( Grounding) a. Kawat Pentanahan b. Terminal Pentanahan Lemari / Box Terminal a. Kebersihan b. Kemasukan Air Body dan Bushing a. Kebersihan b. Bagian Bodi yang Lecet, Berkarat Kekencangan Baut a. Terminal Utama b. Pentanahan c. Baut-baut wiring pada terminal box Minyak Isolasi / Gas a. Kebocoran Isolasi a. Tahanan Isolasi Rasio Pondasi a. Keretakan b. Kemiringan Kotor Tidak Hasil Ukur Tahanan Isolasi Kondisi akhir Bersih Tidak Tabel Hasil Ukur Tahanan Isolasi Titik Ukur Fasa : R Fasa : S Fasa : T Primer - Ground 700MΩ 600MΩ 56000 MΩ Sekunder Ground >000MΩ >000MΩ >000 MΩ Primer Sekunder >000MΩ >000MΩ >000 MΩ Sekunder - Sekunder >000MΩ >000MΩ >000 MΩ Sedangkan perbandingan menurut teori yaitu : Antara lilitan primer ground R 5000 MΩ dengan range alat ukur 5000 V Antara lilitan Sekunder ground R 500 MΩ dengan range alat ukur 000 V Antara lilitan primer sekunder R 500 MΩ dengan range alat ukur 000 V Antara lilitan sekunder - sekunder R 500 MΩ dengan range alat ukur 500 V Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa transformator arus masih layak untuk digunakan dikarenakan trafo arus masih dalam keadaan baik Hasil ukur Tahanan Pentanahan Tabel 5 Hasil Ukur Tahanan Pentanahan Titik Ukur Fasa : R Fasa : S Fasa : T Kawat Pentanahan 0. Ω 0. Ω 0.Ω Standart yang baik untuk pentanahan yaitu Ω. Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa pentanahan pada transformator arus masih baik. 6
V. PENUTUP 5. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat kami ambil dari kerja praktek yang kami laksanakan di GI 50 kv Srondol PT PLN (Persero) PB JB Region Jawa Tengah dan DI UPT Semarang sebagai berikut :. Dari hasil perhitungan dan analisa pada trafo arus GI 50 kv Srondol, bahwa kelas ketelitian transformator arus adalah,0 dan hasil ini dapat dikatakan trafo mempunyai ketelitian yang baik.. Ratio / hubungan dari trafo arus gardu induk 50 kv srondol menggunakan (empat) lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder dengan ratio 00 900 600-00 A / A.. Arus yang bekerja pada trafo harus dibawah dari Inominal trafo arus dikarenakan itu merupakan titik yang aman untuk suatu peralatan tegangan tinggi. 5. Saran. Pengujian minyak trafo dilakukan secara rutin dan terjadwal agar trafo arus bekerja sesuai dengan fungsinya dalam keadaaan operasi.. Fasilitas belajar dipertahankan dan perlu adanya fasilitas pendukung seperti : bukubuku, laboratorium, dan komputer di GI 50 kv Srondol. BIODATA PENULIS ISNA JOKO PRAKOSO Lahir di kota Semarang pada tanggal 0 Juni 987. Penulis mengawali pendidikannya di bangku SD Pedurungan Tengah 0-0 Semarang selama 6 Tahun. Setelah itu melanjutkan ke SLTP N Semarang. Tahun berikutnya melanjutkan di SMK N 7 Semarang. Dan sekarang penulis masih melanjutkan studi di Fakultas Teknik Elektro Universitas Diponegoro dan mengambil konsentrasi Teknik Tenaga Listrik.. Semarang, Mei 00 Mengetahui, Dosen Pembimbing Susatyo Handoko, ST. MT NIP. 97056 000 00 DAFTAR PUSTAKA [] Agus Cahyono, Tri, 008, LASO (Less Attended Substation Operation), PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali Region Jawa Tengah dan DI. [] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya, 98, Operasi dan Memelihara Peralatan, PLN Pembangkitan Jawa Barat Dan Jakarta Raya. [] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 00, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN (Persero). [] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D) Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk, 008, Pemeliharaan Peralatan GI / GITET, PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan. 7