UJI TEGANGAN TEMBUS MINYAK TRANSFORMATOR TERDESTILASI PADA TRANSFORMATOR DAYA MENGGUNAKAN TEGANGAN IMPULS DI PT. BAMBANG DJAJA

Seminar dan Sidang Tugas Akhir Teknik Sistem Tenaga Jurusan Teknik Elektro ITS UJI TEGANGAN TEMBUS MINYAK TRANSFORMATOR TERDESTILASI PADA TRANSFORMATOR DAYA MENGGUNAKAN TEGANGAN IMPULS DI PT. BAMBANG DJAJA Nama : Fakhrudin Azhar NRP : 2209 100 043 Pembimbing : 1. Dr. Eng. I Made Yulistya Negara, ST.,MSc. 2. Dr. Dimas Anton Asfani., S.T., M.T. Page 1

DAFTAR ISI PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN ANALISIS KESIMPULAN Page 2

LATAR BELAKANG Isolasi cair merupakan bagian penting dalam peralatan sistem tenaga terutama pada transformator. Peralatan tegangan tinggi biasanya menggunakan bahan isolasi cair sebagai media isolasi maupun sebagai pendingin peralatan tegangan tinggi. Isolasi cair yang banyak digunakan yaitu minyak transformator. Sifat alami yang tidak dapat dihindari saat pengoperasian peralatan listrik tegangan tinggi adalah bahwa peralatan-peralatan tersebut sering terkena tegangan impuls, baik impuls petir maupun impuls kontak atau switching. Page 3

PERMASALAHAN Pengaruh kekotoran dan kemurnian minyak dalam pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls. Perbedaan nilai tegangan tembus pada pengujian menggunakan tegangan impuls dan tegangan AC. Page 4

TUJUAN Membandingkan kualitas isolasi 3 sampel minyak transformator yang digunakan di PT.Bambang Djaja. Membandingkan perbedaan pada pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dan tegangan AC. Page 5

DAFTAR ISI PENDAHULUAN TEORI PENUNJANG LANGKAH - LANGKAH PENGUJIAN ANALISIS KESIMPULAN Page 6

TEORI PENUNJANG Teori Kegagalan Isolasi Cair Kegagalan Elektronik Proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang dimasukkan kedalam zat cair. Elektron awal inilah yang akan memulai proses kegagalan. Teori Kegagalan Gelembung Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan zat cair yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas. Page 7

TEORI PENUNJANG Teori Kegagalan Isolasi Cair Teori Kegagalan Bola Cair Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Teori Kegagalan Tak Murnian Padat Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel) didalam isolasi cair yang akan memulai terjadi kegagalan. Page 8

TEORI PENUNJANG Kegagalan pada Isolasi Cair Bahan isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian bagian yang mempunyai beda tegangan agar diantara bagian bagian tersebut tidak terjadi lompatan listrik (flash-over) atau percikan (spark-over). Setiap bahan isolasi mempunyai batas kemampuan. Kegagalan dapat terjadi ketika isolasi bekerja di atas batas kemampuan. Page 9

TEORI PENUNJANG Bahan isolasi cair Merupakan bahan isolasi yang baik, membutuhkan wadah kedap air dan harga lebih mahal. Memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi Bahan isolasi cair mempunyai kekurangan yaitu mudah terkontaminasi. Kekuatan dielektrik berkurang akibat penuaan dan kontaminasi Page 10

TEORI PENUNJANG Isolasi Minyak Transformator Kualitas sebuah isolasi minyak dapat dilihat dengan beberapa pengujian, diantaranya: 1. Pengujian tegangan tembus 2. Pengujian tangen delta 3. Pengujian kadar air IEC 60814 4. Pengujian Partial discharge IEC 60156 IEC 60247 IEC 60270 Page 12

LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls: Regulator Tegangan Transformator Tegangan Tinggi Resistor Tegangan Tinggi Kapasitor Tegangan Tinggi Elektroda Tegangan Tinggi (Spark Gap) Page 14

LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls: Digital Measuring Instrument (DMI) Operating Terminal (OT) Peralatan Grounding Dioda Tegangan Tinggi Resistor Pengaman Page 15

LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN Peralatan yang digunakan dalam pengujian impuls: Cawan Uji dan Elektroda Sampel Minyak Transformator Page 16

LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN Mulai Menyiapkan alat uji Memasukkan minyak trafo ke cawan uji dan tunggu 5 menit Menaikkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger Tembus ya tidak Menurunkan tegangan pada control panel dan men-trigger sebanyak 3x trigger tidak Tembus Mencatat hasil yang didapat Selesai Page 18

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 1. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator repair Uji ke Um (kv) Ud (kv) Status 1 35.78 35.27Tembus 2 34.76 Tidak Tembus 3 39.24 Tidak Tembus 4 40.21 40.025Tembus 5 39.42 Tidak Tembus 6 44.96 Tidak Tembus 7 47.13 45.67Tembus 8 47.1 Tidak Tembus 9 49.71 48.35Tembus 10 49.6 Tidak Tembus 11 50.6 48.3Tembus 12 50.18 Tidak Tembus 13 53.43 Tidak Tembus 14 54.28 52.68Tembus Keterangan : Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µs Ud: Tegangan potong impuls Dari 14 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 46,09 kv mendapatkan 6 kali percobaan dengan tegangan tembus rata-rata 45,05 kv Page 20

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Grafik tegangan impuls Grafik tegangan impuls terpotong Page 21

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 2. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator mentah Uji ke Um (kv) Ud (kv) Status 1 85.67 85.12Tembus 2 85.5 Tidak Tembus 3 86.33 84.62Tembus 4 87.17 Tidak Tembus 5 88.95 88.06Tembus 6 88.23 Tidak Tembus 7 89.16 87.48Tembus 8 89.1 87.89Tembus 9 88.12 Tidak Tembus 10 90.34 88.17 Tembus 11 90.3 88.23Tembus Keterangan : Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µs Ud: Tegangan potong impuls Dari 11 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 88,57 kv mendapatkan 7 kali percobaan dengan tegangan tembus rata-rata 87,08 kv Page 22

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 3. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan impuls dengan sampel minyak transformator terdestilasi Uji ke Um (kv) Ud (kv) Status 1 81.19 78.43Tembus 2 81 Tidak Tembus 3 83.17 Tidak Tembus 4 84.76 Tidak Tembus 5 87.16 Tidak Tembus 6 89.11 88.53Tembus 7 89 Tidak Tembus 8 89.9 Tidak Tembus 9 91.24 Tidak Tembus 10 92.42 90.67Tembus 11 92.2 91.04Tembus 12 91.17 Tidak Tembus 13 92.96 90.89Tembus Keterangan : Um: Nilai puncak tegangan impuls 1,2/50 µs Ud: Tegangan potong impuls Dari 13 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 89,62 kv mendapatkan 5 kali percobaan dengan tegangan tembus rata-rata 87,91 kv Page 24

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 4. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator terdestilasi Pengujian Tegangan (kv) 1 65.22 2 40.1 3 47 4 44.9 5 53.8 6 48.7 Dari 6 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 49.95 kv Page 26

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 5. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator mentah Pengujian Tegangan (kv) 1 17.3 2 21.8 3 25 4 25.2 5 19.8 6 22.7 Dari 6 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 21.97 kv Page 27

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 6. Hasil pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC dengan sampel minyak transformator repair Pengujian Tegangan (kv) 1 15.6 2 13.8 3 13 4 16.7 5 18.7 6 20.5 Dari 6 kali percobaan tegangan tembus dengan nilai rata-rata 16.38 kv Page 28

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujian tegangan impuls dan tegangan AC No. Jenis Sampel Minyak Tegangan Impuls (kv) Rata-rata Tegangan AC (kv) 1 Minyak Repair 45.05 16.38 2 Minyak Mentah 87.08 21.97 3Minyak Terdestilasi 87.91 49.95 Pada pengujian tegangan impuls, rata-rata tegangan tembus pada minyak mentah dan terdestilasi menunjukkan kesamaan yaitu 87 kv. Ini menunjukkan bahwa kedua sampel tersebut layak digunakan sebagai media isolasi cair pada transformator. Sedangkan perbedaan rata-rata tegangan tembus pada minyak kotor sangat rendah dibandingkan dengan minyak mentah dan minyak terdestilasi. Page 29

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 8. Hasil Tes Sedimen Content untuk minyak repair No. Parameter Hasil Unit Metode Pengujian 1 Sediment Content 68.555 mg/l ASTM 473-02 Hal ini disebabkan karena teori kegagalan elektronik dan teori kegagalan tak murnian padat yang menjelaskan bahwa kegagalan terjadi karena elektron dan partikel zat yang terkandung dalam minyak transformator. Hal ini dibuktikan pula dengan pengujian sediment content pada tabel 8, dimana terdapat kandungan endapan partikel sebesar 68,55 mg/l pada minyak transformator repair dari PT.Bambang Djaja. Page 30

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS Tabel 7. Perbedaan rata-rata tegangan tembus pada pengujian tegangan impuls dan tegangan AC No. Jenis Sampel Minyak Tegangan Impuls (kv) Rata-rata Tegangan AC (kv) 1 Minyak Repair 45.05 16.38 2 Minyak Mentah 87.08 21.97 3Minyak Terdestilasi 87.91 49.95 Pada pengujian tegangan AC, terlihat jelas perbedaan rata-rata tegangan yang disebabkan karena pengujian tegangan AC sangat tergantung pada kemurnian minyak dan zat yang terkandung dalam minyak transformator sehingga minyak terdestilasi lebih tinggi rata-rata tegangan tembus yang dihasilkan. Page 31

KESIMPULAN Nilai rata-rata tegangan tembus menggunakan pengujian tegangan impuls pada minyak terdestilasi dan minyak mentah mendekati sama. Pengujian impuls sendiri selain digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan lebih yang terjadi di isolasi cair pada peralatan, juga pengujian impuls tidak tergantung pada elektron yang ada di media isolasi. Perbedaan rata-rata tegangan tembus menggunakan tegangan impuls yang terjadi pada minyak repair terjadi akibat besarnya endapan partikel yang terkandung dalam minyak tersebut sehingga menyebabkan kegagalan isolasi. Pada pengujian tegangan tembus menggunakan tegangan AC, nilai rata-rata dari minyak terdestilasi lebih besar daripada minyak mentah dan repair. Hal ini disebabkan karena pengujian tegangan AC tergantung dari kemurnian minyak serta elektron yang dapat menyebabkan kegagalan pada isolasi cair. Page 33

SEKIAN dan TERIMA KASIH Page 34