1

Makalah Seminar Kerja Praktek

ANALISIS KINERJA LIMA BUAH TRAFO MTX 11 kV/150 kV PADA BEBAN PENUH, PLTA

LARONA DAN BALAMBANO

DEPT. UTILITIES, PT. INCO SOROWAKO

Nella Yunita (L2F006067)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

ABSTRAK Transformator tenaga atau trafo tenaga merupakan salah satu peralatan utama pada pembangkit. Kegunaan

dari trafo tenaga ini selain untuk menaikkan tegangan hingga sama dengan tegangan transmisi, juga bisa

digunakan untuk menurunkan tegangan untuk menyuplai tegangan peralatan-peralatan yang ada di pembangkit itu

sendiri.

Didalam transformator terdapat pengaturan tapping yaitu untuk mengatur perubahan tegangan yang

diinginkan dari trafo dan juga pembagian beban diantara trafo yang beroperasi secara paralel.

Maka dari itu kita perlu mengetahui analisis kinerja dari trafo pada beban penuh dengan adanya pengaturan

tapping tersebut sehingga kita dapat mengetahui apakah trafo tersebut dapat bekerja dengan beban yang

diinginkan.

Kata kunci : trafo, tapping, kerja paralel

1. Pendahuluan

Pada bab ini pendahuluan berisi ; latar

belakang, tujuan, dan batasan masalah dari

laporan kerja praktek ini.

1.1 Latar blakang

Ilmu teknologi semakin banyak

dibutuhkan pada era globalisasi, maka perlu

adanya pengembangan ilmu pengetahuan

khususnya dibidang listrik.

Energi listrik saat ini telah menjadi hal

yang sangat penting bagi semua wilayah

kehidupan. Terlebih lagi bagi dunia industri

yang mustahil dapat berjalan tanpa adanya

listrik. Karena semua proses dan peralatan

produksi yang ada membutuhkan energi listrik

untuk operasinya. Oleh karena itu penyediaan

sistem tenaga listrik menjadi aspek penting

dalam strategi menjadikan suatu peruasahaan

atau industri lebih kompetitif.

PT. INCO sebagai perusahaan

pertambangan besar di Indonesia bahkan di

dunia telah menyadari hal tersebut dan bergerak

kesana. Dengan ketergantungan pada perusahaan

lain (khususnya PLN) akan menjadikan

perusahaan harus mengeluarkan operating cost

yang lebih besar untuk penyediaan listrik, selai

itu jaminan akan keberlangsungan pasokan

listrik menjadi berkurang. Maka dari itu, PT.

INCO telah bergerak ke arah kemandirian

penyediaan listrik dengan memiliki unit-unit

pembangkit tenaga listrik sendiri bahkan

memberikan sebagian energi listrik kepada PLN.

Usaha yang telah dijalani ini tentunya

jangan berhenti sampai disini. Karena berhenti

melakukan improvement artinya menunggu

kompetitor mendahului atau bahkan

membiarkan sistem yang sudah ada menjadi

buruk. Perlu dilakukan evaluasi dan perbaikan

terus menerus terhadap sistem yang sudah ada

agar perusahaan tetap leading dalam hal ini.

Departemen Utilities merupakan salah

satu departemen yang bertanggung jawab dalam

hal penyediaan listrik. Dalam departemen ini

terbagi atas dua bagian yaitu Termal dan Hydro

untuk menunjang proses produksi di Plant Site.

Pada Dept.Hydro, PT. INCO memiliki 2 buah

PLTA yaitu PLTA Larona dan PLTA

Balambano.

Pada PLTA Larona dan Balambano

terdapat 5 buah trafo MTX, yaitu 3 buah trafo

pada PLTA Larona dan 2 buah trafo pada PLTA

Balambano. Trafo MTX (trafo daya) ini

digunakan sebagai penaik tegangan. Dalam hal

ini kinerja trafo sangat penting agar dapat

menampung kapasitas daya yang diinginkan.

Dalam laporan kerja praktek ini analisis

perhitungan daya kapasitas trafo MTX pada

bulan September yang akan dibahas.

2

1.2 Tujuan

Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini

adalah :

1. Mengetahui proses pembangkitan

energi listrik di PT. INCO

2. Memahami prinsip kerja trafo

secara umum.

3. Memahami analisis kinerja 5 buah

trafo MTX.

1.3 Batasan masalah

Pada laporan kerja praktek ini, hanya

membahas secara umum sistem

ketenagalistrikan PT. INCO, dan analisis kerja

trafo MTX pada PLTA Balambano dan Larona.

2. Gambaran Umum

Dalam bab ini dibahas pengertian

transformator, prinsip kerjanya, dan rugi-rugi

pada trafo.

2.1 Tansformator

Transformator tenaga disebut juga trafo

tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang

berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya

listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah

atau sebaliknya.

2.2 Prinsip Kerja Transformator

Ganbar 3.10 Essentials Of a Transformer

Prinsip Kerja Transformator :

Tegangan AC diberikan di belitan

Primer, sehingga mengalirlah arus AC

di belitan primer.

Arus yang mengalir menyebabkan

timbulnya fluks magnetic (mmf/

magnetic motive force) di belitan

primer. Berdasarkan Hukum Maxwell

INdlHF . Dimana fluks

yang dihasilkan sebanding dengan besar

arus dan jumlah belitan.

Fluks magnet yang dihasilkan akan

membentuk sirkuit magnet di inti besi.

Fluks magnet yang mengalir di sirkuit

magnetic akan menginduksi GGL di

belitan sekunder berdasarkan Hukum

Faraday dt

dN

. GGL yang

dihasilkan sebanding dengan besarnya

perubahan fluks dan banyaknya lilitan.

GGL yang terbentuk karena induksi

elektomagnetik menyebabkan timbulnya

arus belitan sekunder (jika kondisi

rangkaian tertutup). Prinsip inilah yang

yang digunakan untuk memanfaatkan

trafo sebagai trafo step up/ step down.

Yaitu kita tinggal mengatur

perbandingan belitan untuk

mendapatkan tegangan keluaran (output)

dengan persamaan

2

1

2

1

N

N

v

v .

2.3 Rugi-rugi Trafo

Trafo termasuk alat yang memiliki

efisiensi sangat tinggi, bahkan bias mencapai

nilai 99 %. Namun demikian masih ada rugi

yang terjadi yang disebabkan karena adanya:

1. Rugi-Rugi Tembaga

Adalah rugi-rugi yang masih terjadi pada

belitan memiliki konduktivitas yang baik.

2. Rugi-Rugi Inti

Adalah rugi-rugi yang terjadi di inti besi

yang disebsbkan oleh adanya arus eddie,

rugi-rugi histeris, dan fluks bocor.

3. Analisis Kinerja 5 buah Trafo MTX

Dalam bab ini dibahas hasil Analisis kinerja

Trafo MTX, yaitu perhitungan batas kapasitas

trafo yang bekreja pada beban penuh, dimana

datanya diambil pada bulan Septemper selama

tiga minggu.

3

3.1 Spesifikasi Trafo MTX

1) A/S NATIONAL INDUSTRI NORWAY

3 PHASE TAP-CHANGING

TRANSFORMER

Type : TKTOK-0. Serial

Number : T-69749. Year 1977

Class : OA.

Freq : 50 Hz.

Rated Output : 70.000/78.000 KVA.

Wdg. Temp. Rise : 55/650C.

Rated HV : 150 KV

No. of Taps above rated HV : 3.

Rated LV : 11 KV.

No. of Taps blow rated HV : 1.

HV. Wdg. : 650 BIL.

HV. Neutral Bushing : 750 BIL.

Present Impedance on 150 KV &

70000KVA Base :7.14.

Core & Coil : 60000 kg.

Untaking Weight: 60800 kg.

Tank & Fitting : 18900 kg.

Oil : 28600 kg.

Total Weight : 108300 kg.

Type of Oil : ESSO UNIVOLT 62.

Tabel 4.1 Trafo MTX pada Larona

Tabel 4.2 Trafo MTX pada Balambano

3.2 Trafo Tiga Fasa Trafo tiga fasa beroperasi dengan tiga

belitan yang terhubung dengan konfigurasi maupun delta.

Perhitungan tegangan, arus, dan daya

(kompleks, real, dan reaktif) pada trafo tiga fasa

juga mengikuti kaidah perhitungan system 3 fasa

dimana, perhitungan dayanya;

PQ

QPS

jQPS

SQ

SP

IVS

1

22

*

tan

sin

cos

S Daya Kompleks (VA)

P Daya Real (watt)

Q Daya Kompleks (VAR)

cos Faktor Daya

3.3 Impedansi dan Kapasitansi Trafo

Untuk perhitungan, nilai impedansi yang

tercantum tidak langsung biasa digunakan

karena dituliskan dalam nilai per unit yang

basisnya mungkin berbeda. Dengan demikian

kita perlu mengubahnya ke basis yang kita pilih

atau ke nilai ohm-nya. Berikut adalah

perhitungan untuk mengetahui impedansi dalam

nilai ohm-nya.

ohmVANameplateM

kVupZ base

2

.%

3.4 Pembagian Beban di Trafo yang

Beroperasi Paralel

Beban pada trafo ditentukan oleh

besarnya arus yang mengalir pada trafo tersebut.

Dengan demikian pembagian beban di trafo

adalah berdasarkan prinsip pembagian arus.

Dimana, untuk trafo yang beroperasi secara

paralel pada tegangan yang sama bebannya

dihitung berdasarkan arus yang mengalir dengan

persamaan,

totaltarfo

total

trafoYZ

II

Sedangkan untuk trafo yang beroperasi

secara paralel namun memiliki perbandingan

tegangan yang berbeda persamaan pembagi

arusnya menjadi (Hollander, Electric Power

Calculation Handbook, 2001),

4

ohmVANameplateM

kVupZ base

2

.%

104,8

1234,070

110714,0

11

2

11

jY

jZ

LV

KVAI total

3

622110038113

118526191250

85,0

225000

jj

I

pf

VA

total

KVAS

jIS

jYZ

II

total

total

75019

3951563768113

20743347

11

1111

11

11

Dimana,

totaltotal

totaltotal

total

total

aY

IYVV

a

Y

a

Y

a

Y

V

Va

2

1

2

2

1

1

2

1

...

3.5 Pengaturan Tapping

Selain untuk mengatur pengubahan

tegangan yang diinginkan dari trafo, pengaturan

tapping juga berfungsi untuk pembagian beban

diantara trafo yang beroperasi secara paralel. Hal

ini terjadi karena munculnya arus sirkulasi

apabila kita melakukan setting tegangan yang

berbeda diantara trafo.

Penentuan pengaturan tapping yang

tepat sehingga beban terbagi merata di antara

trafo dilakukan secara manual dan otomatis.

3.6 Analisis Perhitungan Trafo MTX

Daya yang dibangkitkan (Data adalah daya yang

dibangkitkan bulan September 2008) :

Tabel 4.4 Daya rata-rata yang dibangkitkan oleh

Hydro.

1. Trafo MTX pada PLTA Larona

o Perhitungan Impedansi

Menghitung Impedansi di nameplate trafo

diketahui dalam nilai per unit dan basis

yang berbeda-beda. Oleh karena itu, agar

selanjutnya dapat dilakukan perhitungan

maka parameter impedansi tersebut

diubah dahulu ke nilai ohm (terhadap LV;

11000 volt):

Impedansi Trafo MT11, 7,14% (70

MVA):

o Menghitung arus total dalam 3 fasa

(per line):

o Menghitung pembagian beban oleh trafo

Persamaan menghitung arus yang

mengalir di trafo berdasarkan prinsip

pembagi arus :

Dimana,

totaltotal

totaltotal

total

total

aY

IYVV

a

Y

a

Y

a

Y

V

Va

2

1

2

2

1

1

2

1

...

Sehingga persamaan pembagi arus (beban)

menjadi,

totaltarfo

totaltrafo

YZ

II

Maka beban di trafo MT11,

totaltrafo

totaltotaltrafototaltotal

trafoYZ

aYaYVII

1

totaltrafo

totaltotaltrafototaltotal

trafoYZ

aYaYVII

1

5

3.7 Hasil Perhitungan Analisis

Tabel 4.5 Hasil Perhitungan analisis trafo pada

beban penuh.

Dari table diatas dapat disimpulkan bahwa:

Pada Trafo MTX Larona masih dalam

kondisi yang OK(baik), tidak terjadi overload

atau trip, karena beban yang dihasilkan

generator beroperasi pada beban penuh/max

hanya 178,67 MW atau 210,2 MVA, sedangkan

kapasitas beban pada trafo (Tap pos. 3) yaitu

224,7 MVA. Jadi, daya beban yang ditanggung

oleh trafo masih dapat ditanggung. Apabila

beban penuh (pada trafo) ingin dicapai maka

daya beban generator masih dapat dinaikkan lagi

yaitu sebesar 6,45% untuk mencapai kapasitas

100%.

4. Penutup

Penutup disini membahas hasil

kesimpulan dan saran kerja praktek yang

dilaksanakan.

4.1 Kesimpulan

Dari pembahasan-pembahasan pada

bab-bab terdahulu dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut

1. Sistem tenaga listrik adalah salah satu

mekanisme untuk memenuhi kebutuhan

energi manusia yang sangat penting. Sistem

tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama

yaitu system pembangkit, system transmisi,

dan system distribusi.

2. PLTA Larona dan Balambano dibuat

khusus untuk supplay ke plant site, agar

proses pengolahan biji nickel dapat berjalan

dengan baik.

3. Trafo adalah instrument dalam

ketenagalistrikan yang memiliki reliabilitas

sangat baik. Kunci dari reliabilitas trafo

adalah dilakukan perawatan yang terencana

dengan baik dan dilakukan dengan benar

sebagaimana yang diminta dalam

Instruction and Operation Manual Book.

4. Perhitungan Impedansi pada trafo dapat

dilihat pada nameplatenya.

5. Pengaturan Tapping diperlukan agar baban

terbagi merata.

6. Konfigurasi tapping pada trafo MTX

Larona yaitu pada Tap. 3, dan konfigirasi

tapping trafo MTX Balambano pada Tap. 1.

7. Dari hasil analisa perhitungan kapasitas

beban pada trafo MTX Larona yang

diperole sekarang yaitu 224,7 MVA,

sedangkan daya beban yaitu 194,8 MVA.

Dan kapasitas beban trafo MTX Balambano

adalah 166,15 MVA dan daya bebannya

yaitu 139,5 MVA.

4.2 Saran

1. Agar trafo dapat beroperasi dengan baik

serta awet dalam penggunaanya maka perlu

dilakukan perawatan yang terencana dan

benar sebagaimana mestinya.

2. Tidak diperlukan adanya pergantian trafo

karena kelima trafo MTX masih dapat

beroperasi dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

(1) Manual Book (Section 2) ABB System :

Generator and Transformer, PT. INCO.

(2) Manual Book (Section 1) ABB System :

Generator and Transformer, PT. INCO.

(3) PT. INCO : TRANSFORMER,

Balambano.

(4) Profile : PTI. Intranet.

(5) Hollander : Electric Power Calculation

Handbook, 2001.

(6) PLN, Mekanik 1 Listrik : Transformator,

PLN Pusat Pendidikan dan Latihan, 1992.

(7) Modul-Modul Sistem Tenaga Listrik :

Univarsitas Diponegoro.

6

Nella Yunita.

Dilahirkan di

Sorowako 12

Januari 1988,

menempuh

pendidikan di

TK YPS Lawewu, kemudian

dilanjutkan di SD YPS Lawewu.

Dan melanjutkan pendidikan di

SMP YPS Singkole. Lulus pada

tahun 2003, lalu dilanjutkan di

SMA YPS Sorowako. Saat ini

sedang menempuh pendidikan

Strata-1 di Universitas Diponegoro

Konsentrasi Ketenagaan.

Semarang, Agustus 2009

Mengetahui

Dosen Pembimbing

Dr. Ir. Hermawan, DEA

NIP. 196002231986021001