Laporan PKL PT Badak NGL

1

LAPORAN KULIAH KERJA NYATA-PRAKTIK (KKN-P)

MAINTENANCE DEPARTEMENT – ELECTRICAL SECTION

PT BADAK NGL BONTANG

MAULANI CANDRA (0910630076) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Daftar Isi

B A B I ................................................................................................................. 6

PENDAHULUAN................................................................................................. 6

1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 6

1.2 Tujuan Penulisan ................................................................................... 8

1.3 Batasan Masalah.................................................................................... 8

1.4 Metode Penulisan .................................................................................. 8

1.5 Sistematika Penulisan............................................................................ 9

B A B II .............................................................................................................. 11

TINJAUAN PUSTAKA...................................................................................... 11

2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik......................................................... 11

2.1.1 Umum .............................................................................................. 11

2.1.2 Jaringan Distribusi menurut Susunan Rangkaian............................ 11

2.1.2.1 Sistem Radial ................................................................................ 12

2.2 Transformator ...................................................................................... 16

2.2.1 Pengertian Transformator................................................................ 16

2.2.2 Jenis-Jenis Transformator ............................................................... 17

2.2.3 Prinsip Transformator ..................................................................... 22

2.2.3.1 Hubungan Tegangan..................................................................... 28

2.2.3.2 Hubungan Arus............................................................................. 28

2.2.3.3 Hubungan Impedansi .................................................................... 28

2.2.4 Pemeliharaan Preventif Transformator ........................................... 30

2.2.5 Transformator Tipe Kering ............................................................. 32

2.2.6 Transformator Tipe Basah............................................................... 39

2.2.7 Pengujian Transformator ................................................................. 49

2






2.3 Reaktor ................................................................................................ 58

2.3.1 Definisi ............................................................................................ 58

2.3.2 Tipe dari Reaktor Seri Dry-type air-core ........................................ 59

2.3.3 Aplikasi dari Reaktor Seri ............................................................... 59

2.3.4 Posisi Reaktor pada Bus Bar ........................................................... 60

2.3.5 Pengujian Rutin, Desain, dan Pengujian lain untuk Reaktor Seri ... 64

B A B III............................................................................................................. 68

ANALISA DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 68

3.1 Analisa Pengaruh Transformator dan Reaktor Seri pada Ring Bus .... 68

3.1.1 Analisa Pengaruh Transformator .................................................... 69

3.1.2 Analisa Pengaruh Reaktor Seri ....................................................... 72

3.2 Analisa Kondisi Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV ................. 74

3.2.1 Insulation Resistance (IR) Test ....................................................... 76

3.2.2. Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion) ....................... 78

3.2.3 Polarization Index (PI) Test ............................................................ 85

3.2.4 Power Factor (PF) Test .................................................................. 87

3.2.5 Oil Dielectric Breakdown Voltage Test .......................................... 89

3.3 Analisa Kondisi Reaktor Seri Dry-type air-core................................. 91

3.3.1 Insulation Resistance (IR) Test ....................................................... 95

3.3.2 Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion) ........................ 96

3.3.3 Polarization Index (PI) Test ............................................................ 98

3.3.4 Power Factor (PF) Test ................................................................. 100

3.4 Analisis .............................................................................................. 100

3.4 Upaya ................................................................................................ 102

3.4.1 Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV ...................................... 102

3.4.2 Reaktor Seri Dry-type air-core ..................................................... 103

3






B A B IV .......................................................................................................... 104

PENUTUP ......................................................................................................... 104

4.1 Kesimpulan........................................................................................ 104

4.2 Saran .................................................................................................. 104

4






DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1: Jaringan Distribusi Sistem Radial ........................................................... 12

Gambar 2.2: Jaringan Distribusi Sistem Loop ............................................................. 13

Gambar 2.3: Jaringan Distribusi Sistem Tertutup/Ring ............................................... 14

Gambar 2.4: Jaringan Distribusi Sistem Spindel.......................................................... 15

Gambar 2.5: Jaringan Distribusi Sistem Cluster .......................................................... 16

Gambar 2.6: Konstruksi inti tiga fasa........................................................................... 19

Gambar 2.7: Konstruksi Tipe Cangkang dari Transformator Satu-Fasa dan Tiga-Fasa. ̀

................................................................................................................. 21

Gambar 2.8: Diagram Rangkaian dan Koneksi dari Transformator Sederhana ........... 23

Gambar 2.9: Diagram Ekivalen Transformator............................................................ 26

Gambar 2.10: (a) Diagram Ekivalen yang Telah Disederhanakan dan (b) Diagram

Vektor yang Telah Disederhanakan dari Transformator ................................................ 27

Gambar 2.11: Representasi Grafis dari Transformator Daya..................................... 27

Gambar 2.12: Diagram Rangkaian Ekivalen dari persentase dasar. .......................... 30

Gambar 2.13: Transformator Tipe Kering Berventilasi dengan Penutup Depan untuk

memperlihatkan perakitan lilitan- inti. ............................................................................. 33

Gambar 2.14: Transformator Basah Tiga Fasa .......................................................... 39

Gambar 2.15: TTR testers: (a) hand-crank TTR; (b) handheld electronic TTR; and (c)

three-phase electronic TTR. (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge, PA.) .................. 52

Gambar 2.16: IR tester (megohmmeter). (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge,

PA.) 56

Gambar 2.17: (a) Prinsip Rangkaian Pengukuran tegangan recovery dari Waktu tc;

(b) Siklus Pengukuran RVM dan kuantitas perekaman selama satu siklus; dan (c)

tegangan recovery V sebagai fungsi waktu tc. ................................................................ 58

Gambar 2.18: Bus Coupling....................................................................................... 61

Gambar 2.19: Terpasang seri dengan incoming feeder .............................................. 62

5






Gambar 2.20: Terpasang seri dengan outgoing feeder............................................... 62

Gambar 3.1: Diagram Satu Garis Sistem Distribusi 34.4/13.8 kV PT Badak NGL

Bontang ................................................................................................................... 6

Gambar 3.2: Simulasi Ring Bus dengan Menggunakan ETAP ................................... 69

Gambar 3.1: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Semua Transformator In-

service ................................................................................................................. 70

Gambar 3.2: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Transformator 30-PT-202 Out-

service ................................................................................................................. 71

Gambar 3.3: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Salah Satu Kaki Transformator

30-PT-202 Tidak Dioperasikan. ...................................................................................... 72

Gambar 3.4: Simulasi jika ring bus tidak dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type

Air-core ............................................................................................................. 73

Gambar 3.5: Simulasi ring bus setelah dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type Air-

core ................................................................................................................. 74

Gambar 3.6: Konstruksi Reaktor seri dry-type air-core 30-PLR-101 dan 30 PLR 102 ..

92

6






B A B I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam upaya menjaga kehandalan sistem pembangkit, PT. Badak NGL

menggunakan sistem ring bus 34,5 kV yang menghubungkan seluruh generator di

Module-I dan Module-II. Sehingga jika salah satu atau beberapa generator di Module-I

maupun Module-II tidak bisa menyuplai daya, pengalihan beban dapat dilakukan dan

proses produksi masih tetap bisa terlaksana. Reaktor seri 30-PLR-101 dan 30-PLR-102

menghubungkan Module I dan Module II. Fungsi dari reaktor adalah untuk membatasi

arus antar module yang berlebihan diakibatkan starting motor cooling water pump dan

arus hubung singkat yang dapat mengalir dari Module I dan Module II dan sebaliknya.

Gambar 3.1: Diagram Satu Garis Sistem Distribusi 34.4/13.8 kV PT Badak NGL

Bontang

7






Seperti yang dapat kita lihat pada gambar di atas, sistem ring bus terletak di

posisi paling atas. Tegangan yang dihasilkan oleh setiap generator sebesar 13,8 kV di

naikkan dengan menggunakan transformator tiga belitan (Three winding Transformer)

sampai 34,5 kV dan dikirim ke dalam ring bus. Generator di PT. Badak NGL terdiri

dari 15 generator dengan rincian 12 generator turbin uap, 2 generator turbin gas, 1

generator turbin diesel.

Pada gambar dapat dilihat bahwa dalam satu modul terhubung dengan 4

transformator tiga belitan (Three winding Transformer). Yaitu Module I yang terhubung

dengan 30-PT-101, 30-PT-102, 30-PT-103, dan 30-PT-104 sedangkan Module II

terhubung dengan 30-PT-201, 30-PT-202, 30-PT-203, dan 30-PT-204. Antara Module I

dan Module II dihubungkan dengan reaktor yaitu Three-phase Dry-type Air-core Series

Reactor.

Ring bus terhubung langsung dengan transformator dan reaktor seri. Sehingga

kondisi dari ring bus dapat ditentukan melaui kondisi dari 8 transformator tiga belitan

(Three winding Transformer) dan 2 Reaktor Seri Tiga Fasa Tipe-Kering Inti-udara

(Three-phase Dry-type Air-core Series Reactor). Jika salah satu dari peralatan tersebut

tidak baik (mengalami kerusakan) maka dapat diambil kesimpulan bahwa kondisi dari

ring bus juga tidak baik dan begitu pula sebaliknya. Untuk melihat kondisi peralatan

tersebut, kita dapat mengetahui dari hasil pengujian yang dilakukan dalam

pemeliharaan. Pemeliharaan yang dilakukan di PT Badak NGL yaitu:

1. Predictive Maintenance (Conditional Maintenance).

2. Preventive Maintenace (Time Base Maintenance).

3. Corrective Maintenance.

Tulisan ini bertujuan untuk menganalisis keadaan dari ring bus 34,5 kV

berdasarkan keadaan dari transformator tiga belitan (Three winding Transformer) dan

reaktor seri tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-phase Dry-type Air-core Series

Reactor) dari data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan saat preventive

maintenance. Selain itu, tulisan ini juga bertujuan untuk membrikan rekomendasi

8






mengenai upaya-upaya yang harus dilakukan PT Badak NGL untuk menjaga kondisi

dari ring bus tetap dalam keadaan baik.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan laporan ini adalah:

1. Menganalisis pengaruh dari transformator tiga belitan (Three winding

Transformer) dan reaktor seri tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-phase

Dry-type Air-core Series Reactor) terhadap ring bus 34,5 kV.

2. Menganalisis kondisi 8 transformator tiga belitan (Three winding

Transformer).

3. Menganalisis kondisi reaktor seri tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-

phase Dry-type Air-core Series Reactor).

1.3 Batasan Masalah

1. Kondisi pemeliharaan transformator dan reaktor yang dianalisis hanya

dilakukan pada pengujian terakhir.

2. Analisis transformator hanya dilakukan pada transformator tiga belitan

berdasarkan pengujian Insulation Resistance (IR) test, Polarization Index

(PI) test, Power Factor (PF) loss test, dielectric breakdown voltage test .

Sedangkan analisis berdasarkan pengujian Dissolve Gas Analysis (DGA)

test tidak dilakukan.

3. Analisis reaktor hanya berdasarkan pengujian Insulation Resistance (IR)

test, Polarization Index (PI) test, dan Power Factor (PF) loss test.

1.4 Metode Penulisan

Dalam pengerjaan laporan ini dilakukan beberapa metode, antara lain:

1. Studi literatur

2. Kunjungan langsung ke lapangan

3. Wawancara dengan karyawan PT. Badak NGL

9






1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penyusunan laporan adalah sebagai berikut,

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, tujuan, batasan

masalah, metode penelitian dan

sistematika penulisan tugas khusus laporan

praktik kerja lapangan di PT. Badak NGL

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Berisi penjelasan tentang sistem distribusi

tenaga listrik, transformator dan cara

pengujiannya, dan reaktor dan pengujian

yang dilakukan.

BAB 3 ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa Pengaruh Transformator dan Reaktor

Seri pada Ring Bus, Analisa Kondisi

Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV, dan

Analisa Kondisi Reaktor Seri Dry-type air-

core, dan upaya-upaya yang harus dilakukan

untuk menjaga kondisi ring bus.

BAB 4 PENUTUP

Berisi kesimpulan dan saran yang diberikan

penulis

10






11






B A B II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik

2.1.1 Umum

Penyaluran daya dalam sistem distribusi dapat melalui saluran udara atau

saluran bawah tanah. Pemilihan saluran udara dan saluran bawah tanah tergantung pada

beberapa faktor yang berlainan. Yaitu faktor kontinuitas pelayanan, arah perkembangan

daerah, biaya pemeliharaan tahunan, biaya modal, segi estetis, dan umur manfaat sistem

tersebut. Gabungan kedua saluran ini sering kali diperlukan.

Baik buruknya suatu sistem distribusi dinilai dari beberapa faktor, yaitu :

1. Regulasi tegangan (Jatuh Tegangan)

2. Kontinuitas pelayanan

3. Efisiensi

4. Harga sistem

Suatu sistem distribusi harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut :

1. Regulasi tegangan tidak terlalu besar

2. Gangguan terhadap pelayanana tidak boleh terlalu lama

3. Biaya sistem tidak terlalu mahal

2.1.2 Jaringan Distribusi menurut Susunan Rangkaian

Susunan Rangakain Sistem jaringan distribusi ada beberapa macam, yaitu :

1. Sistem Radial

2. Sistem Loop

3. Sistem Tertutup/Ring

4. Sistem Spindel

5. Sistem Cluster

6. Sistem Grid/Network

12






2.1.2.1 Sistem Radial

Gambar 2.1: Jaringan Distribusi Sistem Radial

Sistem radial ini merupakan suatu sistem distribusi tegangan menengah yang paling

sederhana, murah, banyak digunakan terutama untuk sistem yang kecil, kawasan

pedesaan. Proteksi yang digunakan tidak rumit dan keandalannya paling rendah.

Keuntungan / Kerugian :

1. Mudah mengoperasikannya

2. Mudah mencari tegangan

3. Cocok untuk sistem yang sederhana

4. Tidak dapat dimanipulasi bila terjadi gangguan.

13






2.1.2.1 Sistem Loop

Pada sistem loop terbuka, bagian-bagian penyulang tersambung melalui alat

pemisah (disconnectors), dan kedua ujung penyulang tersambung pada sumber energi.

Pada suatu tempat tertentu pada penyulang, alat pemisah sengaja dibiarkan dalam

keadaan terbuka. Pada asasnya, sistem ini terdiri atas dua penyulang yang dipisahkan

oleh suatu pemisah, yang dapat berupa sekring, alat pemisah, saklar daya. Terlihat pada

Gambar 2.6 bila terjadi gangguan, bagian saluran dari penyulang yang terganggu dapat

dilepas dan menyambungnya pada penyulang yang tidak terganggu. Sistem demikian

biasanya dioperasikan secara manual dan dipakai pada jaringan yang relatif kecil.

Gambar 2.2: Jaringan Distribusi Sistem Loop

Keuntungan/Kerugian :

1. Secara teknis lebih baik dari sistem radial

2. Biaya sedikit lebih mahal karena harus dibangun dua penyulang pada jalur yang

sama

3. Bisa dimanipulasi bila terjadi gangguan

14






2.1.2.3 Sistem Tertutup/Ring

Gambar 2.3: Jaringan Distribusi Sistem Tertutup/Ring

Keuntungan/Kerugian :

1. Jumlah konsumen yang besar bisa dijangkau

2. Gangguan salah satu sisi penghantar harus sanggup menampung seluruh beban

yang terpasang pada sistem, disini erat hubungannya dengan rugi tegangan.

3. Mudah operasi

15






2.1.2.4 Sistem Spindel

Gambar 2.4: Jaringan Distribusi Sistem Spindel

Sistem Spindle merupakan sistem yang relatif handal karena disediakan satu

buah express feeder yang merupakan feeder/penyulang tanpa beban dari gardu induk

sampai gardu hubung / GH refleksi, banyak digunakan pada jaringan SKTM. Sistem ini

relatif mahal karena biasanya dalam pembangunannya sekaligus untuk mengatasi

perkembangan beban dimasa yang akan datang. Proteksinya relatif sederhana hampir

sama dengan sistem open loop. Biasanya ditiap-tiap feeder dalam sistem spindel

disediakan gardu tengah (middle point) yang berfungsi untuk titik manufer apabila

terjadi gangguan pada jaringan tersebut.

16






2.2.2.5 Sistem Cluster

Gambar 2.5: Jaringan Distribusi Sistem Cluster

Sistem clutser ini hampir mirip dengan sistem spindel. Dalam sistem cluster

tersedia satu express feeder yang merupakan feeder atau penyulang tanpa beban yang

digunakan sebagai titik menufer beban oleh feeder atau penyulang lain dalam sistem

cluster tersebut. Proteksi yang diperlukan untuk sistem yang relatif sama dengan sistem

open loop atau sistem spindle.

2.2 Transformator

2.2.1 Pengertian Transformator

Transformator atau lebih dikenal dengan nama “transformer” atau

“transformator” sejatinya adalah suatu peralatan listrik yang mengubah daya listrik AC

pada satu level tegangan yang satu ke level tegangan berdasarkan prinsip induksi

elektromagnetik tanpa merubah frekuensinya. Tranformator biasa digunakan untuk

mentransformasikan tegangan (menaikkan atau menurunkan tegangan AC). Selain itu,

transformator juga dapat digunakan untuk sampling tegangan, sampling arus, dan juga

mentransformasi impedansi. Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang

membungkus inti besi feromagnetik.

Transformer adalah peralatan yang sangat handal dan dapat menyediakan

pelayanan dalam jangka panjang bila pemeliharaan dan perbaikan dilakukan secara

17






teratur. Kerusakan transformer, ketika mereka terjadi, biasanya yang bersifat sangat

serius, yang mungkin memerlukan perbaikan mahal dan waktu yang lama. Jaminan

terbaik untuk mengatasinya adalah memastikan bahwa transformator terpasang dengan

benar dan dipelihara.

2.2.2 Jenis-Jenis Transformator

Untuk pertimbangan kebutuhan pemeliharaan, transformator dapat dibagi

menjadi kategori berikut:

1. Medium isolasi

2. Konstruksi

3. Aplikasi dan penggunaan

2.2.2.1 Medium Isolasi

Media transformator isolasi dapat dibagi lagi menjadi dua jenis :

1. Tipe Kering

Transformator tipe kering pada umumnya menggunakan pendinginan udara

dengan isolasi lilitan dengan kelas A, B, C, atau H. Transformator tipe kering dapat

pendinginan sendiri atau pendinginan udara yang dipaksa.

Pendinginan Sendiri : Transformator pendinginan sendiri didinginkan dengan

sirkulasi alami dari udara melalui kotak transformator. Desain kelas pendinginan untuk

transformator ini Adalah AA.

Pendinginan udara dipaksa: transformator didinginkan dengan udara yang

dipaksa dari tipe kering didinginkan dari sirkulasi udara yang dipaksa melalui kotak.

Transformator dari tipe ini memiliki peralatan penghembus udara dari semacam kipas.

Transformator ini memiliki rating 133% dari rating transformator tipe kering

pendinginan sendiri. Kelas desain pendinginan untuk transformator ini adalah FA.

Transformator tipe kering dapat diperoleh dengan keduanya yaitu pendinginan sendiri

maupun pendinginan dipaksa. Desain dari transformator adalah AA/FA. Transformator

18






tipe kering dapat juga didinginkan oleh gas selain udara. Untuk transformator seperti itu

dibutuhkan tangki yang disegel.

2. Tipe Basah

Pada transformator tipe ini, lilitan dan inti direndam secara keseluruhan pada

cairan yang dimasukkan pada tangki transformator. Tangki dilengkapi dengan sirip

pendingin untuk sirkulasi dari cairan transformator. Cairan transformator memberikan

isolasi medium untuk gulungan sebaik mungkin untuk disipasi panas. Dua cairan sudah

digunakan secara luda untuk transformator: oli mineral dan polychlorinated biphenyls

(PCB), yang pada umumnya dikenal sebagai askarel. Askarel secara luas digunakan

pada transformator untuk aplikasi dalam ruangan karena itu adalah cairan isolasi sintesis

yang tidak mudah terbakar. Askarel adalah nonbiodegradable dan beracun.

Environmental Protection Agency (EPA) melarang penggunaan dari askarel pada

transformator dan peralatan elektrik lainnya, dan kemampuannya untu digunakan

kembali pada aplikasi baru hampir tidak ada. Cairan yang lebih baru telah diperkenalkan

seperti silikon, Rtemp, Wecosal, dan Alpha 1 untuk pengganti dari askarel. Yang lain

masih dalam tahap pengembangan. Tanpa menghirauan apa cairan baru yang ada dalam

pasaran untuk aplikasi transformator, mereka harus tetap dipelihara dan diuji untuk

menjamin integritas dari transformator.

Metode pendingina yang digunakan untuk transformator yang berisi cairan.

a. ONAN : Oil Natural Air Natural

Transformator pendinginan sendiri menggunakan sirkulasi alami dari

cairan isolasi. Panas pada tangki transformator dihilangkan dengan konveksi

arus yang telah diatur pada cairan, yang bersirkulasi melalui tangki dan sirip

pendingin.

b. ONAF : Oil Natural Air Forced

Pada tipe ini oli akan bersirkulasi dengan alami namun saat oli melalui

radiator oli akan didinginkan dibantu dengan kipas/fan.

c. OFAF : Oil Forced Air Forced

Pada tipe ini oli akan didinginkan dengan bantuan pompa agar sirkulasi

semakin cepat dan juga dibantu kipas/fan pada radiatornya

19






d. Pendinginan Air: Transformator ini menggunakan air selain udara untuk

menghasilkan pendinginan. Sistem pendinginan ini meliputi penukar panas dari

air yang dipopa melalui gulungan pipa yang dipasang didalam atau diluar dari

tangki transformator. Kelas desain pendinginan untuk transformator ini adalah

FOW.

Khusus jenis transformator tenaga tipe basah, kumparan-kumparan dan intinya

direndam dalam minyak-transformator, terutama transformator-transformator tenaga

yang berkapasitas besar, karena minyak transformator mempunyai sifat sebagai media

pemindah panas dan bersifat pula sebagai isolasi ( tegangan tembus tinggi ) sehingga

berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.

2.2.2.2 Konstruksi

Transformator dapat diklasifikasikan dari konstruksi tangki dan konstruksi inti.

Gambar 2.6: Konstruksi inti tiga fasa

Konstruksi tangki

20






Konstruksi beberapa tipe dari tangki transformator digunakan untuk mencegah

terbukanya cairan ke atmosfir. Tipe adalah:

Free breathing : tipe ini untuk membuka ke atmosfer (contoh: pembatas udara

ditas cairan pada tekanan atmosfir). Transformator bernafas sebagai perubahan tekanan

udara dan temperatur diluar tangki. Beberapa dari transformator dapat dilengkapi

dengan komponen dehidrasi pada breather.

Konservator atau tangki ekspansi : transformator ini dilengkapi dengan tangki

ekspansi diatas tangki transformator. Tangki transformator dilengkapi dengan oli, dan

transformator bernafas dengan tangki kecil ini, pada umumnya melewati komponen

dehidrasi. Tujuan dari tangki kecil ini adalah untuk menyegel cairran transformator dari

atmosfir dan untuk mengurangi oksidasi dan formasi dari sludge.

Sealed Tank: transformator ini dilengkapi dengan gas inert, seperti nitrogen yang

berada di bawah tekanan diatas cairan yang berada pada atas tangki transformator. Pada

umumnya, range tekanan dari tipe transformator ini adalah -8 sampai 8lb/in2.

Gas-oil sealed: transformator ini memiliki tangki tambahan untuk secara

menyeluruh menyegel tangki interior, meliputi cairan transformator, dari atmosfer.

Vaporization: Transformator tipe ini menggunakan cairan isolasi spesial yang

tidak mudah terbakar, seperti florocarbon (General Electric R-113), yang tidak mudah

terbakar, dan kondenser spesial yang dirakit las pada atas dari tangki transformator.

Ujung tabung pendingin yang diacu dan diatas header tabung. Transformator ini

menggunakan teknik dari cairan yang disemprot pada inti dan gulungan yang dirakit.

Tujuan dari kondenser adalah untuk mendinginkan uap udara menjadi cari untuk

sirkulasi belanjut pada cairan.

Konstruksi Inti

Berdasarkan konstruksi corenya, tranformator dapat dibedakan menjadi tipe core

dan shell.

1. Tipe Core

21






Pada tipe ini, kumparan transformator mengelilingi inti yang terlaminasi.

Sebagian besar transformator distribusi kecil menggunakan konstruksi ini.

2. Tipe Shell

Pada tipe ini, Inti magnetik mengelilingi kumparan. Satu keuntungan dari

jenis shell adalah bahwa ia menawarkan jalur terpisah untuk arus urutan nol melalui

inti, dibandingkan dengan jenis core di mana jalan-urutan nol ada hanya melalui

tangki transformator dan akhir sambungan.

2.2.2.3 Aplikasi dan Penggunaan

Transformator yang digunakan untuk mengkonversikan energi dapat

diklasifikasikan ke dalam 5 kategori berdasarkan aplikasi dan penngunaanya.

1. Transformator Distribusi

Sebuah transformator distribusi memiliki rating 3-500 kVA. Ada berbagai

jenis transformator distribusi, tergantung pada media pendingin dan isolasi,

layanan aplikasi, dan metode pemasangan. Hampir semua transformator distribusi

dengan pendinginan sendiri.

Gambar 2.7: Konstruksi Tipe Cangkang dari Transformator Satu-Fasa dan Tiga-Fasa.

2. Transformer Jaringan

22






Transformator ini memiliki karakteristik serupa dengan transformator distribusi.

Namun, penerapannya berbeda. Memiliki persyaratan yang khusus untuk layanan

jaringan, seperti ventilasi, ukuran lemari besi, kemampuan perendaman, dan persyaratan

hubung singkat. Transformer Jaringan dapat memiliki peringkat kVA lebih dari 500

kVA dan tegangan primer sampai dengan 23 kV.

3. Transformator Arc-Furnace

Transformator Arc-Furnace adalah transformator tujuan khusus yang digunakan

dalam proses industri. Ini adalah transformator tegangan rendah dan ampere tinggi dan

khusus bersiap untuk menahan tekanan mekanis yang disebabkan oleh fluktuasi arus

yang telah ditentukan. Karena gelombang terdistorsi karena busur, ia memiliki tambahan

isolasi kumparan.

4. Transformator Penyearah

Transformer ini digunakan dalam penyearahan AC ke DC dalam proses di

Industri. Transformer ini sepsial dirancang untuk tahan tehadap tekanan mekanis akibat

arus yang tinggi.

5. Transformator Daya

Transformator ini memiliki rating lebih dari 500 kVA dan terutama

digunakan dalam mengubah energi dari stasiun pembangkit ke jaringan transmisi, dari

jalur transmisi untuk gardu distribusi, atau dari jalur layanan utilitas untuk pembangkit

gardu distribusi.

2.2.3 Prinsip Transformator

Transformer ditemukan pada tahun 1886 oleh William Stanley dan merupakan

peralatan yang sangat berguna. Sebuah transformator dapat dibagi dalam 3 bagian:

Kumparan Primer, Kumparan Sekunder dan Inti (Core). Kumparan Primer dan

Sekunder dihubungkan oleh fluk yang diproduksi dalam inti besi.

23






Gambar 2.8: Diagram Rangkaian dan Koneksi dari Transformator Sederhana

Sisi Primer:

Vp adalah tegangan primer

Np adalah lilitan primer

Zps adalah impedansi bocor

Ip adalah arus primer

Sisi Sekunder:

Vs adalah tegangan sekunder

Ns adalah lilitan sekunder

Zps adalah impedansi bocor

Is adalah arus sekunder

Diasumsikan bahwa lilitan primer dicatu dengan menghubungkan dengan

sumber tegangan AC, Vp. Hal ini membuat arus primer, yang menghasilkan medan

magnet bolak-balik pada inti besi yang secara terus menerus pada arah positif dan

negatif. Tegangan induksi seketika pada lilitan primer dapat dilihat melalui Hukum

Faraday yaitu:

24






𝑒𝑝 = −𝑁𝑝

𝑑∅

𝑑𝑡× 10−8𝑉

Dimana =max=sin t dan max= fluksi maksimum seketika pada inti. Nilai rms

dari tegangan dapat diekspresikan sebagai:

𝑒𝑝 = 4,44𝑓𝑁𝑝𝐴𝐵𝑚𝑎𝑥 × 10−8𝑉

Dimana:

F adalah frekuensi

Np adalah jumlah lilitan pada lilitan primer

A adalah luas penampang inti

Bmax adalah kerapatan fluksi maksimum

Fluksi bolak-balik yang dihasilkan oleh lilitan primer pada inti menginduksi

lilitan sekunder dan menghasilkan tegangan bolak-balik pada lilitan sekunder yang dapat

ditunjukkan oleh persamaan:

𝑒𝑠 = 4,44𝑓𝑁𝑝𝐴𝐵𝑚𝑎𝑥 × 10−8𝑉

Dimana es adalah tegangan sekunder

Diasumsikan bahwa lilitan sekunder terbuka (kondisi tanpa beban, Is=0) dan

transformator dicatu dari sisi primer, arus kecil, In, akan mengalir pada lilitan primer.

Arus ini disebut arus eksitasi dan menghasilkan fluksi bolak-balik meliputi:

Fluksi bersama yang melalui inti.

Fluksi bocor yang melalui udara.

Dalam transformer daya komersial, fluks bocor sangat kecil dan sering

diabaikan. Fluks bolak-balik dalam inti besi menginduksi tegangan di kumparan primer

dan sekunder. Tegangan induksi dalam sekunder menghasilkan gaya electromotive

karena induktansi sendiri. Menurut hukum Lenz, back emf sama dengan tegangan yang

25






diberikan ke kumparan primer di bawah kondisi tanpa beban. Tegangan yang digunakan

dapat dinyatakan sebagai berikut:

Tegangan yang digunakan = total tegangan induksi – drop resistansi pada

kumparan primer

Karena drop resistansi pada kumparan primer diabaikan, kita dapat menulis

tegangan yang digunakan = tegangan terinduksi

Ketika beban diberikan pada kumparan sekunder, arus primer yang

proporsional akan mengalir bersesuaian dengan arus sekunder. Akibat pemberian beban

pada transformator, perbandingan tegangan transformator akan menyimpang dari

perbandingan jumlah lilitan kumparan primer dan sekunder. Kesalahan kecil dapat

secara umum diabaikan pada transformator daya. Selain drop tegangan di gulungan

primer dan sekunder, kerugian akibat arus eksitasi dan arus beban harus

dipertimbangkan. Rugi-rugi transformator dapat dibagi dalam dua jenis:

Rugi-rugi tembaga (I2R): Ini adalah rugi daya dalam resistansi dari kumparan

primer dan sekunder karena arus beban dan magnetisasi dari transformer.

Rugi Inti: Rugi daya ini dala transformer inti dan dikarenakan oleh arus eksitasi.

Rugi inti dapat dibagi menjadi rugi-rugi arus eddy dan histerisis. Rugi-rugi arus eddy

dikarenakan arus eddy dan arus sirkulasi kecil dalam inti, sedangkan rugi-rugi histerisis

dikarenakan oleh ekergi yang dibutuhkan untuk meluruskan luasan dalam material inti

magnetik. Rugi inti terus berlanjut selama transformer digunakan.

Transformator daya dua lilitan dapat direpresentasikan sebagai diagram

rangkaian seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.9. Arus eksitasi pada transformator

direpresentasikan oleh In, diperlihatkan sebagai arus yang mengalir untuk transformator

daya pada umumnya dari 3%-6%. Untuk mnyederhanakan rangkaian ekivalen, arus

eksitasi dapat diabaikan. Selanjutnya, diagram rangkaian ekivalen berdasarkan tegangan

primer dan sekunder. Gambar 2.10 memberlihatkan diagram rangkaian ekivalen dari

26






transformator berdasarkan sisi sekunder. Beberapa kali diinginkan untuk

merepresentasikan transformator berdasarkan vektor diagram. Vektor diagram

diperlihatkan pada gambar 2.10 (b) berdasarkan diagram rangkaian ekivalen pada

gambar 2.10 (a).

Gambar 2.9: Diagram Ekivalen Transformator

27






Gambar 2.10: (a) Diagram Ekivalen yang Telah Disederhanakan

dan (b) Diagram Vektor yang Telah Disederhanakan

dari Transformator

Gambar 2.11: Representasi Grafis dari Transformator Daya

Penting untuk mengetahui hubungan antara tegangan transformator dan arus

sebagai energi yang ditransformasikan dari satu level tegangan ke lainnya. Berdasarkan

28






transformator yang diperlihatkan pada gambar 2.11. Tegangan, arus, dan impedansi

diekspresikan sevagai berikut:

2.2.3.1 Hubungan Tegangan

Berdasarkan Hukum Faraday

2.2.3.2 Hubungan Arus

Daya masuk = Daya keluar (transformator ideal)

2.2.3.3 Hubungan Impedansi

Zps didefinisikan sebagai impedansi bocor antara lilitan primer dan sekunder

yang diukur dalam ohm dan pada lilitan primer dan sekunder dihubung singkat. Nilai

dari Zps diberikan melalui persamaan

29






Zsp didefinisikan sebagai impedansi bocor antara lilitan sekunder dan primer

yang diukur dalam ohm pada lilitan sekunder dengan lilitan sekunder dihubung singkat.

Nilai dari Zsp diberikan melalui persamaan:

Persamaan tegangan, arus, dan impedansi untuk transformator dapat ditulis ulang

sebagai:

atau

dan

Dan sebaliknya:

Pada umumnya, untuk transformator daya impedansi dispesifikasikan sebagai

persentasi dibandingkan ohm sebenarnya. Persentasi impedansi dari transformator dapat

diekspresikan sebagai:

Persentase dari impedansi dapat diperlihatkan secara terpisah dari tegangan

tegangan terminal dan didasarkan pada rating KVA dari transformator diagram

rangkaian ekivalent dari persentase dasar diperlihatkan pada gambar 2.12.

30






Gambar 2.12: Diagram Rangkaian Ekivalen dari persentase dasar.

2.2.4 Pemeliharaan Preventif Transformator

Maksud dari bagian ini adalah untuk menjelaskan prosedur praktik dari

pemeliharaan preventif transformator. Prosedur yang direkomendasikan ditentukan

dalam bab ini. Banyak tugas yang dilakukan selama pemeliharaan rutin dan perbaikan

besar dari transformator. Praktek pemeliharaan yang dibahas dalam bagian ini berlaku

untuk transformator yang belum mencapai kerusakan yang parah. Selain itu,

rekomendasi dari prosedur pemeliharaan preventif transformator ini ditulis untuk

kondisi rata-rata dimana transformator diperlukan pemeliharaan selama beroperasi. Hal

yang lebih lanjut menjelaskan bahwa semua bagian yang terkait dengan pemeliharaan

yang sesuai dengan pengalaman dalam pemeliharaan transformator.

Praktek yang direkomendasikan dikemukakan dalam bagian ini dan sama dengan

rekomendasi dari perusahaan peralatan untuk lebih detailnya diperlukan pembelajaran

dan konsultasi dengan produsen. Pemeliharaan preventif transformator melibatkan

pemeriksaan rutin, penyetelan, pengujian, perbaikan kecil, dan petunjuk penanganan

khusus. Selain itu, Pengoprasian yang bebas dari masalah pada peralatan selama masa

pakai tergantung pada instalasi yang tepat, operasi, dan pemeliharaan, yang akan

dibahas dalam Bagian 2.2.7.

2.2.4.1 Instalasi Transformator dan Perawatan

Kehandalan operasi dari transformator tergantung pada instalasi yang benar,

pemuatan, dan pemeliharaan, serta pada desain yang tepat dan konstruksinya.

31






Sebagaimana dengan semua peralatan listrik, bila mengabaikan salah satu dari

persyaratan dasar peralatan listrik dapat menyebabkan masalah serius. Tujuan dari

pemeliharaan transformator dapat digambarkan sebagai berikut:

2.2.4.2 Perawatan Biasa

Prinsipnya melakukan perawatan berupa melakukan perbaikan, pengaturan alat,

dan penggantian komponen yang diperlukan.

2.2.4.3 Perawatan

Prinsipnya adalah melakukan pemeliharaan preventif, pemeliharaan prediktif,

dan pemeliharaan korektif. Pemeliharaan preventif berupa pemeliharaan secara

terjadwal dan pengujian secara teratur. Pemeliharaan prediktif berupa pemeliharaan

dengan cara pemantauan alat dan pengujian, sedangkan pemeliharaan korektif berupa

pemeliharaan dengan memperbaiki dan memulihkan kondisi sebuah transformator ke

kondisi aslinya ketika kondisi mengalami penurunan.

Tujuan pemeliharaan pelindung transformator adalah untuk mengontrol dan

mencegah kerusakan isolasi pada minyak dan belitan transformator. Kandungan mineral

pada minyak dan isolasi kertas pada belitan transformator dipengaruhi oleh kelembaban,

oksigen, suhu, dan unsur katalitik lainnya seperti tembaga, besi, stres listrik, dan

sebagainya. Hasil akhirnya adalah bahwa oksidasi terjadi dalam minyak yang

menyebabkan sludging dari transformator. Dalam tempat yang disegel masuknya uap air

melalui kebocoran udara harus dicegah, karena kelembaban akan mengurangi kekuatan

dielektrik dari a minyak dan sistem isolasi pada belitan. Selain itu, pemanasan yang

berlebihan dari transformator akan menyebabkan isolasi kertas rusak yang menghasilkan

kelembaban (yaitu, memecah serat selulosa yang digunakan dalam membebaskan atom

hidrogen dan oksigen yang bergabung untuk membentuk H2O). Peningkatan

kelembaban pada isolasi kertas tidak hanya mengurangi kekuatan isolasi, tetapi juga

mengakibatkan peningkatan suhu dan penurunan kekuatan dielektrik.

Langkah pertama adalah membangun desain transformator untuk menjaga

kelembaban dan oksigen diluar transformator, Langkah berikutnya adalah dengan

32






mengoperasikan transformator pada rating temperaturnya. Selain itu, tingkat kerusakan

harus dikontrol dengan memonitor dan menguji sistem isolasi transformator secara

berkala, dan mengambil tindakan korektif untuk mengembalikan transformator ke

kondisi aslinya. Prinsipnya dapat diringkas sebagai berikut:

1. Pengontrolan suhu dari transformator

2. Memeriksa dan memelihara transformator dengan peralatan tambahan

3. Menguji dan memelihara sistem isolasi transformator

4. Menjaga isolasi bushing transformator

5. Menjaga lapisan pelindung transformator

2.2.5 Transformator Tipe Kering

2.2.5.1 Pemasangan

Faktor-faktor yang harus dingat-ingat dalam menemukan transformator tipe

kering adalah aksesibilitas, ventilasi, dan kondisi udara. Transformator tipe kering

(Gambar 2.13) biasanya didesain untuk aplikasi dalam ruangan di tempat yang kering.

Transformator tipe kering akan beroperasi dengan handal di mana kelembaban mungkin

tinggi, tetapi di bawah kondisi tersebut mungkin perlu mengambil tindakan preventif

untuk menjaga transformator tetap kering apabila transformator ditutup untuk waktu

yang cukup lama. Lokasi di mana ada air menetes harus dihindari, Jika tidak

memungkinkan, maka perlindungan yang sesuai harus disediakan untuk mencegah air

memasuki tarfo. Harus dilakukan tindakan preventif untuk menjaga terhadap tetesan air,

seperti yang mungkin terjadi bila jendela yang terbuka. Celah udara yang cukup sangat

penting untuk pendinginan transformator. Udara yang disaring dapat mengurangi

perawatan jika lokasi ini terdapat masalah tertentu. Ketika transformator dipasang pada

ruang terbatas, celah udara yang cukup harus disediakan untuk menahan suhu udara

dalam batas yang ditentukan ketika diukur. Hal tersebut biasanya akan memerlukan

minimal 100 ft3 udara/menit/(kW) dari rugi-rugi transformator. Luas celah udara yang

diperlukan tergantung pada tinggi dari lemari besi. Untuk pendinginan dari

transformator, luas efektif yang diperlukan harus minimal 1 ft untuk setiap inlet dan

33






outlet per 100 kVA dari kapasitas rating transformator, setelah dikurangi daerah yang

ditempati oleh layar, kisi-kisi, atau louver.

Gambar 2.13: Transformator Tipe Kering Berventilasi dengan Penutup Depan untuk

memperlihatkan perakitan lilitan-inti.

2.2.5.2 Pemeriksaan

Pada transformator yang baru seharusnya dilakukan pemeriksaan untuk

memastikan bila terjadi kerusakan selama pengiriman. Pemeriksaan harus dilakukan

sebelum mengeluarkan transformator dari mobil atau truk, dan apabila terdapat indikasi

kecacatan pada transformator maka kita seharusnya meminta ganti rugi dan

memberitahu produsen transformator.

Selanjutnya menghilangkan penutup pada transformator, dan memeriksa koneksi

yang kendor, keretakan porselin pada isolasi, kotoran dan benda asing, maupun

kelembapan. Tindakan korektif harus diambil bila diperlukan. Sebelum dipindahkan

atau apabila transformator disimpan dan belum dipasang pada instalasi, maka proses

pengecekan ini dilakukan berulang-ulang.

Setelah melakukan semua prosedur pengecekan, transformator harus diperiksa

secara menyeluruh. Sebelum dipasang pada instalasi, motor, relay suhu, dan perangkat

tambahan lainnya harus diperiksa. Semua koneksi penghubung harus diperiksa bila ada

yang kendur, dan bila ada koneksi yang kendur maka harus dikencangkan sebelung

34






transformator dioperasikan. Body dan inti dari transformator seharusnya bersifat tetap

dan diketanahkan.

2.2.5.3 Pengujian yang Dianjurkan

Setelah transformator dipasang pada instalasi listrik, tes-tes yang dianjurkan

berikut yang harusnya dilakukan :

Tes isolasi resistance (IR), tes ini bertujuan untuk membandingkan nilai isolasi

yang diinginkan dan menentukan kesesuaian transformator dalam memberikan energy

dan penerapan tes tegangan tinggi. Tes IR harus dilakukan segera sebelum transformator

dioperasikan.

Nilai-nilai tes IR, pada suhu pabrik 20°C sekitar 1000 MOhm, atau sama dengan

atau lebih besar dari nilai yang ditampilkan dalam Tabel 5.4. Rumus berikut dapat

digunakan untuk menghitung nilai IR pada transformator satu fasa atau tiga fasa :

Dimana :

C = bernilai 30 pada suhupengukuran 20°C

E= rating tegangan dari belitan yang diuji

kVA = kapasitas rating daya pada belitan

Tabel 2.1: Nilai IR dari Tranformator Tipe Kering

35






Tes Indeks Polaritas (PI) Tas ini merupakan pengembangan tes IR dimana dalam

tes ini, dua kali dilakukan pengukuran IR, pertama pada 1 menit dan kedua pada 10

menit. Kemudian dihitung rasio keduanya dari pengujian 10 menit dan 1 menit. Tes ini

untuk memberikan nilai penyerapan dielektrik. Seharusnya ditentukan tes PI untuk

belitan-belitan dan belitan-ground. Nilai tes PI dibawah 2 merupakan indikasi dari

kerusakan isolasi.

Tes Tegangan Tinggi AC (dielektrik): Tes dielektrik ini memberikan tekanan

pada isolasi karena tegangan uji dielektrik lebih tinggi dari tegangan operasi normal.

Sebelumnya tes IR harus berhasil sebelum melakukan tes dielektrik untuk mencegah

kemungkinan kegagalan transformator akibat kelembaban. Besar tegangan uji tidak

boleh melebihi 75% dari nilai tes pabrik. Seting nilai tes teganggan tinggi harus dibuat

ber-variable untuk mencegah kemungkinan terjadinya perubahan tegangan uji. Nilai-

nilai Tes dielektrik ditunjukkan pada Tabel 2.5.

36






Tabel 2.2: Nilai Pengujian Dielektrik yang Diterima dan Pemeliharaan Periodik dari

Transformator Tipe Kering.

Tes Rasio Belitan Transformator (TTR) : Tes TTR digunakan untuk menentukan

rasio belitan transformator. Tes ini mengukur jumlah lilitan dari belitan primer terhadap

jumlah putaran belitan sekunder. Nilai-nilai yang dapat diterima dari tes TTR harus

tidak lebih besar dari 0,5% dibandingkan dengan nilai-nilai dihitung.

Tes Isolasi Faktor Daya (PF) : Tes ini mengukur lossesrugi-rugi daya dalam

isolasi yang diuji. Tes ini berhubungan masalah korona. Tes ini dapat dilakukan sebagai

tes tip-up PF untuk transformator tipe kering untuk membedakan penyebab losses

sebagai akibat antara kelembaban atau karbonisasi.

2.2.5.4 Perawatan

Seperti peralatan listrik yang lain, transformator juga membutuhkan perawatan

secara berkala untuk menjamin kehandalannya. Pengecekan harus dilakukan secara

berkala dan perlu dilakukan tindakan untuk menjamin kehandalan operasi dari

transformator. Rentang pengecekan transformator tergantung pada kondisi operasinya.

Untuk keadaan normal, pengecekan dilakukan sekali dalam setahun atau dalam jangka

waktu yang lama. Namun untuk transformator yang tercemar debu dan unsur kimia,

pengecekan dilakukan 3 atau 6 bulan. Biasanya, setelah pengecekan pertama, jadwal

pengecekan yang tetap dapat diatur tergantung kondisi transformator.

37






Pengecekan terhadap bahan pengotor pada permukaan isolasi harus dilakukan

begitu juga keadaan berkarat, korosi, dan cat harus diperiksa dan bila perlu diambil

tindakan perbaikan. Kipas, motor, dan perangkat tambahan lainnya harus diperiksa dan

diservis.

Pembersihan: Jika jumlah kotoran pada belitan transformator atau isolasi

bertambah banyak perlu dilakukan pembersihan, untuk menjaga sirkulasi udara dan

menjaga isolasi dari kerusakan. Belitan transformator dapat dibersihkan dengan vacuum

cleaner, blower, atau dengan udara terkompresi. Penggunaan vacuum cleaner dilakukan

sebagai langkah pertama dalam membersihkan belitan, kemudian dilanjutkan dengan

penggunaan kompresi udara atau nitrogen. Penggunaan pembersih cair tidak dianjurkan

karena dapat merusak bahan isolasi.

Tes untuk pemeliharaan rutin: Berikut ini adalah tes yang dilakukan untuk

pemeliharaan rutin dari transformator tipe kering :

Tes IR pada winding-to-winding dan winding-to-ground.

Tes penyerapan dielektrik harus dibuat winding-to-winding dan winding-to-

ground selama 10 menit. Batas dari nilai PI yang diijinkan harus di atas 2.0.

Tes rasio putaran (TTR) harus dilakukan sama seperti tes yang dianjurkan.

Tes teganggan lebih AC harus dilakukan pada semua range tegangan windings-

to-ground. Tes ini untuk pengujian perawatan rutin. Nilai yang direkomendasikan

dari tes tegangan ditunjukkan pada Tabel 5.4.

Tes Isolasi PF dilakukan untuk hubungan winding-to-ground dan winding-to-

winding.. Nilai yang direkomendasikan kurang dari 3%.

2.2.5.5 Metode Drying-Out

Untuk tujuan pengeringan (drying out), tranfo dapat dianggap peralatan yang

terdiri dari inti dan kumparan. Bila diperlukan pengeringan transformator sebelum

diopresikan atau setelah lama tidak operasikan sehingga transformator dalam kondisi

38






kelembaban yang relatif tinggi, sehingga salah satu metode pengeringan transformator

berikut dapat digunakan.

• External heat

• Internal heat

• External and internal heat

Pengeringan dengan External heat : External heat dapat diterapkan pada

transformator dengan metode berikut:

Dengan mengarahkan udara panas ke dalam celah udara yang berada di bawah

case transformator.

Dengan menempatkan inti dan kumparan dalam kotak tidak mudah terbakar dan

terdapat celah lubang diatas dan dibawah untuk masuknya udara panas.

Dengan meletakkan lampu pijar di dekat transformator

Pengeringan dengan Internal heat: Metode ini relatif lambat dan dijadikan

alternatif jika dua metode yang lain tidak mengatasi. Transformator harus diletakkan

pada posisi dimana memungkinkan sirkulasi bebas dari udara dapat mengair melalui

kumparan dari bagian bawah ke bagian atas transformator. Salah satu belitan harus di

hubung singkatkan, dan diberi tegangan yang cukup pada frekuensi normal pada belitan

kumparan yang lain untuk pendekatan arus normal.

Pengeringan dengan External dan Internal heat : metode Ini merupakan

kombinasi dari kedua metode-metode yang telah dijelaskan sebelumnya dan sejauh ini

merupakan metode yang tercepat. Inti dari transformator dan belitan kumparan harus

diletakkan dalam box yang tidak mudah terbakar, External heat diberikan pada

transformator seperti yang dijelaskan pada metode pertama, dan arus sirkulasi beredar

melalui kumparan seperti yang dijelaskan dalam metode kedua. Disarankan bahwa suhu

pemanas tidak melebihi yang disebutkan dalam dua metode sebelumnya. Waktu

pengeringan tergantung pada kondisi transformator, ukuran, tegangan, jumlah uap air

yang diserap, dan metode pengeringan yang digunakan.

39






2.2.6 Transformator Tipe Basah

2.2.6.1 Pemasangan

Transformator harus dipasang sesuai dengan rekomendasi dari National Fire

Protection Association (NFPA) Dokumen 70, NEC Pasal 450. Karena larangan askarel

dalam penggunaan cairan sebagai isolasi pada transformator seperti silikon, RTemp, dan

lainnya. Cairan ini baru memiliki titik api tidak kurang dari 300 ° C dan NEC telah

mengklasifikasikan sebagai cairan ini mudah terbakar. Minyak yang mengisi

transformator, dan jika transformator sudah terpasang dalam ruangan harus dimasukkan

dalam lemari besi yang tahan api sesuai dengan NEC Pasal 450. Bila transformator

terletak di luar ruangan, transformator biasanya dipasang dengan lubang minyak dan

diisi dengan kerikil atau batu untuk menahan minyak jika terjadi tumpahan. Kerikil dan

batu dapat digunakan untuk menghambat minyak untuk mencegah kebakaran pada case

transformator (lihat Gambar 2.14). Jadi ketika kita memasang transformator yang berisi

cairan isolasi harus memperhatikan peraturan dan NEC .

Gambar 2.14: Transformator Basah Tiga Fasa

40






2.2.6.2 Pengecekan

Pada transformator yang baru seharusnya dilakukan pemeriksaan untuk

memastikan bila terjadi kerusakan selama pengiriman. Pemeriksaan harus dilakukan

sebelum mengeluarkan transformator dari mobil atau truk pengiriman, untuk melihat.

Selanjutnya pengecekan secara internal dilakukan dengan menghilangkan penutup pada

transformator, dan memeriksa koneksi yang kendor, keretakan porselin pada isolasi,

kotoran dan benda asing, maupun kelembapan. Jika minyak atau cairan transformator

sudah dipasang di pabriknya, maka sebaiknya kita memeriksa transformator dari

kebocoran. Selain itu pemeriksaan tekanan gas positif dilakukan jika transformator

dilengkapi dengan gas inert. Pengecekan harus mencakup pemeriksaan case

transformator, bushing, jangkar dan, kabel grounding, saluran air, penutup

transformator, katup, dan peralatan lainnya yang dikirim bersama transformator. Apabila

pemeriksaan internal transformator selesai. pastikan terdapat saluran celah udara pada

tangki transformator sebelum tangki terpasang pada transformator. Perlu perhatian

penting bahwa harus ada kandungan oksigen paling sedikit 16% sebelum cairan

dimasukkan pada tangki transformator. Penutup tidak boleh dibuka dalam keadaan

basah, karena cairan transformator tidak boleh terkontaminasi dengan udara di atmosfer

ketika kelembaban relatif di atas 65%.

2.2.6.3 Pengujian yang Dianjurkan

Sebelum transformator dipasang pada instalasi listrik, tes-tes yang dianjurkan

berikut yang harusnya dilakukan :

Tes IR : Tes IR bertujuan untuk menentukan apakah transformator dalam kondisi

baik dan juga dijadikan acuan untuk tes transformator kedepannya. Nilai-nilai IR yang

diukur merupakan fungsi temperatur, apakah kumparan direndam dalam cairan

transformator atau tidak, atau apakah belitan dalam kondisi dingin atau panas. Nilai

yang diukur harus dikoreksi sampai 20 ° C dengan mengalikannya dengan faktor

koreksi. Dalam melakukan tes IR menggunakan alat megohmmeter yang biasa disebut

Megger, dimana nilai IR yang terukur dalam satuan jutaan ohm (atau megohms).

Megger memiliki rentang tegangan minimum yang ditunjukkan pada Tabel 2.3 (nilai

41






yang direkomendasikan untuk rating tegangan dari berbagai transformer). Nation

Electrical Testing Association (NETA) menunjukkan nilai-nilai yang digunakan untuk

tes yang dianjurkan dan pemeliharaan transformator (Tabel 2.2).

Nilai tes IR harus dibandingkan dengan nilai tes IR yang dilakukan pabrik.

Apabila tidak ada data yang dapat dijadikan acuan dari tes sebelumnya, rumus berikut

dapat digunakan untuk transformator satu fasa, atau transformator tiga fasa dengan satu

belitan.

Dimana :

C = bernilai 30 pada pada suhu pengukuran 20 ° C (C = 0,8 untuk tes kumparan

dengan kumparan lainnya atau kumparan yang digrounkan)

E adalah rating tegangan dari belitan yang diuji

kVA adalah kapasitas rating dari belitan yang diuji

Jika transformator yang diuji adalah jenis transformator tiga fasa maka :

E adalah rating tegangan dari salah satu fase kumparan

kVA adalah kapasitas rating belitan tiga fasa dari transformator yang diuji yang

diuji

Tes dielektrik cairan isolasi : Cairan isolasi harus di tes dengan cara diambil

samplenya sesuai standar dengan ASTM D-923 dan tes ini bertujuan untuk menentukan

kekuatan dielektrik-nya, keasaman, kelembaban, interfacial tension, warna, dan PF. Tes

ini dilakukan untuk memastikan bahwa cairan isolasi tidak berada pada level yang

bervariasi atau untuk memastikan kekuatan dielektrik belum turun karena

42






terkontaminasi benda asing. Sampel minyak dan Rtemp diambil dari bagian bawah

tangki, sedangkan sampel untuk askarel dan silikon diambil dari bagian atas tangki.

Tabel 2.3: Nilai IR dari Transformator yang Diisi Cairan

Tes TTR : Tes TTR ini bertujuan untuk memastikan bahwa rasio putaran

transformator dalam keadaan yang handal, dimana tidak ada kumparan transformator

yang sort circuit. Pada dasarnya tes ini membandingkan jumlah putaran di kumparan 1

dengan jumlah putaran pada kumparan 2. Tes ini dilakukan pada setian tap pada

transformator yang dilengkapi dengan tap changers. Tes TTR ini juga dapat digunakan

untuk memeriksa polaritas transformator. Nilai dari tes TTR ini yang masih dapat

ditoleransi tidak boleh lebih besar dari 0,5% dibandingkan nilai yang dihitung pada

(lihat Bagian 2.2.7.1).

Tes Hi-pot : Tes Hi-pot ( tes ini juga disebut tes tegangan tinggi) dilakukan pada

semua rentang teganggan tinggi dan rendah kumparan pada transformator ke ground.

Baik tegangan AC maupun DC dapat digunakan pada tes ini. Namun dalam praktiknya

baik itu tegangan AC maupun DC tidak melebihi 34 kV, untuk transformator diatas

34kV, tes tegangan tinggi AC yang dapat digunakan. Tegangan AC yang diberikan pada

transformator dengan rentang waktu 3 menit, Jika pada tes ini transformator tidak

mengalami kegagalan dan tidak terjadi kerusakan maka transformator sudah layak

digunakan (lihat Bagian 5.8.1).

PF (dissipation factor) test: Tes ini seharusnya dilakukan untuk transformator

besar. Tes ini memberikan tekanan dari tegangan pada isolasi transformator yang nilai

43






tekanannya sebanding dengan tekanan yang dihasilkan pada pengoprasian normal,

karena tes ini merupakan tes dengan teganggan AC.

Frequency response analysis (FRA): Tes FRA ini digunakan untuk menilai

keadaan dari komponen mekanik seperti dari kumparan dan inti pada transformator

dengan daya yang besar. Tujuan tes ini adalah untuk mengamati peerubahan

karakteristik fisik pada sebuah transformator yang dikarenakan terjadi kesalahan,

pengiriman, perbaikan dan pengaruh lainya. Sinyal teganggan dengan range frekuensi

yang lebar diberikan pada terminal transformator yang yang dicerminkan dari respon

pengukurannya.

2.2.6.4 Perawatan

Seperti peralatan listrik lain, transformer membutuhkan perawatan dari waktu ke

waktu untuk menjamin keberhasilan operasi. Inspeksi harus dilakukan secara berkala

dan tindakan korektif dilakukan jika diperlukan untuk menjamin layanan yang paling

memuaskan dari peralatan ini. Frekuensi inspeksi tergantung pada kondisi operasi.

Untuk lokasi yang bersih dan kering, inspeksi setiap tahun, atau setelah jangka waktu

lama, mungkin sudah cukup. Namun, untuk lokasi lainnya, seperti mungkin ditemui di

mana udara yang tercemar dengan asap debu orchemical, inspeksi dengan interval 3 atau

6 bulan mungkin diperlukan. Biasanya, setelah periode beberapa pemeriksaan pertama,

jadwal pasti dapat diatur berdasarkan kondisi yang ada.

Pembersihan: Jika akumulasi berlebihan dari kotoran ditemukan pada gulungan

transformator atau isolator ketika transformator diperiksa, kotoran harus dihapus untuk

memungkinkan sirkulasi bebas dari udara dan untuk menjaga terhadap kemungkinan

kerusakan isolasi. Perhatian khusus harus diberikan untuk membersihkan ujung atas dan

bawah belitan dan untuk membersihkan saluran ventilasi.

2.2.6.5 Pemeliharaan

Tujuan pemeliharaan transformator adalah untuk menjaga terhadap kerusakan

dengan mendeteksi penyebab potensial dan menghilangkan mereka. Oleh karena itu,

pemeliharaan transformator berkala akan memastikan bebas masalah operasi selama

44






bertahun-tahun. Transformator merupakan perangkat yang sangat sederhana, kasar dan

sering diabaikan dan dilupakan sampai kegagalan transformator terjadi. Namun,

transformator adalah link yang penting dalam sistem distribusi listrik dan harus

diberikan perawatan yang tepat dan perhatian. Jadwal pemeliharaan transformator harus

ditentukan sesuai dengan sifat kritis atau tidak kritis dari transformator dan beban yang

terhubung. Transformer listrik yang besar jelas lebih penting daripada pencahayaan

kecil dan transformator distribusi, dengan demikian mereka membutuhkan perhatian

lebih dan perawatan. Pemeliharaan dari transformator harus mencakup pemeriksaan

rutin dan perbaikan, pemeliharaan transformator cair dan pengujian, pemeliharaan

isolasi belitan transformator dan pengujian, dan setiap pemeliharaan khusus lainnya

yang dianjurkan oleh produsen transformator. Sebuah pemeliharaan dan panduan

pengujian transformator daya dengan frekuensi yang direkomendasikan diberikan pada

Tabel 2.7.

Tabel 2.4: Daftar Pengecekan Inspeksi dan Pemeliharaan Transformator

45






Pemeriksaan rutin dan perbaikan: inspeksi rutin dan perbaikan transformator

melibatkan pengamatan visual dari kondisi operasi transformator dan perbaikan yang

diperlukan. Frekuensi pengamatan ini tergantung pada pentingnya transformator,

kondisi lingkungan, dan / atau kondisi operasi. Berbagai organisasi seperti NFPA, Neta,

dan produsen transformator telah menerbitkan panduan untuk interval inspeksi dan apa

yang harus memeriksa. Berikut ini adalah jadwal untuk melakukan inspeksi rutin.

Arus beban: Pembebanan transformator menentukan pemanasan transformator.

Suhu transformator menentukan harapan hidup, dan penting pada unit besar untuk

memonitor beban pada setiap jam. Untuk pembebanan yang tepat dari transformator,

46






lihat standar ANSI C57.92 untuk transformator terendam cairan dan ANSI C57.96 untuk

kering tipe transformator. Untuk transformator daya kecil, pembacaan dapat dilakukan

secara harian atau mingguan.

Tegangan: Tegangan dari transformator harus dipantau sama seperti

arus beban. Untuk menjaga rating tegangan sekunder, wajib digunakan tegangan primer

yang sesuai . Pembacaan tegangan dapat diambil bersama dengan

arus beban. Pada transformator kurang penting, pembacaan tegangan dapat diambil

setiap minggu.

Level Cairan: level cairan penting karena tidak hanya memasok pendinginan

medium tetapi juga isolasi dari belitan. Kehilangan cairan dapat terjadi karena

penguapan dari cairan atau karena kebocoran. Pembacaan liquid level dapat diambil

ketika pembacaan beban yang diambil. Cairan yang hilang dari transformator harus

diganti segera.

Suhu: Kemampuan pembebanan dari transformator tergantung pada

kemampuan suhu. Suhu total transformator adalah jumlah dari

suhu lingkungan, suhu lilitan isolasi, dan suhu hot-spot. Bila transformator dioperikan di

atas rating suhunya dapat menyebabkan berkurangnya life time dari transformator itu

sendiri.

Peralatan proteksi: Proteksi transformator dasar dibuat oleh NEC. Proteksi ini

dilengkapi dengan relay dan peralatan proteksi tambahan. Adalah penting bahwa alat

proteksi diperiksa dan dipelihara secara teratur untuk memastikan bahwa perangkat ini

akan beroperasi dalam kasus kerusakan atau kegagalan transformator.

Alarm proteksi: Transformator dilengkapi dengan beberapa tipe alarm seperti

temperatur lebih, temperatur cairan, dan temperatur tekanan. Itu semua biasanya berupa

skalar tipe normally open yang dapat dihubungkan ke baik itu alarm atau untuk

memutus CB. Kontak alarm dan hubungan perkabelannya seharusnya diperiksa setiap

bulannya.

47






Hubungan pentanahan: Tangki transformator selalu kokoh diketanahkan untuk

menghilangkan sengatan listrik per NEC. Sambungan ke tanah tangki transformator

harus diperiksa apakah longgar, terputus ataupun sudah berkarat. Resistansi pentanahan

dari sebuah GI tergantung pada jenis dan ukuran dari GI itu sendiri. Resistansi

pentanahan sangan bervariasi dari 1 ohm untuk GI berukuran besar sampai 25 ohm

untuk GI berukuran sangat kecil. Frekuensi dari pemeriksaan dan tes seharusnya setiap

tahun sekali.

Lightning Arrester: Ketika transformator dipasok dari saluran udara, Lightning

arrester digunakan untuk melindungi transformator dari petir dan surja lainnya. Arrester

petir harus diperiksa untuk kelonggaran, bagian yang rusak, kotoran, dan lapisan

lainnya. Semua kotoran dan lapisan harus dibersihkan, sambungan yang longgar harus

dikencangkan, dan bagian yang rusak diganti selama cek ini. Pemeriksaan dari arrester

petir dan sistem grounding harus dilakukan setiap tahun.

Perangkat pressure-relief: transformator kebanyakan dengan seal dilengkapi

dengan perangkat pressure-relief untuk mengurangi tekanan yang berlebihan dalam

tangki akibat busur api internal. Perangkat ini diatur untuk membuka pada tekanan 10-

15 psi. Pemeriksaan rutin perangkat pressure-relief harus mencakup memeriksa

kebocoran di sekitar sendi, retak diafragma, dan sejenisnya. Pemeriksaan ini harus

dilakukan triwulanan.

Breather: transformer memilik banyak breather baik itu tipe terbuka atau jenis

dehidrasi. Fungsi agen dehidrasi adalah untuk mencegah kelembaban memasuki tangki

transformator. Kebanyakan breather tipe dehidrasi mengandung gel silika, yang akan

berubah dari biru ketika kering ke merah muda pucat saat basah. Pemeriksaan dapat

dilakukan melalui jendela kaca yang disediakan untuk tujuan tersebut. Breather harus

diperiksa bulanan dan agen dehidrasi diganti atau direkondisi jika ditemukan rusak atau

basah.

48






Peralatan bantu: peralatan Bantu yang dibutuhkan untuk pendinginan, seperti

kipas, minyak pompa, alat kontrol, dan kabel, harus diperiksa setiap tahun. Peralatan

tersebut harus dibersihkan dan bagian yang rusak diganti.

Cairan transformer: Semua cairan transformator mudah mengalami kerusakan,

dan kontaminan utama adalah udara, kelembaban, dan panas. Kontaminan ini bereaksi

dengan cairan transformator dan memproduksi asam dan lumpur. Asam, pada

gilirannya, menyerang isolasi belitan, dan lapisan lumpur cenderung menurunkan

pendinginan. Kelembaban dalam cairan transformator cenderung menurunkan kekuatan

dielektrik dari cairan, yang dikombinasikan dengan lumpur, akan menurunkan nilai dari

isolator flashover dan papan terminal di dalam tangki transformator. Sebagaimana

dibahas sebelumnya, pemeriksaan rutin dari transformator diperlukan untuk menjaga

cairan dalam keadaan bebas kontaminan.

2.6.6 Metode Drying-Out

Mirip dengan transformator jenis kering, cairan isolasi transformator dapat

dianggap terdiri dari inti dan susunan koil, kecuali bahwa koil direndam dalam cairan

isolasi. Langkah-langkah rumit yang diambil untuk mencegah dan mendeteksi

perembesan dan peningkatan kadar air dalam transformator. Sebelum cairan

transformator menjadi jenuh dengan air, isolasi kertas gulungan di transformator telah

menyerap konsentrasi uap air karena afinitas yang besar untuk air. Air di isolasi kertas

mempercepat degradasi isolasi dan menurunkan integritas listriknya.

Distribusi uap air dalam transformator selalu dalam keadaan tidak seimbang.

Melalui rentang yang lebih dingin dari suhu, isolasi padat gulungan transformator akan

cenderung menyerap kelembaban lebih dari cairan transformator. Namun, ketika

transformator dibebani, kenaikan suhu belitan akan melepas kelembaban ini. Perubahan

akibat beban yang bervariasi dan suhu adalah konstan, terlepas dari apakah ada

kelebihan air atau hanya jumlah yang sangat kecil kelembaban dalam transformator.

Juga, cairan transformator seperti minyak cenderung menahan lebih banyak air dengan

peningkatan suhu. Dengan kata lain, akan ada lebih banyak uap air dalam minyak

transformator ketika pembebanan daripada saat dibongkar. Faktor-faktor lain, seperti

49






dekomposisi isolasi kertas dan kontaminan, akan cenderung menghasilkan lebih banyak

uap air dalam cairan transformator. Ketika diperlukan untuk mengeringkan cairan

transformer, metode berikut dapat digunakan: (1) panas saja, atau (2) panas diikuti

dengan vakum.

Panas saja: Metode ini melibatkan pemberian panas saja ke transformator. Salah

satu bentuk aplikasi metode ini adalah oven pengeringan, yang bisa dilakukan di salah

satu service shop dari produsen besar. Ketika transformator adalah

dikeringkan di tempat ini, penting untuk memantau resistensi belitan untuk

melihat kapan transformator, mencapai suhu oven (100 ° C-120 ° C). Pengukuran PF

dan IR harus dilakukan pada interval sekitar 6 jam untuk melihat kapan pengeringan

dicapai, yaitu, ketika sedikitnya empat pembacaan mempunyai nilai yang sama.

Panas diikuti oleh vakum: Pemanasan transformator dengan cairan dapat

dilakukan dengan menerapkan hubung singkat ke transformator atau dengan

mengedarkan minyak panas melalui sistem luar. Seperti pada metode sebelumnya,

pengukuran PF dan IR harus dilakukan pada interval sekitar 6 jam. Pengeringan berarti

telah selesai ditunjukkan oleh sedikitnya empat pembacaan yang sama. metode bidang

pengeringan mungkin melibatkan pemanasan cairan transformator, menghilangkan

cairan, dan segera menerapkan vakum. Metode lain mungkin melibatkan menghilangkan

cairan dan pemanasan transformator dengan sirkulasi udara panas. Setelah belitan

mencapai 90 ° C-100 ° C maka vakum sekitar 0,5 Torr bisa diterapkan. Ketika suhu

turun di bawah 50 ° C, pengeringan dihentikan. Panjang normal waktu untuk

menerapkan panas dan vakum mungkin seminggu atau lebih, tergantung pada ukuran

transformator. Setelah transformator dikeringkan dan vakum ditarik, minyak

transformator yang telah dibersihkan dapat dimasukkan kembali ke transformator.

Tindakan preventif untuk mengamati selama proses ini adalah sebagai berikut:

2.2.7 Pengujian Transformator

Transformator dapat di tes dengan tegangan AC atau DC. Secara

keseluruhan, tegangan AC lebih sering digunakan daripada DC karena tegangan AC

50






dapat mensimulasikan internal stress pada transformator yang serupa saat kondisi

pengoperasian.

Berikut merupakan tes yang biasanya dilakukan secara rutin pada

transformator :

a. IR test

b. Tes tegangan tinggi (AC atau DC)

c. TTR test

d. Tes polaritas

e. Tes arus eksitasi

f. Tes tegangan induksi

g. Tes cairan insulasi dielektrik

h. Tes DGA

i. Polarization recovery voltage test

j. Transformer core ground test

k. Frequency response analyzer(FRA)/ sweep FRA (SFRA)

l. Resistansi belitan DC

2.2.7.1 Tes Tegangan Tinggi AC

Tes tegangan tinggi AC di lakukan untuk mengevaluasi kondisi dari belitan

transformator. Tes ini direkomendasikan pada semua tegangan, terutama di atas

tegangan 34.5 kV. Untuk perawatan rutin transformator, tegangan yang digunakan saat

tes harus tidak melebihi 65% dari tegangan tes pabrik. Akan tetapi, tes tegangan tinggi

untuk perawatan rutin biasanya tidak dilakukan pada transformator karena terdapat

kemungkinan bahwa tes dapat merusak isolasi belitan. Tes ini biasanya di lakukan untuk

untuk uji kelayakan atau setelah memperbaiki transformator. Tegangan yang digunakan

tidak boleh melebihi 75% dari tegangan pabrik. Ketika tes tegangan tinggi digunakan

untuk perawatan rutin, transformator yang di tes dapat di kenai tegangan rating selama 3

menit daripada menggunakan 65% tegangan tes pabrik.

51






2.2.7.2 Pengujian TTR

Tes ini pada dasarnya digunakan untuk mendeteksi apakah tegangan dihasilkan

pada belitan sekunder atau tidak. Jika menggunakan TTR tegangan rendah yang dengan

sumber tenaga tangan, pada belitan tegangan rendah diberi sumber 8 V dan

transformator referensi di bagian TTR. Belitan di sisi tegangan tinggi dan transformator

referensi dari TTR di hubungkan melalui sebuah null detecting instrument. Setelah

tegangan seimbang di 8 V dan alat pendeteksi menunjukkan angka 0, alat penunjuk

mengindikasikan rasio perbandingan belitan dari transformator tersebut.

Hasil atau informasi yang ditunjukkan tes TTR ialah sebagai berikut

Menunjukan rasio perbandingan jumlah belitan dan masing – masing polaritas

dari single atau transformator 3 phasa.

Memastikan nameplate dari transformator, terutama pada rasio, polaritas, dan

vektor

Menunjukan rasio dan polaritas (tapi tidak rating voltage) dari transformator .

Tes termasuk penggunaan semua posisi tap pada kondisi no-load dan dengan

beban, tap changer (LTC) jika transformator dihubungkan dengan control sudut

fasa. Pada transformator LTC yang dihubungkan dengan pengkontrol sudut fasa,

tes rasio dan polaritas dilakukan hanya pada posisi netral. Jika di tes pada tap

berbeban, pembacaan dapat digunakan sebagai referensi untuk pembanding di

kedepannya, tetapi akan menurun jika dibandingkan dengan nameplate. Tap

pada LTC dapat di konfirmasikan dengan diberi sumber tegangan rendah 3 fasa

dan pembacaan tengangan dan sudut fasa untuk setiap fasa.

Mengidentifikasi masalah pada belitan transformator, misalnya open-circuit dan

short-circuit yang berdampak pada sensitivitas dari perbandingan jumlah belitan.

Standart deviasi telah ditentukan di ANSI/IEEE C5.7.12.00-2006 bagian 9.1

yang menjelaskan bahwa hasil harus berkisar kurang lebih 0.5% dari nameplate

dengan tegangan rating yang di aplikasikan pada salah satu belitan. TTR dengan

error 0.1% diperbolehkan menjadi penentu.

52






Gambar 2.15: TTR testers: (a) hand-crank TTR; (b) handheld electronic TTR; and (c) three-

phase electronic TTR. (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge, PA.)

Berikut merupakan prosedur dari pelaksanaan tes TTR

Transformator di isolasi dan di tandai

Baca nameplate dari transformator

Perhatikan polaritas dan vector (phasornya)

Hitung perbandingan belitan untuk setiap posisi tap pada kondisi no-load dan

berbeban

2.2.7.3 Pengujian Polaritas

Tes polaritas dapat dilakukan dengan menggunakan tes TTR pada transformator

daya, distribusi, dan tegangan. Akan tetapi pada transformator arus tes TTR tidak dapat

dilakukan. Tetapi menggunakan sebuah tes yang dikenal dengan sebutan kick test,

53






dengan member sumber melalui baterai DC dan menggunakan multimeter. Kick test

dapat juga digunakan pada transformator daya, distribusi, dan tegangan tetapi tes TTR

lebih sering digunakan. Rangkaian untuk kick test pada transformator arus dapat terlihat

pada gambar 5.19. Baterai DC yang digunakan biasanya memiliki tegangan berkisar

7.5V dan range dari multimeter di set untuk 3 V full-scale. Bagian negative dari sumber

di hubungkan pada transformator arus di H2 dan bagian positif dibiarkan untuk

sementara. Bagian positif dari multimeter dihubungkan pada bagian sekunder di X1 dan

bagian negative di X2. Untuk melakukan tes ini, hubungkan bagian positif dari sumber

ke H1 dan perhatikan skala pada multimeter. Jika skala pada multimeter menunjuk pada

skala atas maka transformator tersebut terhubung pada subtractive polarity, jika

menunjuk skala bawah maka terhubung pada additive polarity.

2.2.7.4 Pengujian Potensial Induksi

Tes ini merupakan suatu tes pembuktian dan dilakukan pada tingkat tegangan

yang lebih tinggi daripada tegangan operasionalnya. Dalam tes ini, isolasi antar belitan

dan isolasi antar fasa dikenai tegangan 65% dari tegangan tes pabrik dan pada frekuensi

yang lebih tinggi dari 60 Hz, misalnya 200-300 Hz. Tes ini harus dilakukan tiap 5 tahun

sekali atau lebih pada transformator yang besar.

Tes tegangan induksi untuk transformator diberi sumber tegangan

melalui salah satu belitan dan diberi tegangan 2 kali lipat tegangan normal di belitan

tersebut selama 7200 gelombang dan durasinya tidak boleh melebihi 60 detik.

Tabel 2.5: Frequency versus Duration of Test

Frequency (Hz) Duration (s)

120 and less 60

180 40

240 30

300 20

400 18

54






Ketika tes ini dilakukan pada transformator, frekuensi dari tegangan yang

diberikan seharusnya cukup tinggi untuk mencegah arus dari transformator yang di uji

melebihi 30% dari arus ratingnya. Biasanya untuk menguji peralatan yang menggunakan

frekeuensi 60 Hz digunakan frekuensi sebesar 120 Hz.

Ketika digunakan frekuensi yang lebih tinggi dari 120 Hz, resiko dari tes ini

secara abnormal meningkat dengan pesat dan hal tersebut menyebabkan waktu

pengujian harus di persingkat seperti pada table 5.10.

Tegangan awal harus bernilai seperempat atau kurang dari tegangan penuh dan

secara bertahap di tingkatkan dalam waktu tidak lebih dari 15 detik. Setelah diuji selama

waktu yang tertera pada tabel 5.10, nilai tegangan harus diturunkan secara perlahan

(tidak boleh lebih dari 5 detik) ke seperempat atau kurang dari nilai penuh, dan setelah

itu sirkuitnya di open.

Saat menguji transformator dengan sebuah belitan yang di ketanahkan untuk

pengoperasian pada suatu ground-netral system, kewaspadaan dan pengawasan harus

diperketat untuk menghindari tekanan elektro statis yang tinggi di antara belitan lain dan

ground.

Jika transformator memiliki salah satu belitan sisi tegangan tinggi di tanahkan

ketika tes induksi tegangan, pentanahan dari setiap belitan dapat di buat pada suatu titik

tertentu dari belitan tersebut atau dari belitan transformator step-up yang digunakan

untuk member tegangan atau hanya sekedar di hubungkan dengan tujuan memberi

pentanahan.

Transformator tiga fasa dapat di uji dengan tegangan satu fasa, tegangan untuk

menguji di induksikan dari tiap line terminal ke ground atau ke line terminal yang lain.

Bagian netral dari belitan boleh di groundkan saat tes tersebut.

Ketika tes induksi pada belitan menghasilkan tegangan di antara terminal dari

belitan yang lain, belitan yang lain dapat di tanahkan, Tes induksi tambahan harus

dilakukan untuk memberikan tegangan uji di antara terminal yang di ketanahkan.

55






2.2.7.5 FRA

Tes FRA dapat di lakukan sebagai respon impuls dari tes SFRA, metode impuls

memperkirakan respon frekuensi dan respon frekuensi sapu mengukur respon dari

tingkat frekuensi tertentu. Tes FRA dan SFRA merupakan nondestructive test yang

digunakan untuk mengetahui deformasi (pergeseran) dari inti dan kumparan. Respon

frekuensi sapu ialah kemajuan yang besar pada analisis kondisi transformator, tes

tersebut medapat memberi kita visualisasi dari isi tanki transformator tanpa

membukanya. Pengertian FRA pada umumnya adalah perbandingan dari output

sinusoidal yang stabil dari objek yang di tes dengan input sinusoidal yang stabil. SFRA

adalah teknik yang terbukti untuk menghasilkan pengukuran yang akurat dan presisi. Di

antara konfigurasi geometris dari belitan dan inti, serta jaringan impedansi yang disusun

seri dan paralel sebenarnya terdapat suatu hubungan. Jaringan ini dapat di identifikasi

karena jaringan tersebut memiliki transfer function yang bergantung pada frekuensi. Tes

FRA dengan metode respon frekuensi sapu menggunakan alat analisis jaringan untuk

menentukan transfer functionnya. Perubahan pada konfigurasi geometris dapat

mengubah jaringan impedansi dan berakibat berubahnya transfer functionnya, hal

tersebut mengakibatkan kegagalan dapat di identifikasi. Masalah mekanis yang biasanya

terdeteksi pada transformator dengan tes FRA adalah :

Pergeseran inti

Pergeseran belitan atau deformasi belitan

Pentanahan inti yang rusak

Kerusakan sebagian pada belitan

Tertekuknya hoop

Patah atau kendornya penjepit

Belitan yang open atau short circuit

2.2.7.6 DC Resistansi Lilitan

Tes ini mengukur resistansi DC dari kabel transformator dan belitannya dengan

menggunakan ohmmeter atau jembatan Kelvin. Resistansi belitan dapat berubah karena

hubung singkat di antara belitan, belitan longgar, bahkan karena memburuknya

56






hubungan di tap changer. Salah satu masalah yang berhubungan dengan pengukuran

resistansi DC pada transformator ialah bagian induktif harus di energisasikan. Bagian

induktif harus termuati dan di stabilkan agar dapat menghasilkan pembacaan yang

akurat. Pengukuran harus dilakukan pada setiap posisi tap changer (jika ada) dan

dibandingkan dengan hasil pengukuran sebelumnya atau hasil tes pabrik. Selisih dari

hasil pengukuran di lapangan dengan hasil tes pabrik harus kurang dari 2% untuk

kriteria penerimaan. Jika lebih dari kriteria penerimaan, terdapat kemungkinan terjadi

hubung singkat pada belitan, sendi yang lemah, atau penghubung tap changer yang

buruk. Tes ini harus dilakukan ketika tes kelayakan dan ketika tes perawatan lain

dilakukan.

2.2.7.7 Pengujian Transformator Core Ground

Pengukuran IR dilakukan untuk menentukan adanya pentanahan pada inti yang

tidak disengaja. Pada umumnya, inti yangn berlapis dari transformator daya terisolasi

dari ground, dan secara sengaja di ketanahkan pada satu titik. Biasanya titik ini dapat di

akses dari bagian atas transformator, entah itu melewati bushing yang kecil atau di

belakang tutup manhole.

2.2.7.8 Polarization Recovery Voltage Test

Sistem isolasi transformator merupakan gabungan dari dua materi isolasi, yaitu

cellulose fiber (kertas) dan minyak isolasi.

Gambar 2.16: IR tester (megohmmeter). (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge, PA.)

Struktur ini menunjukan efek polarisasi pemuatan ruang yang mana sebagian

57






besar dipengaruhi oleh kelembapan dan umur produk. Hal tersebut menyebabkan

pengurangan dari time konstan. Time constant yang dihasilkan oleh polarisasi pemuatan

ruang melebihi 10 ms, dan pada isolasi baru yang kering dapat mencapai 1000 s.

Gambar 2.17a menunjukan suatu RVM (recovery voltage meter). Saklar S1 di

tutup selama tc dan sumber tegangan DC U di berikan pada tegangan tertentu ke

kapasitor (objek yang di tes), saklar S1 kemudian di buka dan saklar S2 ditutup selama

td (biasanya td = tc/2). Bagian dari kapasitor yang termuati terdisipasi lalu saklar S2 di

buka dan sisa dari muatan apasitor menghasilkan tegangan di bagian elektroda dari

kapasitor (gambar 5.23b).

Terdapat dua parameter yaitu tegangan pembalik pada nilai maksimum (Vmax)

dan initial slope (tan d). Jika tc dan td meningkat dari nilai mula yang kecil, maka akan

terjadi perubahan nilai pada Vmax dan tan d pada setiap perubahan tc.

Gambar 2.17c menunjukan perubahan dari Vmax dengan tc; dapat dilihat bahwa

kurva Vmax/tc berada pada pincak saat mencapai nilai time constant. Hasil ini

menunjukan bahwa kurva Vmax/tc juga menunjukan spektrum polarisasi dengan nilai

maksimum pada time constant isolasi.

58






Gambar 2.17: (a) Prinsip Rangkaian Pengukuran tegangan recovery dari Waktu tc; (b) Siklus

Pengukuran RVM dan kuantitas perekaman selama satu siklus; dan (c) tegangan recovery

V sebagai fungsi waktu tc.

2.3 Reaktor

2.3.1 Definisi

Pada intinya reaktor adalah induktor. Secara fisik ini adalah koil kabel yang

didalamnya terdapat medan magnet karena aliran arus listrik yang melewati koil

tersebut. Ketika di energize gaya magnet yang terbentuk menekan aliran listrik yang

melewatinya sehingga arus dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan tidak berlebih

sehingga arus dapat disesuaikan dengan kebutuhan dan tidak berlebihan sehingga arus

yang keluar dari reaktor aman untuk peralatan listrik.

Sebuah loop sederhana pada kabel akan membawa sifat konduktor. Ketika

semakin banyak loop-nya maka akan membuat nilai induktansi semakin tinggi.

Kebanyakan bahan seperti besi ditambahkan sebagai pelindung dari belitan. Ini

59






memiliki efek dari pengonsentrasian fluks magnetis yang akan membuat induktor

semakin efektif.

2.3.2 Tipe dari Reaktor Seri Dry-type air-core

1. Air-core Reactor

Sebuah reaktor yang tidak memiliki sebuah lapisan magnetis atau perisai

magnet dan menggunakan aliran udara di sela-selanya sebagai pendingin.

2. Iron-core Reactor

Sebuah reaktor yang memiliki perisai besi sebagai pelindung dan

menggunakan oli sebagai pendingin.

3. Indoor Reactor

Reaktor yang diletakkan dalam ruangan tertutup karena konstuksinya

yang harus dilindungi dari cuaca luar.

4. Outdoor Reactor

Reaktor yang mampu bertahan dari cuaca luar

5. Three-phase Dry-type Air-core Reactor

Sebuah reaktor yang terdiri dari peralatan fasa tunggal yang ditumpuk

dan aan secara magnetis terhubung. Tergantung dari aplikasi, nilai impedansinya

dapat dimodifikasi untuk mengimbangi efek hubungan coupling.

2.3.3 Aplikasi dari Reaktor Seri

1. Bus Tie Reactor

Sebuah reaktor pembatas arus untuk koneksi diantara dua bus berbeda

atau dua bagian dari bus yang sama untuk membatasi dan melokasikan

gangguan karena kegagalan dari bus lainnya

2. Current Limiting Reactor

Sebuah reaktor yang dikoneksikan seri dengan fasa konduktor untuk

membatasi arus yang dapat mengalir pada sirkuit saat kondisi hubung singkat

atau saat kondisi operasi, seperti switching capasitor, starting motor,

sinkronisasi, penyetabilan bunga api, dan lain-lain.

3. Duplex Current Limiting Reactor

60






Sebuah reaktor center-tapped yang digunakan pada dua cabang sirkuit

yang disuplai dari sirkuit utama dan dimanfaatkan sedemikian rupa untuk

menjalankan kopling negatif di bawah kondisi normal guna mengurangi

impedansi sirkuit dan kopling positif pada kondisi gangguan untuk

meningkatkan impedansi sirkuit.

4. Feeder Reactor

Sebuah reaktor pembatas arus yang terkoneksi secara seri dengan sirkuit

feeder untukmembatasi dan melokasikan gangguan.

5. High-voltage Power Flow

Sebuah reaktor transmisi yang terkoneksi secara seri dengan jaringan

transmisi yang bertujuan untuk mengoptimalisasi aliran daya dengan merubah

reaktansi kabel.

6. Insertion Reactor

Sebuah reaktor yang terkoneksi sesaat ditengah hubungan terbuka dari

sirkuit yang terganggu untuk kebutuhan sinkronisasi dan atau kebutuhan

pengalihan tekanan transien.

7. Load Balancing Reactor

Sebuah reaktor yang terhubung seri yang berguna untuk memperbaiki

divisi arus diantara tranformer paralel atau sirkuit yang memiliki nilai

impedansi tegangan yang tidak sama dibawah kondisi steady-state dan kondisi

short-circuit.

8. Motor Starting reactor

Sebuah reaktor pembatas arus yang berguna untuk membatasi arus

starting motor.

2.3.4 Posisi Reaktor pada Bus Bar

2.3.4.1 Bus Coupling

Saat terpasang pada coupling reactor akan mengurangi puncak dari hubungan

pendek di saat pertama kali arus bangkit.

Keuntungan:

61






- Pembagian beban arus pada transformer lebih baik.

- Mengurangi gangguan arus hubung singkat.

- Mengurangi impedansi pada jaringan.

- Arus short-circuit pada sumber (transformator atau generator) akan berkurang.

Kekurangan:

- Setiap kontribusi arus dari satu incoming-feeder menjadi tidak terbatas

Gambar 2.18: Bus Coupling

2.3.4.2 Terpasang seri dengan incoming feeder

Meski dirancang pada sistem untuk mengatasi arus short-circuit total, sebuah

CLR dapat diinstal pada incoming-feeder. Pada kasus ini pula, ketika ada arus gangguan

maka CLR akan mereduksi puncak arus gangguan di awal pembangkitan arus.

Keuntungan:

- Disamping sama seperti keuntungan yang terpasang coupling, arus hubung singkat

pada feeder sumber menjadi terbatas.

Kerugian:

- Tingginya rugi-rugi daya dan buruknya regulasi tegangan.

62






Gambar 2.19: Terpasang seri dengan incoming feeder

2.3.4.3 Terpasang seri dengan outgoing feeder

Reaktor terpasang pada outgoing feeder yang akan mereduksi arus hubung singkat

pada awal puncak pembangkitan arus.

Keuntungan:

- Reaktor yang terpasang seperti ini memiliki rugi-rugi daya yang lebih kecil dan

regulasi tegangan yang lebih baik.

Kerugian:

- Biaya instalasi menjadi lebih besar karena banyak reaktor yang akan dipasang.

Gambar 2.20: Terpasang seri dengan outgoing feeder

2.3.4.4 Current Limiting Reaktor (CLR)

Dalam kondisi normal reaktor akan mengalirkan arus seperti penghantar biasa

tanpa menekan besaran arus yang melewatinya. Dengan kata lain impedansi dari reaktor

sangat kecil dan tidak mengurangi besar arus. Namun ketika ada arus gangguan yang

nilainya relatif sangat besar maka CLR akan bekerja mereduksi arus gangguan tersebut

63






dengan membangkitkan nilai impedansinya dan menjadi tahanan pada sistem yang

menekan laju arus.

CLR didesain berdasarkan dua parameter. Yang pertama adalah nilai induktansi

aktual yang satuannya henri dan yang kedua adalah rating arus dari reaktor itu sendiri.

Nilai impedansi reaktor dapat dinyatakan dengan fungsi:

𝑍𝑡𝑟 = 𝐿

𝑍𝑡𝑟 = (2𝑓)𝐿

𝑍𝑡𝑟 = (2 × 3.14 × 50)𝐿

𝑍𝑡𝑟 = 314𝐿

Dimana: Z = impedansi (ohm)

L = induktansi (henri)

f = frekuensi (hertz)

Besarnya proteksi oleh CLR tergantung pada rasio T/R yang besarnya ditentukan

dengan:

𝑍𝑡𝑟 =𝑅𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑃𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒

𝑅𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑃𝑟𝑖𝑚𝑎𝑟𝑦 𝐶𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡

Unit pengukuran dari reaktor adalah henri. Kemampuan dari reaktor untuk

menghalangi aliran dari arus AC disebut dengan induktansi. Induktansi dari CLR pada

umumnya dari 5 sampai 50 milihenri. Nilai dari CLR didasarkan pada total impedansi

sistem yang diinginkan dari sumber daya. Impedansi sistem membatasi nilai maksimum

dari arus yang dapat mengalir pada rangkaian primer dan pada umumnya dispesifikan

sebagai persen impedansi. Nilainya dari 30% sampai 50% dari yang biasa digunakan.

Impedansi dari reaktor dapat dihitung dengan:

Presentasi impedansi yang dimiliki CLR dihitung dengan:

64






%𝑍 =𝑍𝑐𝑙𝑟

𝑍𝑡𝑟

Atau

%𝑍 =𝐿 × 314 × 𝐴𝑚𝑝𝑠

𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠× 100

Ketika terjadi gangguan nilai impedansi meningkat dan menekan arus yang

melewatinya. Nilai arus gangguan besarnya didapatkan dengan:

𝐹𝑎𝑢𝑙𝑡 𝐶𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡 =𝑉𝑜𝑙𝑡𝑠

𝑍𝑐𝑙𝑟

=𝑅𝑎𝑡𝑒𝑑 𝐶𝑢𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡

%𝑍× 100

CLR didesain dengan sebuah inti yang akan menangani arus beberapa waktu

tanpa menyentuh titik jenuh. Drop tegangan yang melewati CLR akan berbanding lurus

dengan arus yang lewat. Jika reaktor jenuh maka arus lebih akan lewat tanpa ada

penurunan tegangan dan ini berbahaya bagi sistem disisi keluaran CLR. Pengujian

2.3.5 Pengujian Rutin, Desain, dan Pengujian lain untuk Reaktor Seri

Pengujian untuk reaktor seri tipe kering diperlihatkan pada tabel 2.3.

Tabel 2.6: PengujianRutin, Desain, dan Pengujian

Pengujian Ketika Dilakukan Klasifikasi Pengujian

Rutin Desain Lain

Pengukuran

Resistansi

Pengukuran resistansi DC harus

dilakukan pada semua unit X

Pengukuran

Impedansi

Pengukuran impedansi harus

dilakukan pada semua unit X

Pengukuran Total

Rugi-rugi

Total rugi-rugi harus dilakukan pada

setiap perhitungan X

Pengujian

Kenaikan

Temperatur

Pengujian ini dilakukan dari satu unit

dari sejumlah unit pada desain yang

sama

X

Pengujian

tegangangan

Pengujian tegangangan yang

diterapkan harus dilakukan pada X

65






yang diterapkan isolasi pendukung ketika

dispesifikasikan.

Pengujian Radio

Influence Voltage

(RIV)

Pengujian ini dilakukan untuk sistem

dengan tegangan nominal 230 kV

dan diatasnya hanya jika

dispesifikasikan.

X

Pengujian turn-to-

turn

Pengujian ini dilakukan pada sistem

dengan tegangan nominal 34,5kV

dan dibawahnya.

X

Pengujian

tegangan impuls

- Sistem yang

mempunyai

tegangan

nominal lebih

besar dari 34,5

- Sistem yang

mempunyai

tegangan

nominal lebih

kecil dari 34,5

- Pengujian tegangan impuls petir

harus dilakukan pada semua unit.

- Pengujian tegangan impuls petir

dilakukan hanya jika

dispesifikasikan.

X

X

Pengujian impuls

switching

Pengujian impuls switching harus

dilakukan pada struktur pendukung

dari reaktor seri (isolator) dari reaktor

seri dengan tegangan diatas 230kV

jika ketika dispesifikasikan.

X

Pengujian impuls

chopped-wave

Pengujian impuls chopped-wave

dilakukan pada reaktor seri hanya

jika dispesifikasikan.

X

Pengujian suara

yang dapat

didengar

Unit harus diuji hanya jika

dispesifikasikan X

Pengujian verifikasi

seismik

Pengujian verifikasi seismik harus

dilakukan pada reaktor seri hanya

jika dispesifikasikan.

X

Pengujian Hubung

Singkat X

66






2.3.5.1 Pengujian Rutin

Pengujian rutin adalah pengujian yang dilakukan pada setiap unit dengan desain

yang spesifik dan secara khusus menunjukkan kualitas dari reaktor.

2.3.5.2 Pengujian Desain

Pengujian desain adalah pengujian yang dilakukan pada unit satuan dari desain

spesifik dan secara khusus menunjukkan kemampuan dari reaktor pada persyaratan pada

aplikasi pelayanan. Pengujian desain harus dilakukan pada setiap reaktor seri sesuai

dengan persyaratan pada tabel 2.6.

2.3.5.3 Pengujian Lainnya

Pengujian yang didesain seperti yang lainnyadari satu dari seluruh unit dari

desain spesifik jika diinginkan dari permbeli. Pada umumnya diinginkan untuk

mendemonstrasikan conformance pada persyaratan spesial sebagai lawan dari

persyaratan umum pada persyaratan yang biasanya dilakukan oleh pengujian desain.

Ketika dispesifikasikan ( sebagai pengujian individu) dan pengujian lainnya yang lebih

spesial, seperti yang dituliskan pada tabel 2.6, harus dilakukan pada reaktor seri.

2.3.5.4 Tempat Pengujian Dilakukan

Semua pengujian dapat dilakukan di plant, laboratorium pengujian,dan fasilitas

lain yang sesuai dengan spesifikasinya.

2.3.5.5 Urutan Pengujian

Daftar pengujian yang diperlihatkan pada tabel 3 tidak mengindikasikan urutan

pengetesan yang harus dilakukan. Semua pengujian dilakukan sesuai dengan ANSI

C57.16-1998.

2.3.5.6 Prosedur Pengujian

Prosedur pengujian dari standar ini mendeskripsikan metode yang digunakan

dalam melakukan pengujian dan menspesifikasikan metode yang digunakan dalam

67






melakukan pengujian dan menspesifikasikan pengujian yang akan mendemonstrasikan

performansi ke ratingnya.

68






B A B III

ANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisa Pengaruh Transformator dan Reaktor Seri pada Ring Bus

Ring bus di PT Badak NGL Bontang terhubung dengan peralatan-peralatan

yaitu: kabel atau konduktor yang menghubungkan antar bus, machine bus, Switcgear

30-PS-101 dan 30-PS-102, dua reaktor seri yaitu 30-PLR-101 dan 30-PLR-102, 8

Transformator Three Winding 30-PT-101/104 dan 30-PT-201/204, dan circuit breaker.

Dalam sistem modular di PT Badak NGL, satu modul terhubung dengan 4

transformator tiga belitan (Three winding Transformer). Module I yang terhubung

dengan 30-PT-101, 30-PT-102, 30-PT-103, dan 30-PT-104 sedangkan Module II

terhubung dengan 30-PT-201, 30-PT-202, 30-PT-203, dan 30-PT-204. Untuk operasi

integrated , Module I dan Module II dihubungkan dengan reaktor yaitu Three-phase

Dry-type Air-core Series Reactor.

Ring bus terhubung langsung dengan transformator dan reaktor seri. Sehingga

kondisi dari ring bus dapat ditentukan melaui kondisi dari 8 transformator tiga belitan

(Three winding Transformer) dan 2 Reaktor Seri Tiga Fasa Tipe-Kering Inti-udara

(Three-phase Dry-type Air-core Series Reactor). Jika salah satu dari peralatan tersebut

tidak baik (mengalami kerusakan) maka dapat diambil kesimpulan bahwa kondisi dari

ring bus juga tidak baik. Untuk melihat kondisi peralatan tersebut kita dapat mengetahui

dari hasil pengujian yang dilakukan.

Untuk melihat pengaruh kehandalan transformator tiga belitan (Three winding

Transformer) dan Reaktor Seri Tiga Fasa Tipe-Kering Inti-udara (Three-phase Dry-type

Air-core Series Reactor) terhadap ring bus dilakukan simulasi dengan menggunakan

simulator ETAP 4.0.0. Pada simulasi ini, digambarkan ring bus 34,5 kV di PT Badak

NGL Bontang yang terdiri dari 8 bus yang terhubung dengan 8 transformator tiga

belitan dengan tegangan 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV. Transformator tersebut berfungsi

untuk menaikkan dengan dari switchgear 30PS-01 sampai 30PS-08 yang kemudian

disalurkan ke ring bus. Semua beban (load) dalam simulasi dianggap hidup dan

69






dinyatakan dalam lump load dengan perbandingan beban statis dan beban dinamis

sesuai yang tertera dalam single line diagram.

Semua generator turbin uap 12,5 MW dalam simulasi ini juga dianggap hidup

dan membangkitkan daya ke sumber dengan efisiensi 95%. Sedangkan generator turbin

gas dan generator turbin diesel dimatikan karena diasumsikan generator tersebut hanya

digunakan untuk Black-Out Start-Up (BOSU). Generator 31PG-04, 31PG-05, 31PG-11,

31PG-12 adalah swing generator sedangkan 31PG-02, 31PG-03, 31PG-06, 31PG-08,

31PG-09, dan 31PG-10 adalah voltage control generator.

Gambar 3.2: Simulasi Ring Bus dengan Menggunakan ETAP

3.1.1 Analisa Pengaruh Transformator

Analisa pengaruh dari tranformator terhadap ring bus disimulasikan dengan

menggunakan power flow analysis untuk mengetahui pengaruh dari salah satu

transformator rusak (out of service) terhadap aliran daya yang ada di ring bus. Pada

simulasi ini dilihat perbedaan antara aliran daya saat transformator in service dan out of

service.

70






Gambar 3.1: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Semua Transformator In-service

Dalam simulasi diatas dapat dilihat bahwa aliran daya keluar dari transformator

30-PT-201 dan 30-PT-202, hal ini dikarenakan swing generator 31-PG-11 dan 31-PG-

12 memberikan daya pada kedua transformator tersebut. Sedangkan pada transformator

30-PT-203 diberikan daya karena terjadi kekurangan daya akibat generator yang ada di

bus tersebut hanya 31-PG-10 dan juga merupakan voltage control generator. Daya yang

mengalir pada ring bus sebesar 1966kVA.

71






Gambar 3.2: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Transformator 30-PT-202 Out-

service

Untuk melihat perbedaan yang signifikan terhadap aliran daya maka

transformator yang dibuat out-off service adalah transformator 30-PT-202 karena

transformator 30-PT-202 menampung daya yang dihasilkan oleh generator yang

keduanya adalah swing generator. Terjadi perubahan aliran daya yaitu transformator 30-

PT-201 menjadi diberi daya dan transformator 30-PT-203 memberikan daya. Hal ini

dikarenakan tidak adanya daya yang diberikan dari swing generator pada ring bus. Daya

yang mengalir pada ring bus dari 1966kVA jika semua transformator dalam kondisi in

service menjadi 1,5 kali lebih besar yaitu 3153kVA.

72






Gambar 3.3: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Salah Satu Kaki Transformator

30-PT-202 Tidak Dioperasikan.

Pada simulasi juga diumpamakan bahwa salah satu lilitan transformator

mengalami kegagalan sehingga transformator yang digunakan hanya dua lilitan. Dapat

dilihat bahwa aliran daya dari 31-PG-11 dan 31-PG-12 tidak dapat mengalir ke ring bus

tetapi masih dapat menyuplai bus yang ada di sebelahnya. Daya yang mengalir pada ring

bus dari 1966kVA jika semua transformator dalam kondisi in service menjadi 2 kali

lebih besar yaitu 4088kVA jika hanya salah satu kaki tranformator tidak digunakan.

3.1.2 Analisa Pengaruh Reaktor Seri

Analisa pengaruh dari reaktor seri tiga fasa Dry-type Air-core disimulasikan

dengan menggunakan short circuit analysis karena fungsi dari reaktor adalah untuk

membatasi arus pada saat starting motor dan arus hubung singkat. Ada dua simulasi

yaitu ketika ring bus belum dipasang reaktor dan telah di pasang reaktor jika di bus 5

yang berada di Module II terjadi hubung singkat.

73






Gambar 3.4: Simulasi jika ring bus tidak dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type

Air-core

Gambar diatas adalah hasil simulasi short circuit jika salah satu bus mengalami

hubung singkat. Simulasi yang dilakukan dianggap bus 5 mengalami hubung singkat

(short circuit). Data yang diperlihatkan adalah aliran arus yang ada di ring bus. Pada

gambar dapat dilihat karena adanya ring bus maka arus hubung singkat yang ada di

module I ke module II. Dengan demikian hubung singkat yang awalnya hanya terjadi di

module I tetapi karena sistem ring bus maka arus hubung singkat juga tersebar ke

module II.

74






Gambar 3.5: Simulasi ring bus setelah dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type

Air-core

Sedangkan pada simulasi diatas adalah ring bus dengan menggunakan reaktor

yang dipasang seri. Dalam gambar diatas dapat dilihat bahwa arus hubung singkat yang

berada di module I setelah melewati reaktor diredam. Hal ini dapat dilihat dari

perubahan arus dari 5,6 kA menjadi 1,9 kA.

3.2 Analisa Kondisi Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV

Analisa kondisi trafo ini didasarkan pada pengujian yang digunakan untuk

mencari parameter isolasi. Parameter isolasi tersebut dilakukan pada saat transformator

dalam kondisi off-line, sehingga dikategorikan ke dalam preventive maintenance. Dari

pengujian yang dilakukan, data yang akan dianalisis adalah pengujian:

1. Insulation Resistance (IR) Test.

2. Polarization Index (PI) Test.

3. Power Factor Loss (PF) Test.

4. Dielectric Breakdown Voltage Test.

75






Spesifikasi transformator Three Winding

Equipment Number 30-PT-101/104 dan 30-PT-201/204

Location Plant 31 #Module I dan Module I I

Description Three Winding Transformer

Serial M122342D

Manufacture General Electric

Capacity 15000/7500/7500KVA

Voltage 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV

Configuration Wye-Delta-Delta

Impedance 3,62%

Insulation Class OA/FA

Three Winding Transformer Test Report

PM Scheedule : 3Year

Insulation Tester : Fluke 1550B /1507

Power Factor Test : Doble M4000

No Equipment Plant/Module Date of Tested Note

1 30-PT-101 30/I 14 April 2011

2 30-PT-102 30/I 26 April 2011

3 30-PT-103 30/I 09 February 2012

76






4 30-PT-104 30/I 06 March 2012

Nitrogen liquid was

f illed in to maintain

pressure

5 30-PT-201 30/I I 04 November

2010

6 30-PT-202 30/I I 09 December

2010

7 30-PT-203 30/I I 09 December

2010

Nitrogen liquid was

f illed in to maintain

pressure

8 30-PT-204 30/I I 22 February 2011

3.2.1 Insulation Resistance (IR) Test

Pengujian ini dilakukan pada atau diatas tegangan rating untuk menentukan

apakah ada jalur resistansi yang rendah ke ground atau diantara rangkaian sebagai hasil

dari isolasi rangkaian yang buruk. Nilai pengukuran pengujian dipengaruhi oleh variabel

seperti temperatur, kelembaban, tegangan pengujian, dan ukuran dari transformator.

Standard for maintenance Testing Specifications for Electrical PoweDistribution

Equipment and Systems (InterNational Electrical TestinAssociation/NETA) MTS

2007 , Table 100.5 terlampir, minimum insulation resistant test untuk masing-masing

winding trafo adalah 5000M.

77






Tabel 3.1. Nilai IR Test dari Transformator dari Lilitan ke Ground

No Equipment Plant/

Module Primary Secondary X Secondary Y

1 30-PT-101 30/I 1360 1870 1970

2 30-PT-102 30/I 1140 1520 1760

3 30-PT-103 30/I 648 1050 1200

4 30-PT-104 30/I 1080 1270 1740

5 30-PT-201 30/I I 851 6010 5960

6 30-PT-202 30/I I 4580 5580 5840

7 30-PT-203 30/I I 385 1590 1340

8 30-PT-204 30/I I 268 721 792

78






Tabel 3.2. Nilai IR Test dari Transformator

No Equipment Plant/

Module

Primary

Min=1000 M

Secondary X

Min=800 M

Secondary Y

Min=800 M

1 30-PT-101 30/I Out of Standard Out of Standard Out of Standard




5 30-PT-201 30/I I Out of Standard Baik Baik

6 30-PT-202 30/I I Out of Standard Baik Baik

7 30-PT-203 30/I I Out of Standard Out of Standard Out of Standard

8 30-PT-204 30/I I Out of Standard Out of Standard Out of Standard

3.2.2. Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion)

Pada Time–Resistance Readings menganalisis kondisi isolator dengan melihat

nilai dari resistansi dari menit pertama sampai menit ke sepuluh.Sistem isolasi yang baik

akan menunjukkan nilai yang meningkat selama periode waktu pada saat tegangan

diterapkan. Disisi lain, sistem isolasi yang terkontaminasi dengan uap air (lembab),

kotoran, dan diperlihatkan dengan nilai isolasi yang rendah dan menurun. Pada isolasi

yang buruk, efek penyerapan disebabkan oleh arus bocor.

79






Pada 30-PT-101 dapat dilihat dari grafik jika resistansi isolasi di lilitan primer,

sekunder X, dan sekunder Y terus mengalami kenaikan dari menit ke satu sampai menit

ke sepuluh. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa keadaan isolasi pada

transformator ini masih dalam keadaan baik.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M

)

Minutes

Time Resistanse Reading

30-PT-101

Primary

Secondary X

Secondary Y

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M)

Minutes

Time Resistanse Reading

30-PT-102

Primary

Secondary X

Secondary Y

80







sekunder X, terus mengalami kenaikan dari menit ke satu sampai menit ke sepuluh.

Sedangkan pada sekunder Y dari menit ke satu sampai menit ke tujuh dan menurun pada

menit ke delapan sehingga diindikasikan terdapat arus bocor dililitan sekunder Y.





0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M)

Minutes

Time-Resistance Reading

30-PT-103

Primary

Secondary X

Secondary Y

81










0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M

)

Minutes

Time-Resistance Reading

30-PT-104

Primary

Secondary X

Secondary Y

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M)

Minutes

Time Resistance Reading

30-PT-201

Primary

Secondary X

Secondary Y

82












Sedangkan pada sekunder Y dari menit ke satu sampai menit ke tujuh dan menurun pada

menit ke delapan sehingga diindikasikan terdapat arus bocor dililitan sekunder Y.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

se (

M

)

Minutes


30-PT-202

Primary

Secondary X

Secondary Y

83










0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

si (

M

)

Minutes


30-PT-203

Primary

Secondary X

Secondary Y

84








Sedangkan pada sekunder Y dari menit ke satu sampai menit ke dua dan menurun pada

menit ke tiga sehingga diindikasikan terdapat arus bocor dililitan sekunder Y.

Tabel 3.3. Ringkasan Kondisi Transformator berdasarkan Time-Resistance

Readings

Equipment Kondisi

30-PT-101 Baik

30-PT-102 Arus Bocor (Secondary Y)

30-PT-103 Baik

30-PT-104 Baik

30-PT-201 Baik

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M

)

Minutes


30-PT-204

Primary

Secondary X

Secondary Y

85







30-PT-203 Baik


3.2.3 Polarization Index (PI) Test

Tujuan dari Polarization Index (PI) Test adalah untuk menentukan apakah

peralatan cocok untuk operasi atau bahkan pengujian tegangan lebih. Polarization Index

(PI) Test adalah rasio resistansi pada akhir menit kesepuluh dengan akhir menit pertama

pada tegangan konstan.

Total arus yang dibangkitkan ketika menerapkan tegangan DC mantap adalah

terdiri dari tiga komponen:

1. Arus charging dikarenakan kapasitansi dari isolator yang diukur. Arus ini akan

jatuh dari nilai maksimumnya ke nol dengan sangat cepat.

2. Arus yang diserap dikarenakan molecular charge shifting pada isolasi. Arus

transien akan turun secara perlahan ke nol.

3. Arus bocor yang menggambarkan konduksi arus yang sebenarnya dari isolasi.

Arus bocor akan bervariasi dengan tegangan pengujian. Hal ini juga memiliki

komponen yang dikarenakan kebocoran permukaan dikarenakan kontaminasi

permukaan.

Karena arus bocor meningkat dengan rating yang cepat menunjukkan bahwa ada

arus yang diserap, pembacaan megaohm tidak akan meningkat dengan waktu secara

cepat pada isolasi yang buruk dibandingkan dengan isolasi dengan kondisi yang buruk.

Keuntungan dari rasio indeks adalah bahwa semua hal yang dapat mempengaruhi

pembacaan dari megaohm seperti temperatur dan kelembaban sama untuk kedua

pembacaan yaitu untuk satu menit dan untuk sepuluh menit. Indeks polarisasi adalah

perbandingan antara menit kesepuluh dan menit pertama. Berikut ini adalah panduan

86






dalam mengevaluasi isolasi transformator menggunakan nilai indeks polarisasi

berdasarkan Appendix A ANSI C57.125.1990:

Indeks Polarisasi Kondisi Isolasi

Kurang dari 1 Berbahaya

1,0-1,1 Buruk

1,1-1,25 Dipertanyakan

1,25-2,0 Cukup

Diatas 2 Baik

Tabel 3.4. Nilai PI Test dari Transformator

No Equipment Plant/Module Primary Secondary X Secondary Y

1 30-PT-101 30/I 1,40 2,15 2,78

2 30-PT-102 30/I 2,68 2,84 2,57

3 30-PT-103 30/I 2,16 1,30 2,12

4 30-PT-104 30/I 2,95 1,93 3,40

5 30-PT-201 30/I I 1,34 1,98 2,01

6 30-PT-202 30/I I 1,98 1,97 2,07

7 30-PT-203 30/I I 1,84 1,70 2,97

8 30-PT-204 30/I I 1,73 1,68 2,17

Analisi tabel:

87






No Equipment Plant/Module Primary Secondary X Secondary Y

1 30-PT-101 30/I Cukup Baik Baik

2 30-PT-102 30/I Baik Baik Baik

3 30-PT-103 30/I Baik Cukup Baik

4 30-PT-104 30/I Baik Cukup Baik

5 30-PT-201 30/I I Cukup Cukup Baik




3.2.4 Power Factor (PF) Test

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui proses penurunan isolasi

yang terjadi, supaya kegagalan dalam operasi dapat dihindarkan. Kegagalan yang terjadi

pada peralatan tegangan tinggi yang sedang dipakai dalam operasi sehari-hari

disebabkan karena isolasinya memburuk (deterioration) atau karena terjadi kegagalan

pada bagian-bagiannya. Berdasarkan standar yang diberikan dari ANSI/NETA MTS

7.2.2-2001 Standard for Electrical Maintenance Testing of Liquid-filled Transformator,

Tabel 5D, nilai maksimum yang diperbolehkan untuk pengujian PF pada transformator

tipe basah adalah 1%. Tip-up faktor daya sering juga tip-up faktor disipasi yang

merupakan cara tidak langsung untuk menentukan adanya partial discharge pada belitan

tegangan tinggi. Semakin tinggi nilai tip-up, maka energi rugi-rugi dielektrik yang

disebabkan oleh partial discharge semakin besar.

30-PT-101

Voltage Low Side (X) Low Side (Y) High Side

88






2 kV 0.359 0.327 0.31

4 kV 0.364 0.338 0.33

6 kV 0.37 0.359 0.33

8 kV 0.384 0.372 0.34

% PF Tip up 0.03 0.05 0.03

30-PT-102

2 kV 0.221 0.297 0.3

4 kV 0.223 0.299 0.303

6 kV 0.225 0.3 0.302

8 kV 0.227 0.298 0.302

% PF Tip up 0.01 0.0 0.0

30-PT-103

2 kV 0.392 0.399 0.408

4 kV 0.422 0.414 0.434

6 kV 0.445 0.44 0.455

8 kV 0.469 0.468 0.474

% PF Tip up 0.08 0.07 0.07

30-PT-104

2 kV 0.257 0.325 0.317

4 kV 0.26 0.327 0.319

6 kV 0.261 0.328 0.32

8 kV 0.262 0.329 0.321

% PF Tip up 0.0 0.0 0.0

30-PT-201

2 kV 0.279 0.265 0.353

4 kV 0.279 0.266 0.373

6 kV 0.283 0.27 0.393

89






8 kV 0.289 0.275 0.423

% PF Tip up 0.01 0.01 0.07

30-PT-202

2 kV 0.201 0.265 0.255

4 kV 0.203 0.269 0.256

6 kV 0.203 0.279 0.256

8 kV 0.204 0.286 0.256

% PF Tip up 0.0 0.02 0.0

30-PT-203

2 kV 0.33 0.37 0.31

4 kV 0.35 0.37 0.33

6 kV 0.36 0.39 0.33

8 kV 0.37 0.42 0.34

% PF Tip up 0.04 0.05 0.03

30-PT-204

2 kV 0.336 0.454 0.391

4 kV 0.339 0.458 0.415

6 kV 0.343 0.462 0.447

8 kV 0.348 0.463 0.491

% PF Tip up 0.01 0.01 0.1

Dari hasil pengujian, nilai dari PF dan PF tip up masih kurang dari 1% sehingga

dapat diambil kesimpulan bahwa aktifitas partial discharge yang terjadi dalam isolator

lilitan masih berada pada ambang batas yang diizinkan. Sehingga transformator 30-PT-

101 masih dalam keadaan baik.

3.2.5 Oil Dielectric Breakdown Voltage Test

Pengujian ini dilakukan dengan memberikan tegangan AC pada minyak

transformator untuk pengujian breadown strength. Pengujian ini dilakukan untuk

90






memastikan kekuatan dielektrik tidak bernilai rendah akibat deterioration. Deterioration

tersebut dikarenakan adanya kontaminasi moisture pada minyak transformator.

Kontaminasi moisture yang mengandung oksigen akan mengakibatkan minyak

transformator teroksidasi, sehingga terbentuk asam dan endapan (sludge).

Equipment Test I Test II Test III Rata-rata

30-PT-101 41.7 43.2 54.4 46,43

30-PT-102 30.8 40.4 37.5 36,23

91






30-PT-103 38.0 38.0 42.0 39,33

30-PT-104 45.2 51.2 50.4 48,93

30-PT-201 18.5 18.1 17.1 17,9

30-PT-202 26.4 28.5 32.5 29,13

30-PT-203 34.7 25.9 32.1 30,9

30-PT-204 20.2 26.6 28.6 25,13

Berdasarkan NETA Maintenance Testing Specification, Table 100-4.1, 2005

nilai minimum yang diterima adalah 26 kV. Nilai tegangan Oil Dielectric Breakdown

Voltage dari transformator 30-PT-201 dan 30-PT-204 di bawah nilai 26 kV. Sehingga

dapat disimpulkan bahwa isolasi minyak pada transformator mengalami deterioration.

3.3 Analisa Kondisi Reaktor Seri Dry-type air-core

Reaktor seri dry-type air-core yang dipasang di PT Badak NGL tersusun dari

reaktor fasa tunggal yang disusun atas 3 buah reaktor satu fasa vertikal dan

disambungkan dengan jaringan ring bus 3 fasa 34,5 kV. Keuntungan dari reaktor tipe ini

adalah:

1. Nilai induktansinya relatif konstan, walau keadaan terkena short circuit dan

tanpa efek jenuh.

2. Tidak memerlukan isolasi oli yang tidak beresiko terjadi kontaminasi dan

kemungkinan timbul bahaya api.

3. Isolasi sederhana ke pentanahan yang ditunjang dari insulatornya.

92






Gambar 3.6: Konstruksi Reaktor seri dry-type air-core 30-PLR-101 dan 30 PLR 102

Spesifikasi reaktor seri dry-type air-core

ITEM REQUIREMENT

Equipment Tag No. 30PLR-101

30PLR-102

Site Condition

Ambient Tempt Max./Min 37/5 ˚C

Yearly Ave. 26 ˚C

Relative Humidity 100% at 40%

Altitude Approx. 14m

Seismic Factor H: 0,1 g

V:0.07 g

93






Code and Standard ANSI.NEMA.IEEE

Instalation

Location Outdoor

Classification of Hazardous Non-Hazardous Area

Circumstance Salt-Laden, Corrosive

Construction

Tipe of Reactor Air-cool, Air-core, Outdoor

Type

Reactor Coil *by vendor

Enclose Outdoor

Mounting Arrangement Three-phase stacked

Connection Cable (Provide by ICJV)

Terminal Point Bottom

Cable Support Bottom

Ventilation Natural

Ventilation Buswork *by vendor

Grounding Pad Minimum 2 point

Dimention HWD (mm) *by vendor

Weight (kg) *by vendor

Rating

No of Phase 3

System Voltage and Neutral 34,5 kV, solid grounding

Frequency 50 Hz

Continous Current 630 A

94






Short time withstanding capability

Current (kA) 6 kA sym

Duration (sec) 3 sec

Bracing Capacity 17 kA RMS Asym

Reactance Not less than 4 ohm

Max. Voltage drop *by vendor

Insulation Class 34,5 kFor 3 Stacked reactor,

outdoor type.V

Basic insulation Level BIL 200kV

Temperatur Rise 55˚C

Painting:

Painting Schedule Manufacturer Standard

Color Light gray (Munsell N7.0)/ASA

70

Others

Enclosure For 3 stacked reactor, outdoor

type

Shop Test Item As per Appendix-1 of PGG-

QC-002

Certificate Type Test Report

Analisa kondisi reaktor seri dry-type air-core ini didasarkan pada pengujian yang

digunakan untuk mencari parameter isolasi. Parameter isolasi tersebut dilakukan pada

saat transformator dalam kondisi off-line, sehingga dikategorikan ke dalam preventive

maintenance. Dari pengujian yang dilakukan, data yang akan dianalisis adalah

pengujian:

1. Insulation Resistance (IR) Test.

95






2. Polarization Index (PI) Test.

3. Power Factor Loss (PF) Test.

3.3.1 Insulation Resistance (IR) Test

Pengujian ini dilakukan pada atau diatas tegangan rating untuk menentukan

apakah ada jalur resistansi yang rendah ke ground atau diantara rangkaian sebagai hasil

dari isolasi rangkaian yang buruk. Nilai pengukuran pengujian dipengaruhi oleh variabel

seperti temperatur, kelembaban, tegangan pengujian, dan ukuran dari transformator.

Nilai standar untuk pengujian polarization indeks dari reaktor yaitu:

Reactor Winding

1-2 2-3 1-3

44,2 M 15,5 M 42,5 M

Dari tabel dapat dilihat bahwa nilai resistansi dari fasa 2-3 berada di bawah

standar yaitu 35,0 M.

96






3.3.2 Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion)

Pada Time–Resistance Readings menganalisis kondisi isolator dengan melihat

nilai dari resistansi dari menit pertama sampai menit ke sepuluh. Sistem isolasi yang

baik akan menunjukkan nilai yang meningkat selama periode waktu pada saat tegangan

diterapkan. Disisi lain, sistem isolasi yang terkontaminasi dengan uap air (lembab),

kotoran, dan diperlihatkan dengan nilai isolasi yang rendah dan menurun. Pada isolasi

yang buruk, efek penyerapan disebabkan oleh arus bocor. Pada reaktor seri dry-type air-

core, analisis dari isolator dilakukan sebanyak tiga kali karena reaktor tersebut terdiri

dari reaktor tunggal yang tersusun dari 3 buah reaktor satu fasa vertikal dan

disambungkan dengan jaringan ring bus 3 fasa 34,5 kV. Analisis dilakukan hanya pada

30-PLR-101 karena data preventive maintenace dari 30-PLR-102 tidak ada.

Gambar diatas adalah grafik dari Time–Resistance Readings dari lilitan pertama.

Dapat dilihat bawah rating resistansi terus meningkat dibanding waktu. Hal ini

menunjukkan bahwa keadaan isolasi dari winding 1 masih dalam keadaan baik.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

si (

M

)

Menutes

Time-Resistance Readings

30-PLR-101

Winding 1

97






Gambar diatas adalah grafik dari Time–Resistance Readings dari lilitan kedua.

Dapat dilihat bawah rating resistansi terus meningkat dari sampai menit keenam dan

mulai mengalami penurunan secara terus menerus sampai ke menit ke sembilan

kemudian naik secara drastis di menit ke sepuluh. Hal ini menunjukkan bahwa isolasi

dari winding 2 mengalami deterioration atau kerusakan dan ada arus bocor yang

mengalir di isolator. Hal ini dianalisis karena lokasi dari perusahaan PT Badak sendiri

yang berada di tepi pantai yang membuat kadar garam yang ada di udara dan

kelembaban relatif tinggi.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

ce

(M

)

Menutes


30-PLR-101

Winding 2

98






Gambar diatas adalah grafik dari Time–Resistance Readings dari lilitan kedua.

Dapat dilihat bawah rating resistansi terus meningkat dari sampai menit kedua dan mulai

mengalami penurunan secara terus menerus sampai ke menit ke empat kemudian naik

kembali sampai dengan menit sepuluh. Hal ini menunjukkan bahwa isolasi dari winding

3 mengalami deterioration atau kerusakan dan ada arus bocor yang mengalir di isolator.

Hal ini dianalisis karena lokasi dari perusahaan PT Badak sendiri yang berada di tepi

pantai yang membuat kadar garam yang ada di udara dan kelembaban relatif tinggi.

3.3.3 Polarization Index (PI) Test

Tujuan dari Polarization Index (PI) Test adalah untuk menentukan apakah

peralatan cocok untuk operasi atau bahkan pengujian tegangan lebih. Polarization Index

(PI) Test adalah rasio resistansi pada akhir menit kesepuluh dengan akhir menit pertama

pada tegangan konstan. Analisis dilakukan hanya pada 30-PLR-101 karena data

preventive maintenace dari 30-PLR-102 tidak ada. Nilai standar yang digunakan untuk

analisis polarization index sama dengan transformator yaitu:

0

20

40

60

80

100

120

140

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Re

sist

an

si (

M)

Menutes


30-PLR-101

Winding 3

99






Indeks Polarisasi Kondisi Isolasi

Kurang dari 1 Berbahaya

1,0-1,1 Buruk

1,1-1,25 Dipertanyakan

1,25-2,0 Cukup

Diatas 2 Baik

POLARIZATION INDEX (P. I.) TEST 30-PLR-101

Minutes Winding 1 Winding 2 Winding 3

1 38,1 67,2 99,7

2 45 71,2 105

3 52 73,8 98,7

4 63,2 87,2 98,3

5 72,4 101 110

6 85,6 104 112

7 86,7 92,1 113

8 87,8 87,2 121

9 97,6 84,6 121

10 106 108 122

P.I 2,78 1,61 1,22

Tetapi dari tabel diatas ini dapat dilihat bahwa nilai polarization indeks dari

reaktor 30-PLR-101 pada winding 2 dan winding 3 kurang dari 2.

100






3.3.4 Power Factor (PF) Test

Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui proses penurunan isolasi

yang terjadi, supaya kegagalan dalam operasi dapat dihindarkan. Kegagalan yang terjadi

pada peralatan tegangan tinggi yang sedang dipakai dalam operasi sehari-hari

disebabkan karena isolasinya memburuk (deterioration) atau karena terjadi kegagalan

pada bagian-bagiannya. Nilai standar untuk pengujian power factor dari reaktor tidak

diketahui. Analisis dilakukan hanya pada 30-PLR-101 karena data preventive

maintenace dari 30-PLR-102 tidak ada.

No Serial No. / Test Id Meas. %PF Corr. %PF Cap./ Ind.

1 Winding 1 22,2 22,2 367,5

2

22,53 22,53 367,5

3

22,95 22,95 367,2

4 Rata-rata

22,56

5 Winding 2 29,09 29,09 343,3

6

29,55 29,55 344,1

7

29,61 29,61 344,1

8 Rata-rata

29,42

9 Winding 3 70,82 70,82 356,7

10 71,84 71,84 357,3

11 69,02 69,02 360,2

12 Rata-rata 70,56

Tetapi dari grafik dibawah ini dapat dilihat bahwa nilai power factor (PF) dari

reaktor 30-PLR-101 pada winding 3 jauh lebih besar dibandingkan dengan winding 2

dan winding 3.

3.4 Analisis

Berikut ini adalah tabel dari seluruh pengujian yang dilakukan pada

transformator tiga belitan (Three winding Transformer).

101






Equipment IR Test Time-

Resistance PI Test PF Test

Oil

Dielectric

Breakdown

30-PT-101 X

30-PT-102 X X

30-PT-103 X

30-PT-104 X

30-PT-201 X X

30-PT-202 X X

30-PT-203 X

30-PT-204 X X X

Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa dari pengujian IR semua transformator

three winding sudah tidak memenuhi nilai standar. Analisis time reading dapat dilihat

bahwa 30-PT-102, 30-PT-202, dan 30-PT-203 memiliki nilai resistansi yang tidak selalu

meningkat dibandingkan waktu. Berdasarkan pengujian PF semua transformator dalam

keadaan cukup baik karena nilainya masih berada pada nilai dibawah nilai minimum.

Sedangkan berdasarkan oil dielectric breakdown test transformator 30-PT-201 dan 30-

PT-204 nilai tegangan tembusnya kurang dari nilai minimum yang telah ditetapkan. Dari

semua pengujian diatas, klasifikasi transformator dibagi menjadi tiga, yaitu: baik, perlu

mendapatkan perhatian, dan buruk. Transformator yang diklasifikasikan baik adalah

transformator 30-PT-101, 30-PT-104. Sedangkan transformator yang perlu mendapat

perhatian adalah 30-PT-102 dan 30-PT-202. Transformatur yang dalam keadaan buruk

adalah 30-PT-103, 30-PT-201, 30-PT-203, dan 30-PT-204.

102






Equipment IR Test Time-Resistance PI Test PF Test

30-PLR-101 X X X X

30-PLR-102 Tidak ada

data Tidak ada data

Tidak ada

data Tidak ada data

Dengan melihat kondisi reaktor maka dapat dilihat bahwa pada reaktor seri 30-

PLR-101 dalam kondisi out of standard sehingga dari pembacaan semua pengujian dari

30-PLR-101 diindikasikan terdapat kerusakan pada winding 2 dan winding 3. 30-PLR

102 tidak ditemukan data.

Dari kedua ringkasan diatas, kondisi transformator dan reaktor dapat diambil

kesimpulan bahwa kondisi kedua peralatan tersebut dalam kondisi low performance.

3.4 Upaya

Upaya yang harus dilakukan terhadap hasil analisis yang telah dilakukan

terhadap transformator dan reaktor agar kondisi ring bus dapat menjadi baik adalah:

3.4.1 Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV

Pengujian IR transformator pada semua transformator sudah tidak memenuhi

nilai standar. Pada pengujian tersebut dapat dilihat nilai IR yang rendah yang dapat

mengindikasikan arus bocor yang tinggi. Kebocoran arus yang tinggi dapat disebabkan

karena kerusakan isolasi dan adanya kontaminan yang dapat berupa uap air dan karbon.

Jika nilai dari IR yang kecil maka arus bocor pada isolasi sangat besar. Sehingga, jika

nilai IR dibawah standar yang digunakan maka maka pada transformator perlu diadakan

oil purification dan investigasi lebih lanjut.

Analisis time reading dapat dilihat bahwa 30-PT-102, 30-PT-202, dan 30-PT-

203 memiliki nilai resistansi yang tidak selalu meningkat dibandingkan waktu. Hal

tersebut mengindikasikan adanya arus bocor yang ada dalam isolasi. Hasil dari analisis

103






ini tidak dapat digunakan sebagai dasar perbaikan transformator. Tetapi hanya

digunakan sebagai isyarat bahwa isolasi berada dalam keadaan buruk sehingga perlu

mendapatkan perhatian yang lebih.

Sedangkan berdasarkan pengujian PF semua transformator dalam keadaan cukup

baik karena nilainya masih berada pada nilai dibawah nilai minimum. Sehingga dapat

diambil kesimpulan bahwa isolator masih memiliki rugi-rugi dielektrik yang rendah.

Berdasarkan pengujian oil dielectric breakdown test diketahui bahwa

transformator 30-PT-201 dan 30-PT-204 dibawah nilai standar. Kondisi minyak yang

buruk dapat mempengaruhi isolasi pada transformator, untuk itu diperlukan treatment

untuk meningkatkan kondisi minyak transformator dan menghilangkan kontaminan dan

gas-gas yang terlarut dalam minyak. Salah satu upaya yang dilakukan adalah oil

purification pada kedua transformator tersebut.

3.4.2 Reaktor Seri Dry-type air-core

Kondisi isolasi berada pada kondisi yang tidak memenuhi standar untuk

pelayanan, investigasi secepatnya harus dilakukan untuk mengetahui kondisi degradasi.

Karena tidak diketahui data pada di 30-PLR-102 sehingga diperlukan kegiatan

pemeliharaan di 30-PLR 102

104






B A B IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Kondisi transformator tiga belitan (Three winding Transformer) dan reaktor seri

tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-phase Dry-type Air-core Series Reactor)

berpengaruh terhadap kondisi ring bus 34,5 kV.

2. Kondisi transformator tiga belitan (Three winding Transformer) berada pada

kondisi out of standard.

3. Kondisi dari reaktor seri tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-phase Dry-type

Air-core Series Reactor) adalah out of standard sehingga perlu diadakannya

investigasi lebih lanjut.

4.2 Saran

1. Karena transformator dan reaktor berpengaruh terhadap ring bus maka setiap kali

ada Preventive Maintenance, data yang diperoleh agar dianalisis dan datanya

dikumpulkan.

2. Perlu adanya oil purification dan investigasi untuk semua transformator dan oil

purification untuk transformator 30-PT-201 dan 30-PT-204.

3. Perlu adanya investigasi terhadap kondis reaktor sery dry-tipe air-core

pemeliharaan pada 30-PLR-102.

Laporan PKL PT Badak NGL

Engineering

Transcript of Laporan PKL PT Badak NGL