Dissolved Gas Analysis (DGA) [PDF]

Citation preview

TUGAS 2 TEKNIK DIAGNOSIS PERALATAN TEGANGAN TINGGI



NAMA



: MUKHTAR HADI



NIM



: 23221093



Salah satu metode untuk mengetahui ada tidaknya ketidaknormalan pada transformator adalah dengan mengetahui dampak dari ketidaknormalan transformator itu sendiri. Pada saat terjadi ketidaknormalan pada transformator, minyak isolasi sebagai rantai hidrokarbon akan terurai akibat besarnya energi ketidaknormalan dan akan membentuk gas-gas hidrokarbon yang larut dalam minyak isolasi itu sendiri. Untuk mengetahui dampak ketidaknormalan pada transformator digunakan metode Dissolved Gas Analysis (DGA), DGA dianggap di seluruh dunia sebagai teknik yang paling penting untuk mengevaluasi keadaan kesehatan transformator daya yang dipenuhi minyak. DGA pada dasarnya proses untuk



menghitung



kadar/nilai



dari



gasgas



hidrokarbon



yang



terbentuk



akibat



ketidaknormalan. Dari kadar/nilai gas-gas dapat diprediksi dampak ketidaknormalan yang ada di transformator, apakah overheat, arcing atau corona. Gas yang dideteksi dari hasil pengujian DGA adalah hidrogen (H2), Metana (CH4), Karbon Monoksida (CO), Karbon Dioksida (CO2), Etilen (C2H4), Etana (C2H6), Asetilen (C2H2) 1. Dissolved Gas Analysis ( DGA ) DGA adalah teknik yang andal untuk mendeteksi keberadaan kondisi gangguan yang baru terjadi pada transformator terendam minyak. DGA adalah proses untuk menghitung nilai dari gas hidrokarbon yang terbentuk akibat ketidaknormalan. Gas yang berada dalam transformator dapat berfungsi sebagai penanda untuk berbagai jenis gangguan. Dari komposisi nilai gas dapat diprediksi dampak ketidaknormalan yang ada di transformator, apakah terjadi overheat, arcing atau corona. Gas yang dideteksi dari hasil pengujian DGA adalah H2, CH4, CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H2. 2. Evaluasi Hasil Pengujian DGA Salah satu metode untuk memantau kerusakan bahan isolasi transformator dengan menggunakan volume total gas mudah terbakar yang dihasilkan. Volume total gas yang terbentuk merupakan indikator besarnya gangguan yang sudah terjadi. Sulit untuk menentukan kondisi transformator jika tidak memiliki riwayat gas terlarut sebelumnya. Metode ini berguna untuk transformator yang terisi penuh dengan minyak (tipe



konservator) dengan kondisi yang menghasilkan gas gangguan dalam jumlah kecil. Kondisi ini memerlukan pemantauan berkelanjutan tetapi belum mengembangkan karakter yang berbeda seperti metode lain untuk menentukan jenis gangguan yang terjadi pada transformator. Berikut adalah beberapa metode Evaluasi Hasil Pengujian DGA a) Metode Key Gas b) Metode Doernenburg c) Metode Rogers d) Metode Duval Triangle e) Metode Rasio Basic Gas f) Metode Rasio CO2/CO Metode ini memiliki pendekatan pendekatan yang masing masing berbeda dalam menentukan hasil Evaluasi pengujian DGA. Berikut gambaran sekilan mengenai beberapa metode diatas :



a) Metode Key Gas Apabila nilai salah satu gas ada yang memasuki kondisi yang sudah ditentukan pada level kedua, maka lakukan pengujian ulang untuk mengetahui peningkatan pembentukan gas. Berdasarkan hasil pengujian dapat dilakukan investigasi kemungkinan terjadi kelainan dengan metode key gas. Teknik berbasis konsentrasi gas utama adalah metode key gas . Gangguan yang terjadi pada transformator ditandai dengan adanya komposisi jumlah gas secara individu yang menonjol. Terdapat 4 jenis ganggua dalam metode key gas yang digunakan dalam mendiagnosis gangguan yang terjadi yaitu : Thermal oil, Thermal Celullosa , Electrical – Partial Discharge, Electrical -Arching:



b) Metode Doernenburg Metode Doernenburg menyarankan keberadaan tiga jenis gangguan umum, metode ini menggunakan konsentrasi gas dari rasio 1, 2, 3, dan 4 dihitung Deskripsi langkah-langkah metode Doernenburg yang ditunjukkan sebagai berikut : Langkah 1: Konsentrasi gas diperoleh dengan mengekstraksi gas dan memisahkannya dengan kromatografi.



Langkah 2: Jika setidaknya satu dari konsentrasi gas [dalam mikroliter/liter (ppm)] untuk H2, CH4, C2H2, dan C2H4 melebihi dua kali nilai untuk batas L1 dan salah satu dari dua gas lainnya melebihi nilai untuk batas L1, unit dianggap rmengalami gangguan; lanjutkan ke Langkah 3 untuk menentukan validitas prosedur rasio. Langkah 3: Menentukan validitas prosedur rasio, jika setidaknya satu gas di setiap rasio R1, R2, R3, atau R4 melebihi batas L1, prosedur rasio valid; jika tidak, rasionya tidak signifikan, dan unit tersebut harus ambil sampel ulang dan diselidiki dengan prosedur alternatif. Langkah 4: Dengan asumsi bahwa analisis rasio valid, masing-masing rasio berturut-turut dibandingkan dengan nilai-nilai yang diperoleh dari Tabel 2.5 dalam urutan R1, R2, R3, dan R4. Langkah 5:



Jika semua rasio berikutnya untuk jenis gangguan tertentu termasuk dalam



nilai yang sudah ditentukan , diagnosis yang disarankan valid. c) Metode Rogers Metode rasio Rogers mengikuti prosedur umum yang sama dengan metode Doernenburg, kecuali hanya tiga rasio (R1, R2, dan R5) yang digunakan. Metode ini didasarkan pada prinsip degradasi termal yang dijelaskan dalam mekanisme terbentuknya gas dalam minyak. Validitas metode ini didasarkan pada korelasi hasil investigasi kegagalan yang jauh lebih besar dengan analisis gas untuk setiap kasus. Tetapi, seperti halnya dengan metode Doernenburg, rasio Rogers dapat memberikan rasio yang tidak sesuai dengan kode diagnostik;



d) Metode Duval Triangle Metode rasio rogers dan key gas cukup mudah untuk dilakukan, namun kelemahan utamanya adalah metode tersebut hanya dapat mendeteksi kasus-kasus kegagalan yang sesuai dengan Tabel rasio rogers dan key gas. Jika muncul konsentrasi gas di luar Tabel tersebut, maka metode ini tidak dapat mendeteksi jenis gangguan yang ada. Hal ini terjadi karena metode rasio rogers dan key gas merupakan sebuah sistem yang terbuka (open system). Metode segitiga duval seperti Gambar dibawah dari standar IEC 60599 digunakan untuk membantu metode- metode analisis lain. Metode ini merupakan sistem yang tertutup (closed system) sehingga mengurangi persentasi kasus di luar kriteria ataupun analisis yang salah. Metode segitiga duval dibuat



oleh Michel Duval pada tahun 1974. Kondisi khusus yang diperhatikan adalah konsentrasi C2H4, C2H4



dan C2H2. Konsentrasi total ketiga gas ini adalah 100%, perubahan



komposisi dari ketiga jenis gas tersebut menunjukkan kondisi fenomena gangguan yang mungkin terjadi pada unit yang diujikan Titik pertemuan dari garis yang merupakan persentase ketiga gas (C2H2, C2H4 dan CH4) akan berada pada salah satu area seperti pada



Gambar



dibawah ini, dimana area tersebut merepresentasikan kemungkinan



gangguan yang terjadi.



e) Metode Rasio Basic Gas Dalam mendiagnosis jenis gangguan transformator, metode ini dianggap sebagai salah satu metode yang efektif. Ada enam jenis karakteristik seperti yang direkomendasikan dalam Tabel 2.8 dan berdasarkan pada penggunaan tiga rasio gas dasar: (C2H2/C2H4; CH4/H2; dan C2H4/C2H6). Tabel 2.8 menunjukkan hubungan antara tiga rasio dan jenis gangguan pada transformator daya sesuai dengan standar IEC. Rasio gas dasar sebenarnya hampir mirip dengan metode rasio Rogers, karena menggunakan tiga rasio gas dasar yang sama. Hanya batas nilai rasio gas yang membedakan dalam menentukan jenis gangguan f) Metode Rasio CO2/CO Seuai standar IEC 60599-2015 bahwa pembentukan CO2 dan CO dari isolasi kertas yang diresapi minyak dapat meningkat dengan cepat seiring naiknya suhu. Nilai CO yang tinggi (misalnya 1000 ppm) dan rasio CO2/CO kurang dari 3 umumnya dianggap sebagai indikasi kemungkinan adanya keterlibatan kertas dalam suatu gangguan, kemungkinan karena karbonisasi. Namun, dalam beberapa transformator yang baru dengan sistem pernapasan tertutup atau terbuka (pernapasan bebas) yang beroperasi pada beban konstan, CO dapat terakumulasi



dalam minyak. Hal ini dapat mengarah ke rasio CO2/CO10 000 ppm) dan rasio CO2/CO yang tinggi (>10) dapat



menunjukkan kertas yang terlalu panas (