Laporan KP Rey Fix 1 [PDF]

Citation preview

PEMELIHARAAN DAN MAIN TRANSFORMERS (MTR) DI PT. PLN (PERSERO) ULPL TA MUSI



LAPORAN KERJA PRAKTEK



REYNALDI SASTRA WIRANDA G1D017056



PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BENGKULU 2021 i



HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN KERJA PRAKTEK



PEMELIHARAAN MAIN TRANSFORMERS (MTR) DI PT. PLN (PERSERO) ULPL TA MUSI



Oleh : Reynaldi Sastra Wiranda G1D017056



Menyetujui, Dosen Pembimbing KP



Novalio Daratha, S.T., M.Sc., P.hd NIP. 197911132003121002 Mengesahkan, Koordinator Program Studi Teknik Elektro



Ika Novia Anggraini, ST., M.Eng NIP. 198111072006042021



ii



KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek di PT. PLN (Persero) ULPL TA Musi. Kerja praktek ini sangat memberikan manfaat yang besar khususnya bagi mahasiswa, sehingga dapat memperoleh pengetahuan lebih di lapangan dibandingan saat di bangku kuliah. Hal tersebut terlihat saat disiplin ilmu yang telah diperoleh dan diterapkan di lapangan. Didalam pelaksanaan kegiatan kerja praktek dan penyusunan laporan ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa kesempatan, bimbingan dan petunjuk-petunjuk yang diperlukan dalam usaha penyelesaian laporan kerja praktek ini. Sehubungan dengan itu pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT atas nikmat yang luar biasa yang telah diberikan kepada saya, sehingga dapat menyelesaikan kerja praktek ini dalam keadaan yang sehat dan tanpa kekurangan apapun. 2. Orang tua, Bapak Hendri Iskandar (Alm) dan Ibu Imrawati serta saudarasaudara saya tercinta yang telah memberikan support yang besar dan kepercayaan sepenuhnya untuk melaksanakan Kerja Praktek ini. 3. Ika Novia Anggraini,ST.,M.Eng selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Bengkulu 4. Bapak Novalio Daratha, S.T.,M.Sc., P.hd selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek. 5. Bapak/Ibu Dosen dan staf pengajar dan tata usaha Program Studi Teknik Elektro Universitas Bengkulu. 6. Bapak Eko Noviarman Roes selaku Kepala K3 dan Kordinator Kerja Praktek kami selama di Unit Layanan Pembangkit Listrik Tenaga Air (ULPL TA) Musi. 7. Bapak Rika Alfian Raharja selaku Supervisor Pemeliharan di Unit Layanan Pembangkit Listrik Tenaga Air (ULPL TA) MUSI iii



8. Bapak Yodin Juhari, selaku Pembimbing Kerja praktek di Unit Layanan Pembangkit Listrik Tenaga Air (ULPL TA) MUSI. 9. Bapak M Primanurjani, yang telah membantu kami dalam memahami cara kerja sistem pembangkitan di ULPL TA Musi secara umum. 10. Ariyo Mandala Putra, selaku teman berjuang pada saat Kerja Praktek di Unit Layanan Pembangkit Listrik Tenaga Air (ULPL TA) MUSI. 11. Teman – teman angkatan 2017 (ALIENS) yang telah memberikan dukungannya serta memberikan doa selama penulis mengikuti Kerja Praktek. 12. Seluruh pihak yang teleh membantu kami hingga terlaksananya Kerja Praktek di PT. PLN (Persero) ULPL TA Musi. Akhir kata tak ada gading yang tak retak, karena keterbatasan waktu dan kemampuan, penyusun menyadari bahwa dalam pembuatan Laporan ini masih terdapat banyak kekurangan maupun kesalahan. Untuk itu penyususn membuka diri atas segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempuranaan laporan ini. Semoga Laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.



Bengkulu,



Februari 2021



Penulis



Reynaldi Sastra Wiranda NPM. G1D017056



iv



ABSTRAK Transformator adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Transformator step-up ini sangat penting peranannya dalam penyaluran tenaga listrik. Untuk itu transformator step-up ini memerlukan perhatian yang khusus agar transformator selalu bekerja dengan baik dan sesuai dengan karakteristik kinerjanya. Untuk menjaga agar kinerja transformator utama tetap andal, diperlukan adanya sebuah pemeliharaan rutin. Pemeliharaan rutin ini dapat mendeteksi kerusakan atau kegagalan yang akan terjadi pada transformator secara dini, sehingga dapat dilakukan pencegahan kerusakan transformator tersebut secara dini. Pemeliharaan preventif ini dapat dilakukan selama transformator beroperasi maupun saat transformator sedang dilakukan overhaul. Preventive Maintenance adalah setiap kegiatan yang dilakukan untuk menjaga setiap alat/komponen berjalan sesuai dengan kondisi yang diharapkan, melalui pemeriksaan, deteksi dan pencegahan kerusakan total yang tiba-tiba. Kata Kunci : Pemeliharaan, Pemeriksaan, Transformator.



v



DAFTAR ISI Halaman Judul.......................................................................................................i Halaman Pengesahan.............................................................................................ii Kata Pengantar.......................................................................................................iii ABSTRAK............................................................................................................v Daftar Isi................................................................................................................vi Daftar Tabel……………………………………………………………………..viii Daftar Gambar.......................................................................................................ix Lampiran................................................................................................................x BAB I. PENDAHULUAN......................................................................................1 1.1 Latar Belakang.......................................................................................1 1.2 Tujuan ...................................................................................................2 1.3 Batasan Masalah....................................................................................2 1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ...........................................................2 BAB II. GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN................................................3 2.1 Sejarah Singkat dan Struktur Organisasi PLTA Musi...........................3 2.1.1 Sejarah Singkat PLTA Musi.......................................................3 2.1.2 Struktur Organisasi Lembaga......................................................4 2.2 Visi dan Misi Perusahaan.......................................................................5 2.3 Unit Kerja KP.........................................................................................5 2.3.1 Intake Dam...................................................................................5 2.3.2 Surge Tank...................................................................................6 2.3.3 Penstock.......................................................................................6 2.3.4 Power House................................................................................7 2.3.5 Tailrace Tunnel............................................................................7 2.4 Lokasi dan Tata Letak Lembaga............................................................8 BAB III. TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................9 3.1 Pengertian Transformator.......................................................................9 3.2 Prinsip Kerja Trafo...............................................................................10 3.3 Jenis-jenis Trafo..................................................................................10 3.4 Bagian-bagian Transformator..............................................................11 3.4.1 Inti Besi......................................................................................11 vi



3.4.2 Kumparan transformator  .........................................................12 3.4.3 Bushing .....................................................................................12 3.4.4 Pendingin...................................................................................13 3.4.5 Tangki Konservator...................................................................13 3.4.6 Minyak Transformator...............................................................14 3.4.7 Tap Changer...............................................................................16 3.4.8 NGR (Neutral Grounding Resistance).......................................17 3.4.9 Alat pernapasan (Dehydrating Breather)………………………...17 3.5 Indikator-indikator...............................................................................18 3.5.1 Thermometer / Temperature Gauge...........................................18 3.5.2 Permukaan Minyak / Level Gauge.............................................18 3.6 Proteksi Internal..................................................................................19 3.6.1 Relai Bucholz..............................................................................19 3.6.2 Jansen Membran.........................................................................20 3.6.3 Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)............................20 3.6.4 Relai pengaman tangki...............................................................20 BAB IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN.......................................................21 4.1 Main Transformer (MTR)....................................................................21 4.2 Pengertian Dan Tujuan Pemeliharaan..................................................22 4.3 Jenis-jenis Pemeliharaan......................................................................23 4.4 Pemeliharaan Main Transformers PLTA Musi....................................25 4.4.1 Pemeliharaan Main Transformer Power Panel..........................25 4.4.2 Pemeliharaan Transformer 84.5 MVA (Visual Check)..............25 4.4.3 MO (Major Overhaul) Main Transformers Protection Relay....26 4.4.4 Pengukuran Tahanan Isolasi pada Main Transformers..............27 BAB V. PENUTUP.............................................................................................. 5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 5.2 Saran.................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... LAMPIRAN.........................................................................................................



vii



DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Spesifikasi Main Transformers PLTA Musi....................................................21 4.2 Tegangan Supply pada Main Transformer.......................................................25 4.3 Data Hasil Pengukuran Relay Diferensial........................................................26 4.4 Data Hasil Pengukuran Earth Fault Relay.......................................................27 4.5 Hasil pengukuran nilai tahanan resistor dan tahanan isolasi............................27



viii



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Access Road PLTA Musi................................................................................3 2.2 Struktur Organisai Lembaga............................................................................4 2.3 Aliran sungai Musi (kiri) dan Pintu masuk air menuju headrace tunnel (kanan) ...............................................................................................................................5 2.4 Surge tank........................................................................................................6 2.5 Power house (kiri) dan ilustrasi power house(kanan)......................................7 2.6 Tailrace outlet (kiri) dan regulating dam (kanan)............................................7 2.7 Lokasi dan Tata Letak Lembaga......................................................................8 3.1 Arus Bolak-Balik Mengelilingi inti.................................................................9 3.2 Prinsip Kerja Transformator..........................................................................10 3.3 Inti Besi..........................................................................................................11 3.4 Kumparan RST Trafo....................................................................................12 3.5 Bushing MTR PLTA Musi.............................................................................12 3.6 Oil Cooler MTR PLTA Musi.........................................................................13 3.7 Tangki Konservator Merk Pauwels...............................................................14 3.8 On Load Tap Changer (OLTC).....................................................................16 3.9 NGR (Neutral Grounding Resistance)...........................................................17 3.10 Alat Pernapasan MTR PLTA Musi.............................................................18 3.11 Relay Bucholz Pada MTR PLTA Musi........................................................19 4.1 Main Transformers PLTA Musi....................................................................21 4.2 Spesifikasi Main Transformers PLTA Musi.................................................22 4.3 Panel Relay Differensial................................................................................27



ix



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang PT. PLN (Persero) ULPL Musi merupakan Pembangkit Sumatera Bagian Selatan (UIKSBS) tepatnya di Unit Layanan Pembangkitan Listrik Tenaga Air (UL PLTA). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Musi memiliki 3 unit generator dimana setiap generator dapat menghasilkan daya listrik sebesar 70 MW total daya yang dapat dibangkitkan oleh ketiga unit generator tersebut sebesar 210 MW. Tipe pembangkit listrik pada PLTA Musi sendiri merupakan tipe pembangkit Run Of River. Dimana aliran sungai Musi di belokan dan masuk ke Intake Dam, air yang tertampung pada Intake Dam memiliki energi potensial air. Air merupakan salah satu energi terbarukan yang ramah lingkungan. Energi potensial air akan berubah menjadi energi kinetik ketika mencapai penstock, hal tersebut dapat terjadi dikarenakan adanya perbedaan ketinggian. Energi kinetik berubah menjadi energi mekanik pada saat air mengalir melewati turbin, sehingga turbin berputar dan menggerakan rotor pada generator sehinga menjadi energi listrik. Pada generator terdapat induksi elektromagnetik, induksi elektromagnetik merupakan proses ketika konduktor yang diletakkan di suatu medan magnet yang bergerak/berubah (atau konduktornya yang digerakkan melewati medan magnet yang diam) menyebabkan terproduksinya voltase disepanjang konduktor. Proses induksi elektromagnetik ini menghasilkan arus listrik. Dalam pelaksanaan kerja praktek pihak perusahaan memberikan pelayanan yang cukup baik. Pihak perusahaan memberikan ruang untuk ikut terjun langsung secara leluasa dengan dibimbing oleh pembimbing lapangan dari perusahaan tersebut. Mahasiswa diberikan pengarahan yang sesuai prosedur, mahasiswa juga diperbolehkan bertanya dan membantu pembimbing lapangan dalam jam kerja. Selain itu pembimbing lapangan memberikan materi apa yang ada dilapangan dan mengajari mahasiswa bagaimana cara terjun di dunia kerja nanti, pembimbing lapangan juga membantu dalam proses pemilihan topik untuk laporan mahasiswa kerja praktek.



1



Adapun manfaat dari kerja praktek bagi mahasiswa di PT. PLN (Persero) ULPL TA Musi yaitu memperluas pengetahuan dan keterampilan, mampu mengimplementasikan ilmu secara langsung di lapangan, dan mendapatkan pengalaman dunia kerja, mendapatkan relasi dari perusahaan tersebut, dan mengembangkan diri dan inteklektualitas, mempunyai nilai lebih setelah melaksanakan kerja praktek, serta membina hubungan baik antara kampus dengan perusahaan penyedia kesempatan magang. 1.2. Tujuan Adapun tujuan dari penulisan laporan kerja praktek di PT. PLN (Persero) ULPL TA Musi adalah : 1. Mengetahui Pemeliharaan Main Transfomers. 2. Mengetahui Pengukuran Tahanan Isolasi dari Main Transformers. 3. Mengetahui kondisi Main Transfomer dalam keadaan baik atau tidak. 4. Mengetahui cara perawatan Main Transformers. 1.3 Batasan Masalah Agar laporan kerja praktek ini lebih terarah tanpa mengurangi maksud dan tujuannya, maka pembahasan dibatasi hanya pada masalah : 1. Pembahasan sebatas Pemeliharaan Main Transformers. 2. Pembahasan sebatas Pengukuran Tahanan Isolasi Main Transformers. 3. Pembahasan sebatas perawatan dan pemeliharaan Main Transformers. 1.4 Waktu Dan Tempat Pelaksanaan Tempat dan waktu dilaksanakannya kerja praktek yaitu : Tempat : PT. PLN (Persero) ULPL TA Musi Waktu : 11 Januari – 19 Februari 2021



2



BAB II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN 2.1 Sejarah Singkat dan Struktur Organisasi PLTA Musi 2.1.1 Sejarah Singkat PLTA Musi Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Musi merupakan pembangkit listrik dengan tipe Run of River. PLTA Musi memanfaatkan aliran air sungai Musi sebagai media penggerak turbin yang dialirkan menuju power house. Power house terletak di bawah tanah dengan kedalaman mencapai ±400 meter, yang dapat di akses melalui terowongan sepanjang ±1300 meter. Daya terpasang sebesar 3 x 70 MW (210 MW), mampu membangkitkan energi listrik sebesar 1,140 GWh/tahun dan merupakan PLTA besar pertama yang dibangun di provinsi Bengkulu. Daya listrik yang dibangkitkan PLTA Musi memenuhi dan mensuplai kebutuhan listrik hampir seluruh wilayah Sumatra melalui interkoneksi jaringan transmisi 150 kv/275 kv untuk wilayah bagian selatan maupun utara. Rekomendasi pembangunan berdasarkan hasil studi pendahuluan tentang pembangunan sumber-sumber tenaga air suatu daerah pada tahun 1965, sehingga pekerjaan lebih lanjut terhadap rencana pembangunannya dan studi hidro potensial pada tahun 1981-1983. Implementasi pelaksanaan pembangunan dikoordinasi oleh PT PLN (Persero) Pikitring Sumbangsel, Babel, Sumbar dan Riau dan perkembangannya di awali langsung oleh PT PLN (Persero) proyek PLTA Musi yang berkedudukan di Desa Ujan Mas Atas, Kecamatan Ujan Mas Kabupaten Kepahiang Provinsi Bengkulu. Gambar di bawah merupakan access road yang menunjukkan jalan nya air dari intake dam sampai regulating dam. Berikut gambaran umum seputar PLTA Musi:



3



Gambar 2.1 Access Road PLTA Musi



2.1.2 Struktur Organisasi Lembaga



. Gambar 2.2 Struktur Organisai Lembaga



4



2.2 Visi dan Misi Perusahaan 1. Visi : Menjadi Perusahaan Listrik Terkemuka se-Asia Tenggara dan #1 Pilihan Pelanggan untuk Solusi Energi. 2. Misi : a) Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggota perusahaan dan pemegang saham. b) Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupanmasyarakat. c) Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi. d) Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan. 2.3 Unit Kerja KP 2.3.1 Intake Dam Intake dam merupakan sebuah struktur bangunan yang digunakan untuk melepaskan air secara teratur untuk suplai air untuk menggerakan runner pada turbin, pada intake dam terdapat energi potensial air, air tersebut mengalir menuju penstock kemudian berubah menjadi enegi kinetik (gerak) air. Aliran air yang masuk ke intake dam memiliki beberapa tahap penyaringan sampah dan tanaman air. Penyaringan tersebut bertujuan agar air yang masuk pada turbin bebas dari sampah. Dalam beberapa kasus sampah plastik berukuran kecil sering kali lolos dan ikut masuk kedalam penstock bersama air.



5



Gambar 2.3 Aliran sungai Musi (kiri) dan Pintu masuk air menuju headrace tunnel (kanan)



2.3.2 Surge Tank Surge Tank pada pembangkit listrik tenaga air (PLTA) Musi terletak diantara headrace tunnel dan penstock. Letak surge tank dapat di lihat pada gambar 2.4, Dimensi surge tank dirancang berdasarkan massa air Osilasi menghasilkan tekanan hidrodinamika minimum, sehingga dapat menentukan bentuk, jenis, dan konfigurasi tangki. Pembuatan surge tank bertujuan untuk menghilangkan atau mengurangi tambahan tekanan penstock akibat penutupan turbin secara tiba-tiba sehingga menimbulkan tekanan balik pada penstock. Gelombang yang timbul dapat keluar ke dalam surge tank dan tidak mengakibatkan tambahan tekanan pada penstock.



Gambar 2.4 Surge tank.



2.3.3 Penstock Pipa pesat (penstock) merupakan sebuah pipa yang memiliki aliran tertutup. Aliran fluida yang ada di dalam saluran pipa tertutup, baik itu jenis laminer maupun turbulen, pasti mengalami kerugian head (head losses) yang akan mempengaruhi dari daya yang dihasilkan pada setiap unit pembangkit. Penstock



6



pada PLTA Musi memiliki Panjang ± 528 meter dan memiliki ketinggian ± 396,4 meter, sehingga didapatkan tekanan air pada penstock ± 40 bar. 2.3.4 Power House Power house berisi komponen pembangkit yang tersusun secara sistematis diantaranya turbin yang digabungkan ke generator (dapat dilihat pada gambar). Aliran air yang mengalir menabrak runner kemudian menggerakan turbin sehingga turbin bergerak. Putaran pada rotor yang di coupling (dipasangkan) dengan generator menghasilkan torsi dan putaran poros turbin. Torsi rotasi ini ditransfer ke generator dan diubah menjadi listrik. Power house sendiri merupkan rumah pembangkit, pada PLTA Musi terdapat 3 unit pembangkit yang mana setiap unit pembangkit dapat menghasilkan daya sebesar 70 MW. Gambar 2.5 Power house (kiri) dan ilustrasi power house (kanan).



2.3.5 Tailrace Tunnel Tailrace tunnel merupakan pipa keluaran air, pada PLTA Musi sendiri tailrace tunnel memiliki Panjang ± 4030 meter. Gambar 2.6 Tailrace outlet (kiri) dan regulating dam (kanan).



7



2.4 Lokasi dan Tata Letak Lembaga Unit Pelaksana Pengendalian Pembangkitan (UPDK) Bengkulu beralamat di Jl. Raya Bengkulu-Curup KM 72, Kel. Ujan Mas Atas, Kec. Ujan Mas, Kab. Kepahiang. Kode Pos 39370 [1].



Gambar 2.7 Lokasi dan Tata Letak Lembaga.



8



BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 Pengertian Transformator Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. (Zuhal dan Zanggischan, 2004: 631). Transformator adalah suatu peralatan listrik elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari satu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya, dengan frekuensi yang sama dan perbandingan transformasi tertentu melalui suatu gandengan magnet dan bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetis (Wijaya, 2000: 59). Trafo atau transformator adalah alat yang dibuat dari gulungan kawat yang fungsinya memindahkan tenaga dari bagian input yaitu gulungan primer ke bagian outputnya yaitu gulungan sekundernya. (Wahyudi, 2018: 74). Trafo adalah perangkat yang mengubah daya listrik AC pada satu level tegangan menjadi AC tenaga listrik pada level tegangan lain melalui aksi medan magnet. Terdiri dari dua atau lebih gulungan kawat yang melilit pada inti besi. (Chapman, 2005: 65). Dari pengertian-pengertian transformator diatas, dapat disimpulkan bahwa transformator merupakan suatu tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebalikya. Dengan kata lain transformator berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik.



Gambar 3.1 Arus Bolak-Balik Mengelilingi inti



9



3.2 Prinsip Kerja Trafo Trafo menggunakan prinsip elektromagnetik yaitu hukum hokum ampere dan induksi faraday, dimana perubahan arus atau medan listrik dapat membangkitkan medan magnet dan perubahan medan magnet / fluks medan magnet dapat membangkitkan tegangan induksi. Arus AC yang mengalir pada belitan primer membangkitkan flux magnet yang mengalir melalui inti besi yang terdapat diantara dua belitan, flux magnet tersebut menginduksi belitan sekunder sehingga pada ujung belitan sekunder akan terdapat beda potensial /tegangan induksi. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan (sumber), maka akan mengalir arus bolak balik I1 pada kumparan tersebut. Oleh karena kumparan mempunyai inti arus, I1 menimbulkan fluks magnit yang juga berubah-ubah pada intinya. Akibat adanya fluks magnit yang berubah-ubah, pada kumparan primer timbul GGL induksi ep.



Gambar 3.2 Prinsip Kerja Transformator



3.3 Jenis-Jenis Trafo 1. Berdasarkan Level Tegangan (Puntoko, 2008) a. Trafo Tegangan Tinggi (Trafo 500/150kV, 150/70kV) b. Trafo Tegangan Menengah (Trafo 150/30kV, 150/20kV) c. Trafo Tegangan Rendah (Trafo 20kV/380V, 6kV/380V) 2. Berdasarkan fungsi/pemakaian (Puntoko, 2008) a. Trafo Pembangkitan. Trafo step up yang membangkitkan tegangan dari generator ke Gardu Induk untuk ditransmisikan ke pemakaian. b. Trafo Gardu Induk. Trafo step down untuk pemakaian pabrik/industri.



10



c. Trafo Distribusi. Trafo step down untuk pemakaian perumahan dan infrastruktur. Ada beberapa jenis trafo yang dikenal dan digunakan secara luas di masyarakat, diantaranya adalah : 1. Trafo Daya Trafo daya dalah trafo yang biasa digunakan di GI baik itu GI baik itu GI Pembangkit dan GI Distribusi dimana trafo tersebut memiliki kapasitas daya yang besar. 2. Trafo Distribusi Trafo distribusi adalah trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan menengah (11,6/20kV) menjadi tegangan rendah (220/380V). Trafo ini tersebar luas di lingkungan masyarakat dan mudah mengena linya karena biasa dicantol di tiang. 3. Trafo Tegangan (Potensial Trafo) Trafo tegangan dalah trafo yang digunakan untuk mengambil input data masukan berupa besaran tegangan dengan cara perbandingan belitan pada belitan primer atau sekunder. 4. Trafo Arus (Current Trafo) Trafo Arus adalah trafo yang digunakan untuk mengambil input data masukan berupa besaran arus dengan cara perbandingan belitan pada belitan primer atau sekunder [2]. 3.4 Bagian-bagian Transformator 3.4.1 Inti Besi Inti besi dingunakan sebagai media mengalirnya fluks yang timbul akibat induksi arus bolak-balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lempengan – lempengan besi tipis berisolasi dengan maksud untuk mengurangi eddy current yang merupakan arus sirkulasi pada inti besi hasil induksi medan magnet, dimana arus tersebut akan mengakibatkan rugi-rugi (losses) [3].



Gambar 3.3 Inti Besi.



11



3.4.2 Kumparan transformator Kumparan transformator adalah beberapa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton, pertinak dan lain-lain. Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus.



Gambar 3.4 Kumparan RST Trafo.



3.4.3 Bushing Hubungan antara kumparan transformator dan ke jaringan luar melalui sebuah bussing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator yang kontrutruksinya dapat dilihat pada gambar 3.5. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap.



Gambar 3.5 Bushing MTR PLTA Musi.



12



3.4.4 Pendingin Pada inti besi dan kumparan – kumpaan akan timbul panas akibat rugi-rugi tembaga. Maka panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, ini akan merusak isolasi, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut transformator perlu dilengkapi dengan alat atau sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar transformator media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas, Minyak dan Air. Pada cara alamiah, pengaliran media sebagai akibat adanya perbedaan suhu media dan untuk mempercepat pendinginan dari media-media (minyak-udara/gas) dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip (radiator). Bila diinginkan penyaluran panas yang lebih cepat lagi, cara manual dapat dilengkapi dengan peralatan untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa pompa sirkulasi minyak, udara dan air, cara ini disebut pendingin paksa (Forsed).



Gambar 3.6 Oil Cooler MTR PLTA Musi.



3.4.5 Tangki Konservator Tangki Konservator berfungsi untuk menampung minyak 133 cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus beban. Diantara tangki dan trafo dipasangkan relai bucholz yang akan meyerap gas produksi akibat kerusakan minyak . Untuk menjaga agar minyak tidak terkontaminasi dengan air, ujang masuk saluran udara melalui saluran pelepasan dan masukanya udara kedalam 13



konservator perlu dilengkapi media penyerap uap air pada udara sering disebut denga silicagel dan dia tidak keluar mencemari udara disekitarnya.



Gambar 3.7 Tangki Konservator Merk Pauwels.



3.4.6. Minyak Transformator Minyak transformator merupakan salah satu bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada transformator. Sebahagian bahan isolasi minyak harus memiliki kemampuan untuk menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator dari gangguan. Minyak transformator mempunyai unsur atau senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak transformator ini adalah senyawa hidrokarbon parafinik, senyawa hidrokarbon naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain ketiga senyawa diatas minyak transformator masih mengandung senyawa yang disebut zat aditif meskpun kandungan nya sangat kecil . Minyak transformator adalah cairan yang dihasilkan dari proses pemurnian minyak mentah. Selain itu minyak ini juga berasal dari bahan bahan organik, misalnya minyak piranol dan silikon, berapa jenis minyak transformator yang sering dijumpai dilapangan adalah minyak transformator jenis Diala A, diala B dan Mectrans. Kenaikan suhu pada transformator akan menyebabkan terjadinya



14



proses hidrokarbon pada minyak, nilai tegangan tembus dan kerapatan arus konduksi merupakan beberapa indikator atau variable yang digunakan untuk mengetahui apakah suatu minyak transformator memiliki ketahanan listrik yang memahami persyaratan yang berlaku . Secara analisa kimia ketahanan listrik suatu minyak transformator dapat menurun akibat adanya pengaruh asam dan pengaruh tercampurnya minyak dengan air. Untuk menetralisir keasaman suatu minyak transformator dapat mengunakan potas hidroksida (KOH). Sedangkan untuk menghilangkan kandungan air yang terdapat dalam minyak tersebut yaitu dengan cara memberikan suatu bahan higroskopis yaitu selikagel. Dalam menyalurkan perannya sebagai pendingin, kekentalan minyak transformator ini tidak boleh terlalu tinggi agar mudah bersikulasi, dengan demikian proses pendinginan dapat berlangsung dengan baik. Kekentalan relatif minyak transformator tidak boleh lebih dari 4,2 pada suhu 20° C dan 1,8 dan 1,85 dan maksimum 2 pada suhu 50º C Hal ini sesuai dengan sifat minyak transformator yakni semakin lama dan berat operasi suatu minyak transformator, maka minyak akan akan semakin kental . Bila kekentalan minyak tinggi maka sulit untuk bersikulasi sehingga akan menyulitkan proses pendinginan transformator. Sebagai bahan isolasi minyak transformator memiliki beberapa kekentalan, hal ini sebagai mana dijelaskna dalam SPLN(491:1980) Adapun persyaratan yang harus dipenuhi oleh minyak transformator adalah sebagai berikut: 1. Kejernihan minyak isolasi tidak boleh mengandung suspensi atau endapan (sedimen) 2. Massa jenis. Massa jenis dibatasi agar air dapat terpisah dari minyak isolasi dan tidak melayang 3. Viskositas Kinematika Viskositas memegang peranan penting dalam pendinginan, yakni untuk menentukan kelas minyak. 4. Titik Nyala . Titik nyala yang rendah menunjukkan adanya konstaminasi zat gabar yang mudah terbakar 5. Titik Tuang. Titik tuang dipakai untuk mengidentifikasi dan menentukan jenis peralatan yang akan menggunakan minyak isolasi . 6. Angka



kenetralan



.



Angka



kenetralan



merupakan



angka



yang



menunjukkan penyusutan asam minyak dan dapat mendeteksi kontaminasi



15



minyak, menunjukkan kecendrungan perobahan kimia atau indikasi perobahan kimia dalam bahan tambahan . 7. Korosi belerang Korosi belerang kemungkinan dihasilkan dari adanya belerang bebas atau senyawa belerang yang tidak stabil dalam minyak isolasi . 8. Tegangan tembus Tegangan tembus yang terlalu rendah menunjukkan adanya kontaminasi seperti air, kotoran atau partikel konduktif dalm minyak 9. Kandungan air . Adanya air dalam dalam isolasi menyebabkan menurunnya tegangan tembus dan tahanan jenis minyak isolasi akan mempercepat kerusakan kertas pengisolasi. 3.4.7 Tap Changer Kualitas operasi tenaga listrik jika tegangannya nominal sesuai ketentuan, tapi pada saat operasi terjadi penurunan tegangan sehingga kualitasnya menurun untuk itu perlu alat pengatur tegangan agar tegangan selau pada kondisi terbaik, konstan dan kontinyu. Untuk itu trafo dirancang sedemikian rupa sehingga perubahan tegangan pada salah satu sisi input berubah tetapi sisi outputnya tetap. Alat ini disebut sebagai sadapan pengatur tegangan tanpa terjadi pemutusan beban maka disebut On Load Tap Changer (OLTC). Pada umumnya OLTC tersambung pada sisi primer dan jumlahnya tergantung pada perancang dan perubahan sistem tegangan pada jaringan.



Gambar 3.8 On Load Tap Changer (OLTC)



16



3.4.8 NGR (Neutral Grounding Resistance) Neutral Grounding Resistance adalah tahanan yang dipasang antara titik neutral trafo dengan pentanahan dimana berfungsi untuk memperkecil arus gangguan yang terjadi sehingga diperlukan proteksi yang praktis dan tidak terlalu mahal karena karakteristik relai dipengaruhi oleh sistem pentanahan titik netral. Neutral Grounding Resistance atau Resistance Pentanahan Trafo, yaitu resistance yang dipasang pada titik neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang ). NGR biasanya dipasang pada titik netral trafo 70 kV atau 20 kV, sedangkan pada titik neutral trafo 150 kV dan 500 kV digrounding langsung (solid). Jenis Neutral Grounding Resistance Resistance Liquit ( Air ), yaitu bahan resistance adalah air murni . Untuk memperoleh nilai Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH . Resistance Logam, yaitu bahannya terbuat dari logam nekelin dan dibuat dalam panel dengan nilai resistance yang sudah ditentukan.



Gambar 3.9 NGR (Neutral Grounding Resistance)



3.4.9 Alat pernapasan (Dehydrating Breather) Sebagai tempat penampungan pemuaian minyak isolasi akibat panas yang timbul maka minyak ditampung pada tangki yang sering disebut sebagai konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan tidak boleh bersinggungan dengan udara karena kelembaban udara yang mengandung uap air akan mengkontaminasi minyak walaupun prosesnya berlangsung cukup lama. Untuk mengatasi hal tersebut udara yang masuk kedalam tangki konservator pada saat minyak menjadi dingin diperlukan suatu media penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silicagel. Kebalikan jika trafo panas maka pada saat menyusut maka akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk menghindari terkontaminasi oleh kelembaban udara maka diperlukan suatu media



17



penghisap kelembaban yang digunakan biasanya adalah silicagel yang secara khusus direncang untuk maksud tersebut diatas.



Gambar 3.10 Alat Pernapasan MTr PLTA Musi



3.5 Indikator-indikator 3.5.1 Thermometer / Temperature Gauge Alat ini berfungsi untuk mengukur tingkat panas dari trafo baik panasnya kumparan primer dan sekunder juga minyak. Thermometer ini bekerja atas dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas. Beberapa thermometer dikombinasikan dengan panas dari resistor khusus yang tersambung dengan tansformator arus, yang terpasang pada salah satu fasa (fasa tengah) dengan demikian penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap kebenaran dari panas yang terjadi. 3.5.2 Permukaan minyak / Level Gauge Alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi permukaan minyak yang ada pada konservator. Ada beberapa jenis penunjukan seperti penunjukan lansung yaitu dengan cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator sehingga akan mudah mengetahui level minyak. Sedangkan jenis lain jika



18



konservator dirancang sedemikian rupa dengan melengkapi semacam 137 balon dari bahan elastis dan diisi dengan udara biasa dan dilengkapi dengan alat pelindung seperti pada sistem pernapasan sehingga pemuan dan penyusutan minyak udara yang masuk kedalam balon dalam kondisi kering dan aman. 3.6 Proteksi Internal 3.6.1 Relai Bucholz Penggunaan relai deteksi gas (Bucholtz) pada Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating yang umumnya menghasilkan gas. Gas-gas tersebut dikumpulkan pada ruangan relai dan akan mengerjakan kontak-kontak alarm. Relai deteksi gas juga terdiri dari suatu peralatan yang tanggap terhadap ketidaknormalan aliran minyak yang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan kontak trip yang pada umumnya terhubung dengan rangkaian trip Pemutus Arus dari instalasi transformator tersebut. Ada beberapa jenis relai buchholtz yang terpasang pada transformator, Relai sejenis tapi digunakan untuk mengamankan ruang On Load Tap Changer (OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat beberapa jenis antara lain sema seperti relai buhcoltz tetapi tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan berkerja, disini tidak ada alarm akan tetapi langsung trip dan dengan prinsip yang sama hanya menggunakan pengaman tekanan atau saklar tekanan.



Gambar 3.11 Relay Bucholz Pada MTR PLTA Musi



19



3.6.2 Jansen Membran Alat ini berfungsi untuk Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate. Relai ini bekerja karena tekanan lebih akibat gangguan didalam transformator, karena tekanan melebihi kemampuan membran yang terpasang, maka mamran akan pecah dan minyak akan keluar dari dalam transformator yang disebabkan oleh tekanan minyak. 3.6.3 Relai tekanan lebih (Sudden Pressure Relay) Suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu transformator terendam minyak, umumnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas yang dibentuk oleh decomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah pelepasan tekanan pada trafo maka tekanan lebih yang membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila tekanan lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, tangki trafo akan meledak dan terjadi panas lebih pada cairan, konsekuensinya pada dasarnya harus memberikan suatu peralatan pengaman. Peralatan pengaman harus cepat bekerja mengevakuasi tekanan tersebut. 3.6.4 Relai pengaman tangki Relai bekerja sebagai pengaman jika terjadi arus mengalir tangki akibat gangguan fasa ke tangki atau dari instalasi bantu seperti motor kipas, srkulasi dan motor-motor bantu yang lain, pemanas dll. Arus ini sebagai pengganti relai diferensial sebab sistim relai pengaman tangki 139 biasanya dipasang pada trafo yang tidak dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil.Trafo dipasang diatas isolator sehingga tidak terhubung ke tanah kemudian dengan menggunakan kabel pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat isolasi dan ratio yang kecil kemudian tersambung pada relai tangki tanah dengan ratio Trafo arus antara 300 s/d 500 dengan sisi sekunder hanya 1 Amp [4]. 3.6.5 Relay Differensial Sebuah relay differensial didefinisikan sebagai relay yang bekerja ketika perbedaan fasor dari dua atau lebih listrik melebihi jumlah yang ditentukan. 20



Hampir seluruh tipe relay, ketika dihubungkan dengan cara tertentu dapat bekerja menjadi relay differensial. Relay differensial bekerja dengan membandingkan nilai arus pada CT sisi kumparan primer dan CT sisi kumparan sekunder. Apabila selisih antara kedua CT tersebut melebihi nilai setelan maka relay akan trip [8]. Kebanyakan relay differensial Tipe relay differensial ini mungkin bekerja kurang akurat dengan gangguan (misal eksternal) seperti CT yang sama tidak memiliki arus sekunder yang sama terhadap kesalahan konstruksional atau di bawah kondisi gangguan dapat menyebabkan terjadinya saturasi pada CT, adanya arus sekunder yang tidak sama dan perbedaan arus sekunder dapat menyebabkan pendekatan nilai pickup relay [5]. 3.6.6 Earth Fault Relay Prinsip kerja relay ini mirip seperti relay differensial, yaitu membandingkan besar arus sekunder kedua trafo arus yang digunakan, tetapi batasan daerah kerja hanya antara CT titik netral dengan CT fasa. Relay ini digunakan dalam memproteksi gangguan 1-fasa ketanah. Relay tidak akan bekerja ketika tidak terjadi gangguan (keadaan normal) atau gangguan di luar daerah pengaman, maka ke dua arus sekunder tersebut di atas besarnya sama, sehingga tidak ada arus mengalir pada relay. Relay akan bekerja ketika terjadi gangguan di daerah pengamanan, sehingga kedua arus sekunder trafo arus besar tidak sama oleh karena itu, ada arus yang mengalir pada relay [6].



21



BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Main Transformers (MTR) Main Transformers adalah alat yang digunakan untuk memindahkan energi listrik arus bolak balik dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain dengan prinsip kopel magnetik. Tegangan yang dihasilkan dapat lebih besar atau lebih kecil dengan frekuensi yang sama. Jenis Main Transformers (MTR) yang digunakan di PLTA Musi menggunakan jenis Step Up, yang dimana Trafo tersebut menaikkan tegangan 11 kV yang dihasilkan Generator menjadi 150 kV. Main Tranformers dapat dilihat pada Gambar 4.1



Gambar 4.1 Main Transformers PLTA Musi



Gambar 4.1 menunjukan bentuk Main Transformer yang terdapat pada PLTA Musi. Spesifikasi Main Transformer pada PLTA Musi dapat dilihat pada Gambar 4.2 dan Tabel 4.1



Gambar 4.2 Spesifikasi Main Transformers PLTA Musi



22



Tabel 4.1 Spesifikasi Main Transformers PLTA Musi



Merk Serial Number Standard Rated Power Transformer type Vector group Insulation / material type Number of phase Frequency Instalation Altitude Feeder Normal Voltage Type of oil Cooling type Tap changer Oil Preservation system Production year Operation year



Pauwels 03P0075 IEC60076 84.5 MVA OLW 84.5/275 YNDI A 3 50 Hz Outdoor