Rangkuman Materi Kubikel 20 KV [PDF]

Citation preview

MAKALAH SISTEM PROTEKSI LISTRIK TRANSFORMATOR DAN PROTEKSINYA



Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Sistem Proteksi Listrik Dosen Pengampu : Dr. Edy Supriyadi, M.Pd.



Oleh : Hikmah Mulyani / 17711251003



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO-S2 PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2018



DAFTAR ISI COVER ........................................................................................................................................ 1 DAFTAR ISI................................................................................................................................ 2 PENDAHULUAN ....................................................................................................................... 3 A. Latar Belakang ................................................................................................................ 3 B. Tujuan Penulisan ............................................................................................................ 4 PEMBAHASAN .......................................................................................................................... 5 A. Transformator ................................................................................................................. 5 1) Jenis-jenis Trafo pada Pembangkit ......................................................................... 6 2) Bagian-nagain Trafo ................................................................................................. 8 3) Jenis-jenis Trafo Pengukuran .................................................................................. 10 B. Sistem Pengaman Trafo.................................................................................................. 15 1) Sistem Pengaman Elektrik ....................................................................................... 15 a) Over Current Relay ............................................................................................ 15 b) Ground Fault Realay .......................................................................................... 17 c) Diferensial Relay ................................................................................................. 18 2) Sistem Pengaan Mekanik ......................................................................................... 20 a) Bucholz Relay ...................................................................................................... 20 b) Sudden Pressure Relay ....................................................................................... 22 c) Thermal Relay ..................................................................................................... 23 C. Gangguan pada Trafo ..................................................................................................... 24 PENUTUP .................................................................................................................................... 26 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 27



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 2



PENDAHULUAN A. Latar Belakang Transformator merupakan peralatan listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya/tenaga dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Transformator menggunakan prinsip kerja hukum induksi faraday dan hukum lorentz dalam menyalurkan daya, dimana arus bolak balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet, apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda potensial. Transformator merupakan salah satu komponen utama dalam pembangkitan tenaga listrik. Penggunaan komponen transformator dimulai dari pembangkitan awal hingga distribusi kepada konsumen listrik. Pemasangan jenis transformator yang digunakan berbeda-beda miali dari pembangkitan hingga penggunaan transformator pada jaringan distribusi. Pemilihan jenis transformator yang digunakan berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan. Pentingnya



fungsi transformator mengharuskan transformator



memiliki ketahanan yang baik atau tidak rusak. Kerusakan-kerusakan dan gangguan pada transformator sangat mungkin terjadi mengingat sistem pembangkitan yang terkait dengan komponen yang lain. Kerja komponen pendukung maupun komponen utama sangat mungkin menjadi salah satu penyebab gangguan atau kerusakan pada transformator. Pencegahan kerusakan dan gangguan pada transformator dapat dilakukan dengan memasang sistem proteksi pada transformator. Sistem proteksi merupakan sistem yang tidak dapat dipisahkan dari komponen-komponen pembangkit listrik. Sistem proteksi adalah sistem yang digunakan untuk mengurangi dan mencegah kemungkinan gangguan dan kerusakan pada komponen. Sistem proteksi pada transformator sangat penting untuk diaplikasikan. Pembahasan tentang sistem proteksi transformator juga sangat penting untuk diketahui dan dipelajari lebih lanjut. Penggunaan sistem proteksi pada transformator berbeda-beda sesuai dengan jenis transformator yang digunakan. Semakin tinggi tegangan dan daya transformator maka pengaman transformator yang digunakan juga harus semakin handal. Pemilihan proteksi pada transformator juga harus mempertimbangkan beberapa hal seperti sistem pendingin transformator, lokasi transformator, ukuran transformator yang digunakan, jenis transformator, serta penggunaan transformator sesuai dengan prioritas pelayanan. Hikmah Mulyani/17721251003



Page 3



Pentinganya transformator dan proteksi transformator dalam pembangkitan listrik akhirnya menjadi pertimbangan topik yang menarik dan penting untuk dipelajari. Sehingga dalam makalah ini akan dibahas mengenai transformator dan proteksi transformator.



B. Tujuan Penulisan Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut : 1) Membahas lebih dalam tentang transformator dan proteksinya. 2) Membahas kasus-kasus terkini mengenai proteksi transformator dan kegagalankegagalan yang terjadi dalam proteksi tenaga listrik. 3) Sebagai makalah untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah sistem proteksi listrik.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 4



PEMBAHASAN A. Transformator Transformator merupakan peralatan listrik



yang berfungsi untuk



menyalurkan daya/tenaga dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Transformator menggunakan prinsip hukum induksi faraday dan hukum lorentz dalam menyalurkan daya, dimana arus bolak balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet. Dan apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda potensial seperti pada gambar 1.



Gambar 1. Arus bolak balik mengelillingi inti besi



Arus yang mengalir pada belitan primer akan menginduksi inti besi transformator sehingga didalam inti besi akan mengalir flux magnet dan flux magnet ini akan menginduksi belitan sekunder sehingga pada ujung belitan sekunder akan terdapat beda potensial yang dapat di lihat pada Gambar 2.



Gambar 2. Prinsip kerja transformator Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan arus AC, maka pada kumparan primer timbul garis-garis gaya magnet yang berubah-ubah. Perubahan Hikmah Mulyani/17721251003



Page 5



garis-garis gaya dari kumparan primer ini menginduksi kumparan sekunder sehingga pada kumparan sekunder timbul arus bolak-balik. Berdasarkan fungsinya, transformator dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transformator step up dan transformator step down. Transformator Step-Up atau tranformator penaik tegangan adalah tranformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan dari rendah ke tegangan yang lebih tinggi. Transformator Step-Down atau transformator penurun tegangan adalah transformator yang digunakan untuk menurunkan tegangan dari tinggi ke tegangan yan lebih rendah. Perbandingan transformasi pada trafo dapat dihitung menggunakna rumus sebagai berikut :



Dengan memperhatikan perbandingan transformasi kita dapat mengetahui jenis dari transformator tersebut apakah trafo Step-Up atau Step-Down.



1) Jenis-jenis Trafo pada Pembangkit Jenis-jenis trafo yang digunakan dalam pembangkit ada empat macam, diantaranya adalah main transformator (BAT), starting transformator (BCT), auxiliary transformator (BBT) dan excitation transformator (MKC). Adapun aplikasi pengunaan trafo pada pembangkit dapat dilihat pada single line diagram berikut.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 6



Gambar 3. Single Line Aplikasi Berbagai Trafo Pada Pembangkit Main trafo atau transformator daya adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya. Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan jantung dari transmisi dan distribusi. Station service transformer untuk mengalirkan listrik dari luar untuk start-up pembangkit, dalam artian pembangkit dalam keadaan tidak beroperasi. Unit auxiliary transformer untuk menyesuaikan level tegangan agar listrik yang dihasilkan bisa dipakai untuk kebutuhan sendiri pembangkit listrik. Sedangkan trafo eksitasi digunakan sebagai penguatan medan magnet pada saat generator beroperasi. trafo eksitasi terpasang secara paralel dengan output generator, generator dijalankan dengan membangkitkan medan magnet generator tersebut, sistem penguatan (eksitasi) disearahkan melalui rectifier (sistem AVR) dan dialirkan kerotor ke bagian slipring melalui sikat arang (brush),



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 7



2) Bagian-bagian Transformator



Gambar 4. Bagian-bagian Transformator 1



Gambar 5. Bagian-bagian Transformator 2



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 8



a. Konservator  menampung minyak yang memuai. b. Dehidrating Breathers  Alat Pernapasan pada Konservator yang berfungsi untuk menyerap udara yang terdorong karena digeser oleh uap dari minyak, dan mengembalikan udara saat uap berubah kembali menjadi minyak. c. Pumps and Fans  Sebagai alat pemompa jalannya minyak agar dapat dialirkan ke radiator untuk didinginkan oleh fan. d. Temperature Detector  Mendeteksi temperature winding dan minyak e. Core Center (Star Point)  Penghubung antara inti besi dan body transformator dengan tujuan pentanahan. f. Bushing  Isolasi sekaligus pemisah kontak langsung dengan main tank g. Radiator  Pendingininan minyak transformator yang berupa tube-tube, sirip dan kipas pendingin. h. Tap Changer  Menjaga keluaran tegangan transformator teteap seimbang dengan mengubah rasio belitannya. i. Starpoint  titik netral pada sisi HV yang terhubung star j. Bagian Inti Transformator -



Kumparan transformator Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain.



-



Inti besi Media jalannya flux yang timbul akibat induksi arus bolak balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke kumparan yang lain



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 9



3) Jenis-jenis Trafo Pengukuran a) CT/Current Transformer/ Trafo Ukur Arus



Gambar 6. Curent transformer Prinsip dasar dari trafo arus sama dengan transformator daya. Trafo arus juga memiliki gulungan primer dan sekunder. Setiap kali arus bolak-balik mengalir melalui belitan primer, fluks magnet berganti diproduksi, yang kemudian menginduksi arus bolak-balik pada lilitan sekunder. Pada trafo arus, impedansi beban sangat kecil. Oleh karena itu trafo arus beroperasi di bawah kondisi hubung singkat. Selanjutnya, arus dalam belitan sekunder tidak tergantung pada beban impedansi tetapi sebaliknya tergantung pada arus yang mengalir dalam gulungan primer. Prinsip kerja trafo arus adalah sebagai berikut:



Gambar 7. rangkaian pada trafo arus Untuk trafo yang hubung singkat : I1 . N1 = I2 . N2 Untuk trafo pada kondisi tidak berbeban :



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 10



Dimana a= I1 > I2 sehingga N1N2 N1 = jumlah belitan primer N2 = jumlah belitan sekunder E1 =tegangan primer E2 = tegangan skunder



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 13



Trafo tegangan memiliki prinsip kerja yang sama dengan trafo tenaga tetapi rancangan Trafo tegangan berbeda yaitu kapasitasnya kecil (10 – 150 VA), karena digunakan hanya pada alat-alat ukur, relay dan peralatan indikasi yang konsumsi dayanya kecil, memiliki tingkat ketelitian yang tinggi dan salah satu ujung terminal tegangan tingginya selalu ditanahkan.



Transformator potensial dibuat dengan inti yang berkualitas tinggi pada kerapatan fluksi rendah sehingga arus magnetnya kecil. Terminal trafo harus dirancang sehingga variasi rasio tegangan dengan beban minimum dan pergeseran fasa antara tegangan input dan output juga minimum. Gulungan primer memiliki jumlah putaran yang besar, dan gulungan sekunder memiliki jumlah putaran yang sedikit. Untuk mengurangi reaktansi kebocoran, belitan koaksial digunakan dalam transformator potensial. Biaya insulasi juga dikurangi dengan membagi gulungan primer ke bagian yang mengurangi isolasi antara lapisan. Trafo potensial terhubung secara paralel dengan rangkaian. Gulungan utama transformator potensial terhubung langsung ke rangkaian daya



yang



tegangannya



harus



diukur.



Terminal



sekunder



dari



transformator potensial terhubung ke alat ukur seperti voltmeter, wattmeter, dll. Gulungan sekunder dari transformator potensial secara magnetik digabungkan melalui sirkuit magnetik gulungan utama.



Gambar 12. Rangkaian ekivalen trafo tegangan Terminal utama trafo diberi nilai 400V hingga beberapa ribu volt, dan terminal sekunder selalu diberi nilai 400V. Rasio tegangan primer ke



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 14



tegangan sekunder disebut sebagai rasio transformasi atau rasio putaran. Fungsi dari transformator tegangan adalah: 



Mentransformasikan besaran tegangan sistem dari yang tinggi ke besaran tegangan listrik yang lebih rendah sehingga dapat digunakan untuk peralatan proteksi dan pengukuran yang lebih aman, akurat dan teliti.







Mengisolasi bagian primer yang tegangannya sangat tinggi dengan bagian sekunder yang tegangannya rendah untuk digunakan sebagai sistm proteksi dan pengukuran peralatan dibagian primer.







Sebagai standarisasi besaran tegangan sekunder (100, 100/√3, 110/√3 dan 110 volt) untuk keperluan peralatan sisi sekunder.







Memiliki 2 kelas, yaitu kelas proteksi (3P, 6P) dan kelas pengukuran (0,1; 0,2; 0,5;1;3)



Gambar 13. bagian-bagian trafo tegangan B. Sistem Pengaman Trafo 1) Sistem Electrical Proteksi a. Over Current Relay Relay arus lebih memberikan proteksi terhadap arus berlebih. Relay ini menggunakan input arus dari CT dan membandingkan nilai yang terukur dengan nilai yang telah ditetapkan. Gambar di bawah ini menunjukkan representasi logis dari relay arus lebih.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 15



Gambar 14. representasi logika relay arus lebih Jika nilai arus input melebihi nilai preset, relay mendeteksi arus berlebih dan mengeluarkan sinyal ke pemutus yang membuka kontaknya untuk memutuskan peralatan yang dilindungi. Ketika relay mendeteksi kesalahan, kondisi ini disebut pickup kesalahan. Relay dapat mengirim sinyal secara instan setelah terjadi kesalahan atau gangguan (dalam kasus relay arus lebih seketika) atau dapat menunggu waktu tertentu sebelum mengeluarkan sinyal perjalanan (dalam kasus relay time over current). Penundaan waktu ini juga dikenal sebagai waktu operasi relay, dan dihitung oleh relay berdasarkan algoritma perlindungan. Berikut ini adalah gambar line diagram pemasangan relay arus lebih.



Yd CB



CT



CT



CB



OCR



OCR Gambar 15. Single line pemasangan OCR Relay arus lebih diklasifikasikan berdasarkan waktu operasinya, dalam tiga kategori berikut:  Relay Arus Lebih Cepat: Relay ini secara instan mengirim perintah perjalanan ke pemutus segera setelah kesalahan terdeteksi (arus masukan lebih besar dari nilai preset). Relay ini dipasang dekat dengan sumber di mana tingkat kesalahan saat ini sangat tinggi dan penundaan kecil dalam operasi relay dapat menyebabkan kerusakan berat pada peralatan. Jadi relay sesaat digunakan di sana untuk mendeteksi dan merespon kesalahan dalam beberapa siklus.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 16



 Relay Arus Berlebih Pasti: Jenis relay arus lebih ini digunakan untuk perlindungan pencadangan (mis. Perlindungan cadangan untuk saluran transmisi di mana perlindungan utama adalah relay jarak). Apabila relay jarak tidak mendeteksi kesalahan saluran dan tidak mengganggu pemutus sirkuit, maka setelah jeda waktu tertentu, relay arus lebih akan mengirim perintah perjalanan ke pemutus.  Inverse Estite Minimum Time (IDMT) Overcurrent Relay: Relay ini memiliki karakteristik waktu terbalik. Ini berarti waktu operasi relay berbanding terbalik dengan arus gangguan. Jika arus gangguan lebih tinggi, waktu operasi akan lebih rendah. Ini dapat dinilai untuk rentang waktu operasi yang sangat besar dan arus gangguan. Karakteristik dari relay arus lebih IDMT tergantung pada jenis standar yang dipilih untuk operasi relay. Standar-standar ini bisa ANSI, IEEE, lAC atau ditentukan pengguna. Relay menghitung



waktu



operasi



dengan



menggunakan



kurva



karakteristik dan parameter yang sesuai. Setiap standar yang disebutkan di atas dapat digunakan untuk menerapkan kurva karakteristik untuk relay arus lebih. Relay arus lebih akan menghitung waktu operasi yang sesuai dengan kurva karakteristik tertentu. b. Ground Fault Relay Gangguan yang sering terjadi di sistem tenaga listrik ialah gangguan fasa ke tanah. Oleh karena itu perlu dipasang relay pengaman untuk mengamankan sistem dari terjadinya gangguan tersebut. Relay yang berfungsi untuk mengamankannya ialah Groud Fault Relay(GFR). Relay ini dilengkapi zero sequence current filter. Relay gangguan ketanah dapat digunakan pada sistem yang mampu membatasi



arus



gangguan



ketanah.



Misalnya



sistem



dengan



pentanahan resistansi dimana impedansi yang rendah mampu mengurangi arus gangguan ketanah. Range setting dari relay ini misal 20% - 80% dari rating arusnya atau bahkan lebih rendah, referensi lain menggunakan 10% - 50%.Pengaman ini akan aktif jika arus sisa Iresidu = Ia+Ib+Ic yang mengalir naik melebihi settingarus. Hikmah Mulyani/17721251003



Page 17



Gambar 16. Single line pemasangan GFR



c. Differensial Relay



Gambar 17. Rangkaian relay diferensial Skema perlindungan diferensial digunakan untuk perlindungan internal terhadap kesalahan hubung sngkat fasa-ke-fasa dan fasa ke kumparan. Proteksi diferensial yang digunakan untuk transformator daya didasarkan pada prinsip arus. Jenis perlindungan semacam ini umumnya digunakan untuk transformer rating yang melebihi 2 MVA. Relay diferensial membandingkan antara arus primer dan arus sekunder transformator daya, jika ada ketidakseimbangan yang ditemukan di antara arus primer dan sekunder, relay akan menggerakkan pemutus sirkuit baik pada sisi primer maupun sekunder trafo.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 18



Gambar 18. Skema kerja relay differensial Misalkan apabila



satu trafo yang memiliki IP utama dan arus



sekunder. Jika Anda menginstal CT rasio Ip / 1A di sisi primer dan sama, CT rasio Is / 1A di sisi sekunder transformator. Sekunder kedua CT ini dihubungkan bersama sedemikian rupa sehingga arus sekunder dari kedua CT akan berlawanan satu sama lain. Sekunder dari kedua CT harus dihubungkan ke kumparan arus relay diferensial yang sama dengan cara yang berlawanan sehingga tidak akan ada arus yang dihasilkan dalam kumparan itu dalam kondisi kerja normal trafo. Tetapi jika ada kesalahan besar terjadi di dalam transformator karena rasio normal transformator terganggu maka arus sekunder dari kedua transformator tidak akan tetap sama dan satu arus yang dihasilkan akan mengalir melalui koil arus relay diferensial, yang akan menggerakkan relay dan antar perjalanan baik pemutus sirkuit primer dan sekunder. Untuk mengoreksi pergeseran fasa arus karena koneksi star-delta dari belitan transformator dalam kasus transformator tiga fasa, transformator arus sekunder harus dihubungkan dalam delta dan bintang seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.



Gambar 19. relay differensial pada hubungan tiga fasa



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 19



2) Sistem Mechanical Proteksi a. Bucholz Relay



Gambar 20. Relay Bucholz Relay Buchholz adalah relay penggerak gas yang dipasang di transformator penukar minyak untuk perlindungan terhadap beberapa jenis gangguan. Relay ini digunakan untuk menyalakan alarm jika ada kesalahan dalam instalasi di trafo dan untuk memutuskan transformator dari suplai di peristiwa kesalahan internal yang parah. Relay ini biasanya dipasang di pipa yang menghubungkan konservator ke tangki utama. Relay ini digerakkan gas dan dirancang untuk mendeteksi kesalahan serta meminimalkan penyebaran kerusakan apa pun, yang mungkin terjadi dalam transformator berisi minyak. Selanjutnya relay dapat mencegah kondisi ganguuan yang menyebabkan kesalahan pada transformator, seperti menurunnya level minyak karena kebocoran, atau penetrasi udara sebagai akibat dari cacat dalam sistem sirkulasi minyak.



Gambar 21. Cara kerja relay bucholz Hikmah Mulyani/17721251003



Page 20



Relay ini terdiri dari dua elemen pada ruang kecil yang terletak pada pipa penghubung antara konservator dan tangki transformator. Pada saat terjadi gangguanyang relatif ringan misalnya hubung singkat di dalam kumparan,maka akan timbul maka akan timbul panas akibat adanya arus bocor. Sebagian minyak pada tangki menguap dan menghasilkan gas. Jenis-jenis gangguan gas dapat diketahui pada tabel berikut Tabel 1. Gangguan berdasarkan jenis gas Jenis Gas H2



Gangguan



H2, C2H2 dan CH4



Corona Busur api pada minyak antara bagian bagian kontruksi Busur api (arching)



C2H2, C2H4 dan H2



Pemanasan (Overheating) pada sambungan inti



C3H4, CO2, C2H, H2



pemanasann setempat pada lilita



C2H2 dan H2



. Gas tersebut kemudian berkumpul diruang bagian atas dan mengalir ke konservator. Apabila besarnya gas telah mencapai nilai tertentu,maka gas akan menekan pengapung relay sehingga kontak air raksa bagian atas atau mercury switch bagian atas akan terhubung.



Gambar 22. Cara kerja relay bucholsz 2 Oleh karena kontak-kontak bagian atas dihubungkan dengan alarm, maka alaram akan berbunyi dan memberikan tanda bahwa transformator mangalami gangguan ringan. Apabila gangguan yang terjadi merupakan gangguan yang berat misalnya hubung singkat pada fase kumparan trafo,maka gas yang Hikmah Mulyani/17721251003



Page 21



terbentuk akan semakin membesar. Banyaknya gas yang timbul membuat tidak hanya mampu menekan switch bagian atas alarm, namun juga menekan switch bagian bawah yang mengakibatkan trip. Triping yang terjadi kemudian memutuskan hubungan pada pemutus tenaga. b. Sudden Pressure Relay



Gambar 23. Sudden pressure relay SOURCE



TRIP COMMAND MEMBRAN



KENAIKAN TEKANAN MENDADAK



KAPILER MEMBRAN



TANGKI TRAFO



Gambar 24. Skema Sudden pressure relay Salah satu bagian sistem proteksi transformator adalah sudden pressure relay. Tujuan dari relay ini adalah sebagai alarm apabila ada kenaikan tekanan mendadak di dalam tangki. Relay ini memiliki sifat yang sangat sensitif dan akan langsung beroperasi meskipun jika tekanan pada tangki hanya mengalami keniakan sedikit. Apabila



perubahan



tekanan yang sangat kecil terjadi karena kesalahan akibat kelistrikan di dalam tangki, relay ini akan langsung membunyikan alarm.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 22



Gambar 25. Pemasangan Sudden pressure relay c. Relay Thermal Suhu pada transformator yang sedang beroperasi akan dipengaruhi oleh kualitas tegangan jaringan, losses pada trafo itu sendiri dan suhu lingkungan. Suhu operasi yang tinggi akan mengakibatkan rusaknya isolasi kertas pada transformator. Untuk mengetahui suhu operasi dan indikasi ketidaknormalan suhu operasi pada transformator digunakan rele thermal. Rele thermal ini terdiri dari sensor suhu berupa thermocouple, pipa kapiler dan meter penunjukan.



Gambar 26.. Bagian Relay Thermal



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 23



C. Gangguan pada transformator Dalam sistem tenaga listrik, gangguan didefinisikan sebagai terjadinya suatu kerusakan dalam penyaluran daya listrik yang menyebabkan aliran arus listrik lebih besar dari aliran arus yang seharusnya. Secara umum, gangguan pada transformator dibagi menjadi dua jenis yaitu gangguan internal dan gangguan eksternal. Gangguan internal adalah gangguan yang berasal dari transformator itu sendiri sedangkan gangguan eksternal adalah gangguan yang berasal dari luar transformator dan dapat terjadi kapan saja dengan waktu yang tidak dapat ditentukan. Gangguan internal dibagi menjadi dua jenis, yaitu gangguan incipien dan gangguan elektris. Gangguan incipien yaitu gangguan yang dimulai oleh suatu gangguan kecil dan tidak berarti namun secara lambat akan menimbulkan kerusakan. Gangguan ini akan dideteksi oleh relay pengaman mekanis seperti relay bucholz, relay jansen dan relay sudden pressure. Gangguan elektris yaitu gangguan elektris yang dideteksi oleh relay proteksi utama transformator. -



Gangguan Internal Gangguan yang termasuk dalam gangguan internal adalah : 1. Terjadinya busur api (arc) yang kecil dan pemanasan lokal yang disebabkan oleh : 



Cara penyambungan konduktor yang tidak baik







Kontak-kontak listrik yang tidak baik







Kerusakan isolasi antara inti baut



2. Gangguan pada sistem pendingin Pada umumnya banyak transformator menggunakan



minyak



transformator



sebagai



isolasi



sekaligus



merupakan bahan pendingin. Dan kenyataannya adalah ketika terjadi gangguan di dalam transformator tersebut, maka di dalam minyak itu akan timbul sejumlah gas. Hikmah Mulyani/17721251003



Page 24



3. Arus sirkulasi pada transformator yang bekerja -



Gangguan Eksternal Gangguan yang termasuk dalam gangguan eksternal adalah : 1. Hubung Singkat Luar (External Short Circuit) Hubung singkat ini terjadi di luar transformator, seperti di bus, di penyulang (feeder) dan di sistem yang merupakan sumber bagi transformator tersebut. 2. Beban Lebih (Overload) Transformator daya akan bekerja secara kontinyu apabila transformator tersebut berada pada beban nominalnya. Namun apabila beban yang dilayani lebih besar dari 100%, maka transformator tersebut akan mendapat pemanasan lebih dan hal ini akan mempersingkat umur isolasi transformator keadaan beban lebih berbeda dengan arus lebih. Pada beban lebih, besar arus hanya kira-kira 10% di atas nominal dan dapat diputuskan setelah berlangsung beberapa puluh menit. Sedangkan pada arus lebih, besar arus mencapai beberapa kali arus nominal dan harus diputuskan secepat mungkin. 3. Gelombang surja Surja petir adalah gejala tegangan lebih transien yang disebabkan oleh sambaran petir. Pada saluran transmisi performa petir menjadi salah satu faktor dominan dalam perancangan menara dan saluran transmisi.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 25



PENUTUP



Berdasarkan pembahasan tentang transformator dan proteksi diatas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan berikut : 1) Transformator merupakan komponen yang penting dalam pembangkitan energi listrik. 2) Sistem pengaman transformator sangat diperlukan demi menjaga kenadalan transformator. 3) Sistem pengaman transformator dibagi manjadi dua yaitu sistem pengaman internal dan sistem pengaman eksternal. -



Sistem pengaman internal : differensial relay, bucholzrelay, sudden pressure relay



-



Sistem pengaman eksternal : over current relay, ground fault relay.



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 26



DAFTAR PUSTAKA Buku PLN. Buku Petunjuk Transformator Tenaga. PT. PLN Persero. Buku PLN. Buku Petunjuk Transformator Arus. PT. PLN Persero. Buku PLN. Buku Petunjuk Transformator Tegangan. PT. PLN Persero. Crellin R, et all. (2014). Substation Protection Subcommittee of the Power System Relaying Committee of the IEEE Power and Energy Society. IEEE. Heskitt A and Mitchell H.(2013). Ground Fault Protection for an Ungrounded System. ASPEN. Mukhherjee S and Ray R. (2002). Transformer Differential Relay – The Utility Perspective. National Power System Conference. Troyono, dkk. (2013). Analisis Studi Relay Pengaman (Over Current Relay Dan Ground Fault Relay) pada Pemakaian Distribusi Daya Sendiri dari PLTU Rembang. ITS : Surabaya. Panjaitan IP, dkk. (2013). STUDI PENGARUH BEBAN LEBIH TERHADAP KINERJA RELAY ARUS LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA. Universitas Maritim Raja Ali Haji: Tanjung Pinang. Supriyadi. (1999). Sistem Pengaman Tenaga Listrik. Adicita: Yogyakarta. Zuahiari M. (2007). Differential Protection (Unit protection). Online



Hikmah Mulyani/17721251003



Page 27