Transformator Pada Sistem Tenaga Listrik [PDF]

Citation preview

Nama : Dimas Arjuna Nusantara NIM : 40040318083033



1. apa yang saudara ketahui tentang transformator tenaga antara pembangkit2 ke GI; antar GI (transmisi), antar GI ke sistem Distribusi dan transformator dari sistem jaringan Distribusi ke jaringan tegangan rendah (JTR). a. Transformator tenaga antara pembangkit2 ke GI Transformator tenaga antar pembangkit ke gardu induk adalah transformator yang berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik dari tegangan menengah ke tegangan tinggi. (Transformer Step Up) Pembangkit merupakan pusat dari energi listrik dibangkitkan, dimana terdapat energi primerenergi mekanik- energi listrik. Energi primer merupakan media pemicu gerakan untuk menggerakan turbin sebagai energi mekanik., dan generator sebagai pengkonversi energi listrik yang di kopel satu poros dengan turbin, bisa berupa, PLTU (Uap), PLTG (Gas), PLTGU (Gas dan Uap), PLTA (Air). Biasanya tegangan yang dihasilkan oleh pusat tenaga listrik merupakan tegangan menengah (11kV, 20kV) dan kemudian di lakukan proses step up (penaikan tegangan) oleh transformator daya, untuk disalurkan ke saluran transmisi tegangan tinggi (150kV, 500kV) tergantung dari rasio trafo step up yang digunakan. b. Transformator antar GI Transformator tenaga gardu induk ke gardu induk adalah transformator yang berfungsi untuk mentransformasikan daya listrik dari tegangan menengah ke tegangan tinggi atau sebaliknya. Gardu induk menggunakan transformator step up dan step down Transformator ini berfungsi menaikkan dari transmisi tegangan tinggi menuju ekstra tinggi ataupun dari teganagn extra tinggi menuju tegangan tinggi di dalam unit gardu induk terdapat SUTET, SUTT, SKTT, dan SUTT Fungsi trafo induk i.



Mentransformasikan daya listrik dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 KV/150 KV).



ii. KV).



Mentransformasikan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150 KV/ 70



c. Transformator antar GI ke sistem distribusi Trafo tenaga antar GI ke sistem Distribusi adalah proses penyaluran listrik dari transmisi hingga menuju bagian distribusi. Pada jenis ini dinamakan distribusi primer. Distribusi primer adalah penyaluran listrik dari transmisi yang telah diturunkan tegangannya oleh trafo step-down menjadi 20 kV yang diklasifikasikan sebagai tegangan menengah (TM).



Jaringan distribusi primer (JDTM) merupakan suatu jaringan yang letaknya sebelum gardu ditribusi berfungsi menyalurkan tenaga listrik bertegangan menengah (misalnya 6 kV atau 20 kV). Hantaran dapat berupa kabel dalam tanah atau saluran/kawat udara yang menghubungkan gardu induk (sekunder trafo) dengan gardu distribusi atau gardu hubung (sisi primer trafo distribusi). d. Transformator dari sistem jaringan Distribusi ke jaringan tegangan rendah (JTR) Transformator tenaga dari distribusi ke jaringan tegangan rendah merupakan transformator yang berfungsi menurunkan tegangan dari tegangan menengah menuju tegangan rendah yaitu tegangan konsumen antara 220v untuk 1 fasa dan 380v untuk 3 fasa. Konsumen adalah pemakai jasa tenaga listrik, konsumen terbagi menjadi beberapa bagian tergantung tegangan yang dipakai oleh konsumen tersebut. Konsumen biasa (untuk rumah tinggal atau kantor) biasanya memakai tegangan rendah yang disebut Konsumen TR dengan tegangan pakai 380/220 Volt, konsumen TR ini menerima suplai listrik dari Saluran Distribusi Sekunder. Pemakaian listrik untuk bisnis seperti mall, hotel dan lain-lain.



2. Sebutkan masing-masing pengaman yang diperlukan pada transformator2 tersebut dan jelaskan masing2 fungsinya. Peralatan Bantu Pendinginan Transformator 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). Macam macam sistim pendingin transformator dapat dilihat pada tabel 3.1.



Pengaman Internal : I) 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 Cahnger (OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai Jansen. Terdapat beberapa jenis antara lain sama 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 kontruksi Relai Bucholz seperti gambar 3.16.



II) Jansen membran Alat ini berfungsi untuk Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate yang kontruksinya seperti gambar 3.17.



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. III) 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. Gambar kontruksi relai tekanan lebih dapat dilihat pada gambar 3.18.



IV) 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 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. V) 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) . NILAI NGR Tegangan 70 kV 40 Ohm Tegangan 20 kV 12 Ohm,40 Ohm, 200 Ohm dan 500 Ohm 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. Cara pengkuran resistansi pentanahan transformator dapat dilihat pada gambar 3.21. Sedangkan gambar Perlengkapan Transformator dapat dilihat pada gambar 3.22



3. apa beda transfomator tenaga (power transformer), transformator tegangan (potential transformer) dan transformator arus (current tranformer), sebutkan masing2 fungsinya a. Transformator tenaga



Figure 1 Courtesy of ge-mcs



Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yang telah diproduksi terlebih dahulu melalui pengujian sesuai standar yang telah ditetapkan. Fungsi Digunakan untuk menaikan dan menurunkan tegangan pemanfaatannya pada bagian : • Transformator mesin • Transformator Gardu Induk • Transformator • Distribusi • Kapasitas dan Tegangan



b. Transformator tegangan



Figure 2 Courtesy of Indiamart



Trafo tegangan adalah peralatan yang mentransformasi tegangan sistem yang lebih tinggi ke suatu tegangan sistem yang lebih rendah untuk peralatan indikator, alat ukur / meter dan relai. 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, relai dan peralatan indikasi yang konsumsi dayanya kecil. - Memiliki tingkat ketelitian yang tinggi. - Salah satu ujung terminal tegangan tingginya selalu ditanahkan. Fungsi • 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 110volt) untuk keperluan peralatan sisisekunder. • Memiliki 2 kelas, yaitu kelas proteksi (3P, 6P) dan kelas pengukuran (0,1; 0,2; 0,5;1;3)



c. Transformator arus



Figure 3 Courtesy of Wikipedia



Current Transformator ( CT ), adalah jenis “transformator instrumen” yang dirancang untuk menghasilkan arus bolak-balik dalam belitan sekunder yang sebanding dengan arus diukur dalam primer. Fungsi • Mengkonversi besaran arus pada sistem tenaga listrik dari besaran primer menjadi besaran sekunder untuk keperluan pengukuran sistem metering dan proteksi. • Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap rangkaian primer, sebagai pengamanan terhadap manusia atau operator yang melakukan pengukuran. • Standarisasi besaran sekunder, untuk arus nominal 1 Amp dan 5 Amp.