MAULANI CANDRA (0910630076)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BRAWIJAYA 5
MAULANI CANDRA (0910630076)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
LAPORAN KULIAH KERJA NYATA-PRAKTIK (KKN-P)
MAINTENANCE DEPARTEMENT – ELECTRICAL SECTION
PT BADAK NGL BONTANG
LAPORAN KULIAH KERJA NYATA-PRAKTIK (KKN-P)
MAINTENANCE DEPARTEMENT – ELECTRICAL SECTION
PT BADAK NGL BONTANG
Time Resistance Reading
30-PT-203
Minutes
Resistansi (M )
Time-Resistance Readings
30-PLR-101
Menutes
Resistansi (M )
Time Resistanse Reading
30-PT-101
Minutes
Resistance (M )
Time Resistanse Reading
30-PT-102
Minutes
Resistance (M )
Time-Resistance Reading
30-PT-103
Minutes
Resistance (M )
Time-Resistance Reading
30-PT-104
Minutes
Resistance (M )
Time Resistance Reading
30-PT-201
Minutes
Resistance (M )
Time Resistance Reading
30-PT-202
Minutes
Resistanse (M )
Time Resistance Reading
30-PT-204
Minutes
Resistance (M)
Time-Resistance Readings
30-PLR-101
Menutes
Resistansi (M )
Daftar Isi
B A B I 1
PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tujuan Penulisan 3
1.3 Batasan Masalah 3
1.4 Metode Penulisan 3
1.5 Sistematika Penulisan 4
B A B II 6
TINJAUAN PUSTAKA 6
2.1 Sistem Distribusi Tenaga Listrik 6
2.1.1 Umum 6
2.1.2 Jaringan Distribusi menurut Susunan Rangkaian 6
2.1.2.1 Sistem Radial 7
2.2 Transformator 11
2.2.1 Pengertian Transformator 11
2.2.2 Jenis-Jenis Transformator 12
2.2.3 Prinsip Transformator 17
2.2.3.1 Hubungan Tegangan 23
2.2.3.2 Hubungan Arus 23
2.2.3.3 Hubungan Impedansi 23
2.2.4 Pemeliharaan Preventif Transformator 25
2.2.5 Transformator Tipe Kering 27
2.2.6 Transformator Tipe Basah 34
2.2.7 Pengujian Transformator 44
2.3 Reaktor 53
2.3.1 Definisi 53
2.3.2 Tipe dari Reaktor Seri Dry-type air-core 54
2.3.3 Aplikasi dari Reaktor Seri 54
2.3.4 Posisi Reaktor pada Bus Bar 55
2.3.5 Pengujian Rutin, Desain, dan Pengujian lain untuk Reaktor Seri 59
B A B III 63
ANALISA DAN PEMBAHASAN 63
3.1 Analisa Pengaruh Transformator dan Reaktor Seri pada Ring Bus 63
3.1.1 Analisa Pengaruh Transformator 64
3.1.2 Analisa Pengaruh Reaktor Seri 67
3.2 Analisa Kondisi Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV 69
3.2.1 Insulation Resistance (IR) Test 71
3.2.2. Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion) 73
3.2.3 Polarization Index (PI) Test 80
3.2.4 Power Factor (PF) Test 82
3.2.5 Oil Dielectric Breakdown Voltage Test 84
3.3 Analisa Kondisi Reaktor Seri Dry-type air-core 86
3.3.1 Insulation Resistance (IR) Test 90
3.3.2 Time-Resistance Readings (Dielectric Absorbtion) 91
3.3.3 Polarization Index (PI) Test 93
3.3.4 Power Factor (PF) Test 95
3.4 Analisis 95
3.4 Upaya 97
3.4.1 Transformator 34.5 kV/13.8 kV/13.8 kV 97
3.4.2 Reaktor Seri Dry-type air-core 98
B A B IV 99
PENUTUP 99
4.1 Kesimpulan 99
4.2 Saran 99
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Jaringan Distribusi Sistem Radial 11
Gambar 2.2: Jaringan Distribusi Sistem Loop 12
Gambar 2.3: Jaringan Distribusi Sistem Tertutup/Ring 13
Gambar 2.4: Jaringan Distribusi Sistem Spindel 14
Gambar 2.5: Jaringan Distribusi Sistem Cluster 15
Gambar 2.6: Konstruksi inti tiga fasa 18
Gambar 2.7: Konstruksi Tipe Cangkang dari Transformator Satu-Fasa dan Tiga-Fasa. ` 20
Gambar 2.8: Diagram Rangkaian dan Koneksi dari Transformator Sederhana 22
Gambar 2.9: Diagram Ekivalen Transformator 25
Gambar 2.10: (a) Diagram Ekivalen yang Telah Disederhanakan dan (b) Diagram Vektor yang Telah Disederhanakan dari Transformator 26
Gambar 2.11: Representasi Grafis dari Transformator Daya 26
Gambar 2.12: Diagram Rangkaian Ekivalen dari persentase dasar. 29
Gambar 2.13: Transformator Tipe Kering Berventilasi dengan Penutup Depan untuk memperlihatkan perakitan lilitan-inti. 32
Gambar 2.14: Transformator Basah Tiga Fasa 38
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.) 51
Gambar 2.16: IR tester (megohmmeter). (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge, PA.) 55
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. 57
Gambar 2.18: Bus Coupling 60
Gambar 2.19: Terpasang seri dengan incoming feeder 61
Gambar 2.20: Terpasang seri dengan outgoing feeder 61
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 68
Gambar 3.1: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Semua Transformator In-service 69
Gambar 3.2: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Transformator 30-PT-202 Out-service 70
Gambar 3.3: Simulasi Aliran Daya pada Ring Bus jika Salah Satu Kaki Transformator 30-PT-202 Tidak Dioperasikan. 71
Gambar 3.4: Simulasi jika ring bus tidak dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type Air-core 72
Gambar 3.5: Simulasi ring bus setelah dipasang Reaktor Seri tiga fasa Dry-type Air-core 73
Gambar 3.6: Konstruksi Reaktor seri dry-type air-core 30-PLR-101 dan 30 PLR 102 91
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.
Diagram Satu Garis Sistem Distribusi 34.4/13.8 kV PT Badak NGL Bontang
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:
Predictive Maintenance (Conditional Maintenance).
Preventive Maintenace (Time Base Maintenance).
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 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:
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.
Menganalisis kondisi 8 transformator tiga belitan (Three winding Transformer).
Menganalisis kondisi reaktor seri tiga fasa tipe-kering inti-udara (Three-phase Dry-type Air-core Series Reactor).
1.3 Batasan Masalah
Kondisi pemeliharaan transformator dan reaktor yang dianalisis hanya dilakukan pada pengujian terakhir.
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.
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:
Studi literatur
Kunjungan langsung ke lapangan
Wawancara dengan karyawan PT. Badak NGL
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
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 :
Regulasi tegangan (Jatuh Tegangan)
Kontinuitas pelayanan
Efisiensi
Harga sistem
Suatu sistem distribusi harus memenuhi beberapa persyaratan sebagai berikut :
Regulasi tegangan tidak terlalu besar
Gangguan terhadap pelayanana tidak boleh terlalu lama
Biaya sistem tidak terlalu mahal
2.1.2 Jaringan Distribusi menurut Susunan Rangkaian
Susunan Rangakain Sistem jaringan distribusi ada beberapa macam, yaitu :
Sistem Radial
Sistem Loop
Sistem Tertutup/Ring
Sistem Spindel
Sistem Cluster
Sistem Grid/Network
2.1.2.1 Sistem Radial
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 :
Mudah mengoperasikannya
Mudah mencari tegangan
Cocok untuk sistem yang sederhana
Tidak dapat dimanipulasi bila terjadi gangguan.
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.
Jaringan Distribusi Sistem Loop
Keuntungan/Kerugian :
Secara teknis lebih baik dari sistem radial
Biaya sedikit lebih mahal karena harus dibangun dua penyulang pada jalur yang sama
Bisa dimanipulasi bila terjadi gangguan
2.1.2.3 Sistem Tertutup/Ring
Jaringan Distribusi Sistem Tertutup/Ring
Keuntungan/Kerugian :
Jumlah konsumen yang besar bisa dijangkau
Gangguan salah satu sisi penghantar harus sanggup menampung seluruh beban yang terpasang pada sistem, disini erat hubungannya dengan rugi tegangan.
Mudah operasi
2.1.2.4 Sistem Spindel
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.
2.2.2.5 Sistem Cluster
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 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:
Medium isolasi
Konstruksi
Aplikasi dan penggunaan
2.2.2.1 Medium Isolasi
Media transformator isolasi dapat dibagi lagi menjadi dua jenis :
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 tipe kering dapat juga didinginkan oleh gas selain udara. Untuk transformator seperti itu dibutuhkan tangki yang disegel.
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.
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.
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.
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
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.
Konstruksi inti tiga fasa
Konstruksi tangki
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.
Tipe Core
Pada tipe ini, kumparan transformator mengelilingi inti yang terlaminasi. Sebagian besar transformator distribusi kecil menggunakan konstruksi ini.
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.
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.
Konstruksi Tipe Cangkang dari Transformator Satu-Fasa dan Tiga-Fasa.
Transformer Jaringan
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.
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.
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.
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.
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:
ep=-Npd 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 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 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).
Diagram Ekivalen Transformator
(a) Diagram Ekivalen yang Telah Disederhanakan
dan (b) Diagram Vektor yang Telah Disederhanakan
dari Transformator
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 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
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.
Diagram Rangkaian Ekivalen dari persentase dasar.
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.
Instalasi Transformator dan Perawatan
Kehandalan operasi dari transformator tergantung pada instalasi yang benar, pemuatan, dan pemeliharaan, serta pada desain yang tepat dan konstruksinya. 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 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 outlet per 100 kVA dari kapasitas rating transformator, setelah dikurangi daerah yang ditempati oleh layar, kisi-kisi, atau louver.
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 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
Nilai IR dari Tranformator Tipe Kering
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.
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.
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 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.
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 .
Transformator Basah Tiga Fasa
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 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 terkontaminasi benda asing. Sampel minyak dan Rtemp diambil dari bagian bawah tangki, sedangkan sampel untuk askarel dan silikon diambil dari bagian atas tangki.
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 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 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.
Daftar Pengecekan Inspeksi dan Pemeliharaan Transformator
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, 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.
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.
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 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 dapat mensimulasikan internal stress pada transformator yang serupa saat kondisi pengoperasian.
Berikut merupakan tes yang biasanya dilakukan secara rutin pada transformator :
IR test
Tes tegangan tinggi (AC atau DC)
TTR test
Tes polaritas
Tes arus eksitasi
Tes tegangan induksi
Tes cairan insulasi dielektrik
Tes DGA
Polarization recovery voltage test
Transformer core ground test
Frequency response analyzer(FRA)/ sweep FRA (SFRA)
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.
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.
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, 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.
Frequency versus Duration of Test
Frequency (Hz)
Duration (s)
120 and less
60
180
40
240
30
300
20
400
18
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.
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 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.
IR tester (megohmmeter). (Courtesy of Megger Inc., Valley Forge, PA.)
Struktur ini menunjukan efek polarisasi pemuatan ruang yang mana sebagian 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.
(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 memiliki efek dari pengonsentrasian fluks magnetis yang akan membuat induktor semakin efektif.
Tipe dari Reaktor Seri Dry-type air-core
Air-core Reactor
Sebuah reaktor yang tidak memiliki sebuah lapisan magnetis atau perisai magnet dan menggunakan aliran udara di sela-selanya sebagai pendingin.
Iron-core Reactor
Sebuah reaktor yang memiliki perisai besi sebagai pelindung dan menggunakan oli sebagai pendingin.
Indoor Reactor
Reaktor yang diletakkan dalam ruangan tertutup karena konstuksinya yang harus dilindungi dari cuaca luar.
Outdoor Reactor
Reaktor yang mampu bertahan dari cuaca luar
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.
Aplikasi dari Reaktor Seri
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
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.
Duplex Current Limiting Reactor
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.
Feeder Reactor
Sebuah reaktor pembatas arus yang terkoneksi secara seri dengan sirkuit feeder untukmembatasi dan melokasikan gangguan.
High-voltage Power Flow
Sebuah reaktor transmisi yang terkoneksi secara seri dengan jaringan transmisi yang bertujuan untuk mengoptimalisasi aliran daya dengan merubah reaktansi kabel.
Insertion Reactor
Sebuah reaktor yang terkoneksi sesaat ditengah hubungan terbuka dari sirkuit yang terganggu untuk kebutuhan sinkronisasi dan atau kebutuhan pengalihan tekanan transien.
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.
Motor Starting reactor
Sebuah reaktor pembatas arus yang berguna untuk membatasi arus starting motor.
Posisi Reaktor pada Bus Bar
Bus Coupling
Saat terpasang pada coupling reactor akan mengurangi puncak dari hubungan pendek di saat pertama kali arus bangkit.
Keuntungan:
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
Bus Coupling
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.
Terpasang seri dengan incoming feeder
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.
Terpasang seri dengan outgoing feeder
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 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=2fL
Ztr=2×3.14×50L
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 VoltageRated 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:
%Z=ZclrZtr
Atau
%Z=L×314×AmpsVolts×100
Ketika terjadi gangguan nilai impedansi meningkat dan menekan arus yang melewatinya. Nilai arus gangguan besarnya didapatkan dengan:
Fault Current=VoltsZclr=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
Pengujian Rutin, Desain, dan Pengujian lain untuk Reaktor Seri
Pengujian untuk reaktor seri tipe kering diperlihatkan pada tabel 2.3.
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 yang diterapkan
Pengujian tegangangan yang diterapkan harus dilakukan pada isolasi pendukung ketika dispesifikasikan.
X
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
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.
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.
Tempat Pengujian Dilakukan
Semua pengujian dapat dilakukan di plant, laboratorium pengujian,dan fasilitas lain yang sesuai dengan spesifikasinya.
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.
Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian dari standar ini mendeskripsikan metode yang digunakan dalam melakukan pengujian dan menspesifikasikan metode yang digunakan dalam melakukan pengujian dan menspesifikasikan pengujian yang akan mendemonstrasikan performansi ke ratingnya.
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 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
Insulation Resistance (IR) Test.
Polarization Index (PI) Test.
Power Factor Loss (PF) Test.
Dielectric Breakdown Voltage Test.
Spesifikasi transformator Three Winding
Equipment Number
30-PT-101/104 dan 30-PT-201/204
Location
Plant 31 #Module I dan Module II
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
4
30-PT-104
30/I
06 March 2012
Nitrogen liquid was filled in to maintain pressure
5
30-PT-201
30/II
04 November 2010
6
30-PT-202
30/II
09 December 2010
7
30-PT-203
30/II
09 December 2010
Nitrogen liquid was filled in to maintain pressure
8
30-PT-204
30/II
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.
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/II
851
6010
5960
6
30-PT-202
30/II
4580
5580
5840
7
30-PT-203
30/II
385
1590
1340
8
30-PT-204
30/II
268
721
792
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
2
30-PT-102
30/I
Out of Standard
Out of Standard
Out of Standard
3
30-PT-103
30/I
Out of Standard
Out of Standard
Out of Standard
4
30-PT-104
30/I
Out of Standard
Out of Standard
Out of Standard
5
30-PT-201
30/II
Out of Standard
Baik
Baik
6
30-PT-202
30/II
Out of Standard
Baik
Baik
7
30-PT-203
30/II
Out of Standard
Out of Standard
Out of Standard
8
30-PT-204
30/II
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.
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.
Pada 30-PT-102 dapat dilihat dari grafik jika resistansi isolasi di lilitan primer, 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.
Pada 30-PT-103 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.
Pada 30-PT-104 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.
Pada 30-PT-201 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.
Pada 30-PT-202 dapat dilihat dari grafik jika resistansi isolasi di lilitan primer, 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.
Pada 30-PT-203 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.
Pada 30-PT-202 dapat dilihat dari grafik jika resistansi isolasi di lilitan primer, sekunder X, terus mengalami kenaikan dari menit ke satu sampai menit ke sepuluh. 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.
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
30-PT-202
Arus Bocor (Secondary Y)
30-PT-203
Baik
30-PT-204
Arus Bocor (Secondary Y)
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:
Arus charging dikarenakan kapasitansi dari isolator yang diukur. Arus ini akan jatuh dari nilai maksimumnya ke nol dengan sangat cepat.
Arus yang diserap dikarenakan molecular charge shifting pada isolasi. Arus transien akan turun secara perlahan ke nol.
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 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
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/II
1,34
1,98
2,01
6
30-PT-202
30/II
1,98
1,97
2,07
7
30-PT-203
30/II
1,84
1,70
2,97
8
30-PT-204
30/II
1,73
1,68
2,17
Analisi tabel:
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/II
Cukup
Cukup
Baik
6
30-PT-202
30/II
Cukup
Cukup
Baik
7
30-PT-203
30/II
Cukup
Cukup
Baik
8
30-PT-204
30/II
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
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
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 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
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:
Nilai induktansinya relatif konstan, walau keadaan terkena short circuit dan tanpa efek jenuh.
Tidak memerlukan isolasi oli yang tidak beresiko terjadi kontaminasi dan kemungkinan timbul bahaya api.
Isolasi sederhana ke pentanahan yang ditunjang dari insulatornya.
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
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
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:
Insulation Resistance (IR) Test.
Polarization Index (PI) Test.
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.
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.
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.
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:
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.
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).
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.
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 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
B A B IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
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.
Kondisi transformator tiga belitan (Three winding Transformer) berada pada kondisi out of standard.
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
Karena transformator dan reaktor berpengaruh terhadap ring bus maka setiap kali ada Preventive Maintenance, data yang diperoleh agar dianalisis dan datanya dikumpulkan.
Perlu adanya oil purification dan investigasi untuk semua transformator dan oil purification untuk transformator 30-PT-201 dan 30-PT-204.
Perlu adanya investigasi terhadap kondis reaktor sery dry-tipe air-core pemeliharaan pada 30-PLR-102.
Time-Resistance Readings
30-PLR-101
Menutes
Resistance (M )
