Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit (Circuit Breaker ) Jaringan 150 kV Septiantoro Hudananta Program Studi S1, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jember Jl. Slamet Riyadi No.62, Kode Pos:68111, Jember, Indonesia
[email protected] Abstrak-Pada instalasi sistem transmisi tenaga listrik banyak dijumpai peralatan- peralatan yang digunakan untuk melindungi kualitas dari sistem tenaga listrik tersebut. Salah satunya adalah Pemutus Tenaga (Circuit yang Breaker ) berfungsinya untuk menghubungkan dan memutus arus beban atau arus gangguan. Seiring dengan berjalannya waktu, maka Pemutus Tenaga (Circuit Breaker ) pun mengalami penurunan kualitas pelayanan sehingga perlu dilakukan adanya upaya perawatan agar dapat mempertahankan atau mengembalikan pada tingkat prestasi awal dan dapat beroperasi dengan keandalan yang tinggi sehingga kontinuitas pelayanan listrik akan tercapai. Pada makalah kerja praktek ini akan dibahas bagaimana cara pemeliharaan pada Pemutus Tenaga (Circuit serta mengetahui Breaker ) parameter-parameter yang digunakan untuk mengetahui tingkat keandalan dari Pemutus Tenaga (Cir cuit Br eaker aker ). Kata Kunci - kubi kel, pemelihar pemelihar aan, keandalan. keandalan.
I.
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang Pemeliharaan merupakan salah satu hal terpenting yang harus diperhatikan secara serius dalam sistem tenaga listrik, karena dengan sistem pemeliharaan baik, peralatan-peralatan pada sistem tenaga dapat beroperasi dengan baik pula, Sehingga kebutuhan dapat terlayani dengan baik dengan tingkat keandalan yang tinggi. Selain itu pemeliharaan yang baik harus dilakukan karena dilihat dari segi harga peralatan sistem tenaga yang mahal dan investigasi yang besar dalam sistem ketenagaan listrik ini. Salah satu hal yang melatarbelakangi perlunya pemeliharaan terhadap peralatan listrik karena peralatan listrik mempunyai peran yang menentukan dalam operasi suatu sistem. Peralatan listrik merupakan peralatan yang sangat vital dalam pengaturan tegangan pada sistem tenaga. Kerusakan pada peralatan listrik sangat merugikan atau menggangu bagi keseluruhan operasi sistem. Salah satu kerusakan atau gejala kerusakan yang timbul pada peralatan listrik , apabila tidak ditanggulangi dengan baik akan menggangu operasi dari system tanaga listrik . Hal ini bisa mengarah pada kegagalan yang fatal bagi keseluruhan operasi. Baik buruknya pemeliharaan pada peralatan listrik dapat dilihat dari umur peralatan listrik itu
sendiri. Umur operasi peralatan listrik dapat dilihat dari umur peralatan peralatan listrik itu sendiri dan besar relative beban yang ditanggung peralatan listrik dalam operasi kerjanya. Umur operasi peralatan listrik dapat dijadikan tolak ukur keberhasilan suatu sistem pemeliharaan, semakin lama umur operasi peralatan listrik maka dapat dikatakan dikatakan baik pula sistem perawtan yang dilakukan, sebaliknya apabila umur operasi peralatan listrik yang pendek menandakan sistem perwatan yang kurang baik. Baik buruknya pemeliharaan juga dapat dilihat dari performansi peralatan listrik tersebut. Peralatan listrik dapat dijaga performansinya agar kemampuan peralatan listrik selalu pada kondisi terbaiknya. 1.2 Tujuan Pelaksanaan Kerja Praktek ini memiliki t ujuan sebagai berikut: 1. Mengetahui dan memahami cara pemeliharaan pada peralatan listrik, terutama pada Pemutus Tenaga (Circuit Breaker). 2. Dapat menganalisa parameter-parameter Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) sebagai indikasi keandalan. II.
Dasar Teori
2.1 Pemutus tenaga (PMT) Pemutus tenaga (PMT) adalah saklar yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan arus atau daya listrik sesuai ratingnya. Pada saat terjadi pemutusan maka akan terjadi busur api. Pemadam busur api listrik pada waktu pemutusan dapat dilakukan oleh beberapa macam bahan seperti minyak, udara atau gas. 2.2 Jenis Isolasi Pemutus Tenaga 1. PMT dengan media pemutus dengan Gas Media gas yang digunakan pada tipe PMT ini adalah Gas Gas SF6 (Sulphur Hexafluoride). Sifat-sifat gas SF6 murni ialah tidak berwarna, tidak berbau, tidak beracun dan tidak mudah terbakar. Pada temperatur diatas 150o C gas SF6 mempunyai sifat tidak merusak metal, plastik dan bermacam-macam bahan yang umumnya digunakan dalam pemutus tenaga tegangan tinggi. Sebagai isolasi listrik, gas SF6 mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi (2,35 kali kali udara) dan kekuatan dielektrik ini bertambah dengan pertambahan tekanan. Sifat lain dari gas SF6 ialah mampu mengembalikan kekuatan dielektrik dengan cepat, tidak terjadi karbon selama terjadi busur, tidak mudah
terbakar (thermal conductivit) yang baik, tidak menimbulkan bunyi berisik. Prinsip pemadaman busur apinya adalah Gas SF6 ditiupkan sepanjang busur api, gas ini akan mengambil panas dari busur api tersebut dan akhirnya padam. Rating tegangan CB adalah antara 3.6 KV – 760 KV.
strength ) yang tinggi dan sebagai media pemadam busur api yang baik. PMT jenis vacuum kebanyakan digunakan untuk tegangan menengah dan hingga saat ini masih dalam pengembangan sampai tegangan 36 kV. Jarak (gap) antara kedua katoda adalah 1 cm untuk 15 kV dan bertambah 0,2 cm setiap kenaikan tegangan 3 kV. Untuk pemutus vacuum tegangan tinggi, digunakan PMT jenis ini dengan dihubungkan secara serie. Ruang kontak utama (breaking chambers) dibuat dari bahan antara lain porcelain, kaca atau plat baja yang kedap udara. Ruang kontak utamanya tidak dapat dipelihara dan umur kontak utama sekitar 20 tahun. Karena kemampuan ketegangan dielektrikum yang tinggi maka bentuk pisik PMT jenis ini relatip kecil.
Gambar 2.1 SF6 CB (Sulfur Hexafluoride Circuit Breaker) 2. PMT dengan media pemutus menggunakan Udara PMT ini menggunakan udara sebagai pemutus busur api dengan menghembuskan udara ke ruang pemutus. PMT ini disebut PMT Udara Hembus (Air Blast Circuit Breaker) Pada PMT udara hembus ( juga disebut compressed air circuit breaker), udara tekanan tinggi dihembuskan ke busur api melalui nozzle pada kontak pemisah ionisasi media antara kontak dipadamkan oleh hembusan udara. Setelah pemadaman busur api dengan udara tekanan tinggi, udara ini juga berfungsi mencegah restriking voltage (tegangan pukul). Kontak PMT ditempatkan didalam isolator, dan juga katup hembusan udara. Pemutus daya ini dirancang untuk mengatasi kelemahan pada pemutus daya minyak, yaitu dengan membuat media isolator kontak dari bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak menghalangi pemisahan kontak, sehingga pemisahan kontak dapat dilaksanakan dalam waktu yang sangat cepat.
Gambar 2.2 Air blast CB 3. PMT dengan Hampa Udara (Vacuum Circuit Breaker) Kontak-kontak pemutus dari PMT ini terdiri dari kontak tetap dan kontak bergerak yang ditempatkan dalam ruang hampa udara. Ruang hampa udara ini mempunyai kekuatan dielektrik ( dielektrik
Gambar 2.3 Kontak pemutus daya vakum. 4. PMT dengan Media pemutus menggunakan Minyak Pemutus tenaga (circuit breaker) jenis minyak adalah suatu pemutus tenaga atau pemutus arus menggunakan minyak sebagai pemadam busur api listrik yang timbul pada waktu memutus arus listrik. Jenis pemutus minyak dapat dibedakan menurut banyak dan sedikit minyak yang digunakan pada ruang pemutusan yaitu : pemutus menggunakan banyak minyak (bulk oil) dan menggunakan sedikit minyak (small oil). Pemutus minyak digunakan mulai dari tegangan menengah 20 kV sampai tegangan ekstra tinggi 425 kV dengan arus nominal 400 A sampai 1250 A dengan arus pemutusan simetris 12 kA sampai 50 kA. Pada PMT ini minyak berfungsi sebagai perendam loncatan bunga api listrik selama pemutusan kontak-kontak dan bahan isolasi antara bagian-bagian yang bertegangan dengan badan. PMT dengan media pemutus menggunakan banyak minyak ( bulk oil ). PMT tipe ini ada yang mempunyai alat pembatas busur api listrik. Prinsip kerjanya, kontak dipisahkan, busur api akan terjadi di dalam minyak, sehingga minyak menguap dan menimbulkan gelembung gas yang menyelubungi busur api.
Uraian Kegiatan
Gambar 2.4 PMT dengan media minyak Kelemahannya adalah minyak mudah terbakar dan kekentalan minyak memperlambat pemisahan kontak, sehingga tidak cocok untuk sistem yang membutuhkan pemutusan arus yang cepat serta dimensi PMT yang terlalu besar. PMT dengan sedikit minyak, minyak hanya dipergunakan sebagai perendam loncatan bunga api, sedangkan sebagai bahan isolasi dari bagian-bagian yang bertegangan digunakan porselen atau material isolasi dari jenis organik. Pemutusan arus dilakukan dibagian dalam dari pemutus. Pemutus ini dimasukkan dalam tabung yang terbuat dari bahan isolasi. Diantara bagian pemutus dan tabung diisi minyak yang berfungsi untuk memadamkan busur api waktu pemutusan.
III.
Pembahasan
3.1 Data Peralatan Pemutus Tenaga (Circuir Breaker )
Gambar 3.1 Pemutus Tenaga (Circuir Breaker ) Merk Type Nomor Seri Jenis Breaking cap/current Arus Nominal Tegangan Kerja Jenis Media Gas/Oil
: Siemens : 3AQ1 : 94/K35012644 : GCB : 40 KA : 1250 A : 170 kV : SF6
3.2 Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuir Breaker ) a. Kegiatan Pemeliharaan
Memeriksa, membersihkan dan melumasi penggerak mekanik Memeriksa Indikator status Memeriksa sekering, aux, kontak, magnet kontaktor, limit switch dan elemen panas Memeriksa sumber tegangan AC/DC Mengencangkan terminal kabel kontrol Memeriksa counter Memberi pelumas pada sistem tuas penggerak mekanis Tes tegangan tembus minyak isolasi (jika ada) Membersihkan isolator bushing Mengukur tahanan isolasi dan tahanan pentanahan Mengukur tahanan kontak Mengukur keserempakan kontak Memeriksa dan mengencangkan baut terminal utama dan baut pentanahan Memeriksa fungsi sistem mekanik penggerak Memeriksa posisi penunjukan indikator atau tanda lain Memeriksa tekanan minyak hidrolik , udara, gas SF6, N2, dan memeriksa pipa saluran
Kondisi Awal
Kondisi Akhir
Simpulan
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Baik
Baik
Normal
Memeriksa kontak tekanan SF6 lowI, II (fungsi alarm dan fungsi Baik Baik Normal blok)Uji fungsi kerja PMT (local remote) Tabel. 3.1 Uraian Kegiatan Pemeliharaan PMT
b. Pengukuran Tahanan Isolasi Pengukuran Tahanan Isolasi pemutus tenaga (PMT) adalah proses pengukuran dengan suatu alat ukur Insulation Tester (megger) untuk memperoleh haasil (nilai/besaran) tahanan isolasi pemutus tenaga antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap badan (case) yang ditanahkan mauun antara terminal masukan dengan terminal keluaran pada fasa yang sama. Pada dasarnya pengukuran tahan isolasi PMT adalah untuk mengetahui besar/nilai kebocoran arus (leakage current ) yang terjadi antara bagian yang bertegangan I/P terminal dan O/P terminal terhadap tanah. Kebocoran arus yang menembus isolasi peralatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, salah satu meyakinkan bahwa PMT cukup aman untuk diberi tegangan adalah dengan mengukur tahanan isolasinya. Kebocoran arus yang memenuhi ketentuan yang diterapkan akan memberikan jaminan bagi PMT itu sendiri sehingga terhindar dari kegagalan isolasi.
Gambar 3.2 Prinsip Kerja Pengukuran Tahanan Isolasi Insulation Tester banyak jenisnya, masingmasing memiliki spesifikasi yang berbeda antara yang satu dengan yang lainnya. Mulai dari type sederhana, menengah sampai yang canggih. Tampilannya juga banyak ragamnya, mulai dari tampilan analog, semi digital dan digital murni. Berikut ini hasil dari pengukuran tahanan isolasi pada pemutus tenaga:
c. Pengukuran Tahanan Pentanahan Peralatan ataupun titik netral system tenaga listrik yang dihubungkan ke tanah dengan suatu pentanahan yang ada di gardu induk dimana system pentanahan tersebut dibuat dalam tanah dengan struktur bentuk mesh, Nilai tahanan Pentanahan di Gardu Induk bervariasi besarnya nilai tahanan tanah dapat ditentukan oleh kondisi tanah itu sendiri. Semakin kecil nilai pentanahannya maka akan semakin baik. Cara kerja alat ukur pentanahan menggunakan prinsip alat ukur Galvanometer (Prinsip Kesetimbangan)
Gambar 3.3 Prinsip Galvanometer Data Pengukuran Tahanan Pentanahan
Tabel 3.3 Data Pengukuran Tahanan Pentanahan d. Tahanan Kontak Rangkaian tenaga listrik sebagian besar terdiri dari banyak titik sambungan. Sambungan adalah dua atau lebih permukaan dari beberapa jenis konduktor bertemu secara fisik sehingga arus energi listrik dapat disalurkan tanpa hambatan terhadap arus yang melaluinya sehingga akan terjadi panas dan menjadikan kerugian teknis. Rugi ini sangat signifikan jika nilai tahanan kontaknya tinggi. Sambungan antara konduktor dengan PMT atau peralatan lain merupakan tahanan kontak yang syarat tahanannya memenuhi kaidah Hukum Ohm sebagai berikut: = I .R
Jika disapat kondisi tahanan kontak sebesar 1 Ohm dan arus yang mengalir adalah 100 Ampere maka ruginya adalah 2
= I .R = 100 watt
Prinsip dasarnya adalah sama dengan alat ukur tahanan murni tetapi pada tahanan kontak arus yang dialirkan lebih besar yaitu 100 Ampere. Cara Pengukuran alat ukur tahanan kontak terdiri dari sumber arus dan alat ukur tegangan. Dengan system elektronik maka pembacaan dapat diketahui dengan baik dan ketelitian yang baik pula. Tabel 3.2 Data Pengukuran Tahanan Isolasi
system 150 kV= 120 mili detik dan final draft Grid Code 2001 untuk system 500 kV= 90 mili detik.
Gambar 3.5 Blok Diagram Uji Kebersamaan Kontak Gambar 3.4 Pengukuran Tahanan Kontak PMT
Data Uji Kebersamaan PMT
Data Pengukuran Tahanan Kontak
Tabel 3.4 Data Pengukuran Tahanan Kontak e. Kebersamaan Kontak Tujuan dari pengujian keserempakan PMT adalah untuk mengetahui waktu kerja PMT secara individu serta mengetahui keserempakan PMT pada saat menutup atau membuka. Berdasarkan cara kerja penggerak, maka PMT dapat dibedakan atas jenis three pole (penggerak PMT tiga fasa) dan single pole (penggerak PMT satu fasa). Untuk T/L Bay biasanya PMT menggunakan jenis single pole dengan maksud PMT tersebut dapat trip satu fasa apabila terjadi gangguan satu fasa ke tanah dan dapat reclose satu fasa yang disebut SPAR ( Single Pole Auto Reclose). Namun apabila gangguan pada penghantar fasa-fasa maupun tifga fasa maka PMT tersebut harus trip 3 fasa secara serempak. Apabila PMT tidak trip secara serempak akan menyebabkan gangguan, untuk itu biasanya terakhir ada system proteksi namanya pole discrepancy relay yang memberikan perintah trip kepada ketiga PMT. Hal yang sama juga untuk proses menutup PMT maka yang tipe single pole ataupun three pole harus menutup secara serempak pada fasa R, S, T, kalau tidak maka dapat menjadi suatu gangguan di dalam system tenaga listrik dan menyebabkan system proteksi bekerja. Pada waktu PMT trip akibat suatu gangguan pada system tenaga listrik diharapkann PMT bejerja dengan sepat sehingga clearing time yang diharapkan sesuai standar SPLN No 52-1 1983 untuk system 70 kV= 150 mili detik dan SPLN No 52-1 1984 untuk
Tabel 3.5 Data Pengukuran Kebersamaan Kontak Dari data hasil pemeliharaan di atas maka dapat disimpulkan bahwa Pemutus Tenaga ( Circuit Breaker ) layak digunakan karena masih dalam batas yang diijinkan menurut standar pengujian Standart VDE Catalouge 228/4. III.
Penutup
4.1 Simpulan 1. Pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) adalah proses kegiatan yang dilakukan terhadap Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) sehingga didalam operasinya Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) dapat memenuhi fungsi yang dikehendaki secara terus menerus sesuai karakteristiknya 2. Pemeliharaan Pemutus Tenaga yang berupa monitoring dan dilakukan oleh petugas operator setiap hari untuk Gardu Induk. 3. Pemeliharaan Pemutus Tenaga berupa pemeriksaan, pengukuran dan pengujian dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun. 4. Sesuai dengan standar SPLN 50 – 1982 sebagaimana diuraikan juga dalam IEC 76 (1976), hasil pemeliharaan Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) Merk Siemens Type3AQ1 Nomor Seri 94/K35012644 dapat disimpulkan bahwa layak untuk dioperasikan.
4.2 Saran 1. Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) yang menggunakan media gas SF6 harus selalu dilakukan monitoring tekanan gas SF6 untuk keandalan dalam bekerja. 2. Mekanik Pemutus Tenaga (Circuit Breaker) harus selalu dibersihkan agar tidak terjadi korosi akibat kelembapan udara.
DAFTAR PUSTAKA [1] Agus Cahyono, Tri, 2008, LASO (Less Attended Substation Operation), PT PLN (Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali Region Jawa Tengah dan DIY. [2] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta Raya, 1981, Operasi dan Memelihara Peralatan, PLN Pembangkitan Jawa Barat Dan Jakarta Raya. [3] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN (Persero). [4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1) Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu Induk, 2008, Pemeliharaan Peralatan GI / GITET , PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan dan Pelatihan.
BIODATA PENULIS
Septiantoro Hudananta (091910201008) lahir di Lamongan pada tanggal 9 September 1991. Pertama kali menempuh pendidikan di SDN Sidomlangean, kemudian melanjutkan studinya ke SLTPN 1 Kedungpring. Setelah lulus penulis melanjutkan pendidikan di SMAN 1 Babat. Kini penulis, sedang menempuh pendidikan Strata 1 Jurusan Elektro di Universitas Jember dengan konsentrasi ketenagaan.
