proteksi dan maintenance Transformator

Laporan Kerja Praktek di PT. Chevron Pacific Indonesia

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PT. Chevron Pacific Indonesia (CPI) adalah perusahan produsen minyak bumi terbesar di Indonesia. Untuk minyak dan kondensat, hasil produksi PT. CPI mencapai 400.000 barel per hari yang setara dengan hamper 50% produksi minyak bumi di Indonesia. Hasil produksi ini diperoleh dari ribuan sumur minyak yang tersebar di 88 lapangan minyak milik PT. CPI di Provinsi Riau, Indonesia. Produksi minyak bumi adalah urat nadi yang menentukan berjalannya perusahaan ini. Karena itu setiap sumur minyak harus tetap terjaga kelancaran operasinya. Cara terbaik untuk menjaga kondisi sumur minyak tentunya dengan melakukan pengecekan status seluruh sumur minyak beserta pendukungnya salah satunya alat-alat pemompa yang digerakkan oleh motor, injeksi uap air, dan peralatan produksi lainnya yang seluruhnya menggunakan energi listrik. Mengingat pentingnya energi listrik bagi PT. CPI ini, maka harus diusahakan agar energi listrik dapat tersedia secara kontinu dan harus memiliki reliabilitas serta keandalan yang tinggi. Kegagalan dalam pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik akibat gangguan-gangguan pada sistem kelistrikan di perusahaan ini dapat menyebabkan terhentinya proses produksi. Sekali saja sistem kelistrikan terganggu, kerugian atau Loss Production akan sangat besar pengaruhnya mengingat kapasitas produksi yang sangat tinggi setiap harinya. Dalam hal ini Transformator daya merupakan salah satu bagian peralatan penting dalam proses transmisi maupun distribusi dari energi listrik. Fungsinya antara lain adalah sebagai penaik tegangan (trafo Step-up) yang bertujuan untuk mengurangi rugi-rugi pada transmisi dan juga sebagai penurun tegangan (transformator) yang nantinya dari transformator ini disalurkan ke masing-masing wilayah yang akan menggunakan energi listrik. Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara

Page 1


Oleh karena itu demi tercapainya kontinuitas layanan, maka perlu dilakukan maintenance secara berkala sehingga kondisi trafo dapat terus terpantau. Selain itu juga perlu dilakukan dilakukan proteksi dari berbagai gangguan gangguan yang mungkin terjadi dengan menggunakan berbagai macam jenis alat proteksi. Dengan itu maka penulis melakukan kerja praktek di PT. CPI, untuk melihat secara langsung dan mencari informasi mengenai bagaimana sistematika maintenance dan proteksi dari Transformator daya. Karena PT. CPI adalah perusahaan yang memiliki pembangkit sendiri dengan kualitas dan kontinuitas energi listrik yang baik. 1.2 Tujuan Kerja Praktek

Selai untuk memenuhi salah satu mata kuliah wajib bagi mahasiswa Teknik Elektro Universitas Sumatera Utara, yaitu mata kuliah Kerja Praktek dengan bobot 2 SKS, kerja praktek ini juga memiliki tujuan : 1.

Membuk Membukaa wawasan wawasan mahasi mahasiswa swa menge mengenai nai aplika aplikasi si dan impleme implementa ntasi si bidang ilmu yang telah dipelajari pada dunia nyata

2.

Member Memberika ikan n kesemp kesempatan atan bagi bagi maha mahasis siswa wa untuk untuk memp mempero eroleh leh hands-on

experience dan merasakan sendiri suasana dunia kerja 3.

Member Memberika ikan n kesempa kesempatan tan bagi bagi mahasisw mahasiswaa untuk mempel mempelajar ajarii struktur struktur organisasi, pembagian tugas, sistem bisnis, peraturan kerja, dan hal-hal lain yang berhubungan dengan operasi perusahaan

4.

Mengas Mengasah ah

kemam kemampu puan an

mahasi mahasiswa swa

untu untuk k

berpiki berpikiss

analiti analitiss

dan

memecahkan masalah berdasarkan hal-hal yang telah dipelajari 5.

Mengetahui Mengetahui bagaimana bagaimana proses proses maintenance maintenance dan proteksi proteksi transformato transformator r daya

Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara

Page 2


1.3 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Kerja Praktek ini dilaksanakan pada 

Tanggal Tanggal

: 25 januari januari – 25 Februari Februari 2011



Tempat

: PT. Chevron Pacific Indonesia , Distrik Duri. Departemen

Power Generation & Transmission (PG&T)

1.4 Metodologi Penulisan

Metodologi

yang

digunakan

dalam

pelaksanaan

kerja

praktek,

pengumpulan data, dan penyusunan laporan adalah sebagai berikut : 1. Stud Studii Lite Litera ratu tur r Studi Literatur diperlukan untuk memperoleh referensi mengenai permasalahan yang akan diteliti. Literatur yang digunakan bersumber dari buku, internet, manual data, dan slide-slide teknis yang dimiliki oleh PT. CPI 2. Disk Diskus usii dan dan Wa Wawa wanc ncara ara Diskusi dilakukan dengan pembimbing kerja praktek yang merupakan

Power System Engineer di PG&T. Selain itu, dilakukan juga diskusi dengan engineer-engineer lainnya yang memiliki pengalaman dan berhubungan dengan sistem proteksi dan maintenance pada transformator daya di PG&T dan TDO Bekasap 3. Stud Studii Lapa Lapan ngan gan Dilakukan dengan : 

Mengamati kondisi fisik dan berbagai alat proteksi yang digunakan pada transformator

di TDO Bekasap Duri, Central Duri dan dan pada

Berbagai Substation area


Page 3


1.5 Batasan Masalah

Adapun laporan kerja praktek ini akan membahas mengenai maintenance & proteksi Transformator daya pada PT. Chevron Pacific Indonesia

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika yang penulis gunakan dalam penulisan laporan kerja praktek kali ini adalah : BAB I

PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang dilakukannya kerja praktek, tujuan dan manfaat kerja praktek baik bagi mahasiswa, universitas dan perusahaan, waktu dan tempat dilaksanakannya kerja praktek, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan laporan kerja praktek. BAB II

PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA

Berisi tentang sejarah singkat PT. CPI, lokasi dan daerah operasi, bahan baku

dan produk, kegiatan operasi berupa kegiatan

eksplorasi, kegiatan produksi dan lapangan minyak. Bab ini juga berisikan penjelasan mengenai Departement PG&T yaitu berupa tinjauan umum, struktur organisasi, adsministrator, planning and development dan dan transmission ditribution and operation. operation. Selain itu bab ini juga akan membahas mengenai sistem kelistrikan di PT. CPI yaitu berupa

sistem pembangkit tenaga listrik, sistem

transmisi dan distribusi, distribusi, substation, hot hot line network, dan SCADA. BAB III III

TRAN RANSFOR SFORM MATO TOR R PADA PADA SIS SISTE TEM M KEL KELISTR ISTRIK IKAN AN PT PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA


Page 4


Berisikan transformator mator secara umum yang dipakai pada sistem kelistrikan PT. CPI. Mulai dari Prinsip kerja trafo, bagian bagian trafo mulai dari bagian utama hingga peralatan bantau. Bab ini juga membahas mengenai klasifikasi trafo yang digunakan PT CPI yang dilengkapi dengan gambar ilustrasi BAB IV

POW OWER ER TRAN TRANSF SFO ORME RMER STAN TANDAR DART MAINT AINTE ENAN NANCE

membahas mengenai standart maintenance trafo, jenis-jenis maintenance dan berbagai jenis pengujian yang dilakukan pada rele BAB V

PROTEKSI TRANSFORMATOR

Membahas mengenai Sistem proteksi pada transformator daya. Mulai dari tinjauan proteksi secara umum hingga pembahasan mengenai semua jenis rele yang digunakan guna memproteksi transformator pada sistem kelistrikan PT. CPI BAB VI

PENUTUP

Berisikan kesimpulan akan topik yang dibahas dan berupa saran , dan juga beberapa data lampiran yang mendukung isi laporan


Page 5


BAB II PT. CHEVRON PACIFIC INDONESIA

2.1 2.1

Seja Sejara rah h Sing Singka katt PT. PT. Chev Chevro ron n Paci Pacifi ficc Indo Indone nesi sia a

Pada Tahun 1942, tim survei eksplorasi yang bernama Standard Oil Company of California (SOCAL) mempelopori berdirinya PT. Chevron Pacific Indonesia yang berlokasi di Sumatera Tengah, Kalimantan dan khususnya di daerah Aceh. Usaha yang dilakukan oleh tim eksplorasi SOCAL tersebut sempat terhenti karena Indonesia pada waktu itu masih berada di bawah penjajahan Hindia Belanda. Namun usaha eksplorasi itu tidak berhenti secara total karena pada bulan Juni 1930 tim eksplorasi SOCAL membentuk n.v. Nederlandsche Pacific Petroleum Maatschappij (NPPM). Pada tahun 1936 1936 TEXACO TEXACO Inc. (perusahaan (perusahaan yang yang berlokasi berlokasi di Texas, USA ) bersama dengan SOCAL sepakat untuk bergabung dan membentuk perusahaan California-Texas Petroleum Corporation (CALTEX). Hasil penelitian kegiatan geofisika yang dilakukan sekitar tahun 19361937 mengindikasikan bahwa prospek minyak yang lebih besar terletak di daerah Selatan. Kegiatan eksplorasi untuk pertama kali dilakukan pada bulan April 1939 di daerah lapangan Kubu 1. Kegiatan eksplorasi pada tahun-tahun selanjutnya dilakukan oleh Jepang. Hal ini dapat dilihat dari proses pengeboran yang selesai dilakukan pada saat pendudukan Jepang atas Indonesia. Perlu diketahui bahwa pengeboran yang dilakukan oleh Jepang merupakan satu-satunya sumur Wild Cat di Indonesia selama Perang Dunia kedua yang mempunyai kedalaman 2623 ft (±787 m). Kegiatan Jepang ini tidak berlangsung lama karena adanya perang kemerdekaan Indonesia hingga tahun 1946.


Page 6


Setelah Perang Dunia II berakhir, kegiatan eksplorasi dipusatkan untuk pengembangan lapangan Minas. Dengan ditemukannya teknologi perminyakan yang canggih, kemungkinan besar untuk memperpanjang “harapan hidup” industri perminyakan di Indonesia dapat terus bertahan seperti ladang minyak di Duri. Dengan teknologi perminyakan yang canggih yaitu menggunakan teknologi steam dapat meningkatkan produksi minyak per hari 6 kali dari yang sebelumnya atau dari ±50000 barel per hari menjadi ±300000 barel per hari. Teknologi ini diterapkan mengingat bahwa kadar kekentalan minyak bumi yang ada di Duri sangat tinggi dan sulit untuk dipompa keluar. Dengan bantuan injeksi uap ke dalam tanah akan membantu keluarnya minyak ke permukaan tanah. Ladang minyak Duri telah memberikan sumbagan yang cukup besar terhadap produksi minyak Indonesia yaitu sebesar 8% dan 42% dari seluruh total produksi minyak PT.CPI. Akan tetapi produksi minyak di Duri mulai mengalami penurunan pada tahun 1964, yang akan sangat berpengaruh pada “Economic Life

Expectacy” dari perusahaan. Untuk mengatasi masalah tersebut PT. CPI menciptakan Proyek Injeksi Uap di ladang minyak Duri, diresmikan Soeharto pada Maret 1991. Rancangan injeksi uap ini diterapkan secara efektif pada lading dengan pola yang bervariasi antara lain “pola tujuh titik” yaitu sumur injeksi untuk Pada 11 Maret 1995 PT CPI menerapkan suatu sistem manajemen yang disebut organisasi Strategic Business unit (SBU). Jika pada sistem yang lama ( District System) garis koordinasi manajemen bersifat sentralistik, dalam SBU garis koordinasi manajemen bersifat desentralistik atau otonomisasi. Akhirnya pada 10 Oktober 2001 dua perusahaan besar induk PT CPI yaitu

Chevron dan Texaco bergabung menjadi ChevronTexaco. Dan sejak saat itu manajemen PT CPI juga ikut berubah dari SBU menjadi Indonesia Business Unit (IBU). Dan pada akhir tahun 2005, nama Caltex Pacific Indonesia berubah menjadi Chevron Pacific Indonesia.


Page 7


2.2. .2.

Lok Lokasi asi dan dan Daer Daera ah Ope Opera rasi si

Area operasi PT. CPI saat ini terdiri dari lapangan Duri yang merupakan satu-satunya wilayah yang memproduksi minyak berat ( heavy oil ) sebanyak kurang lebih 200000 BOPD, dan area operasi minyak ringan yang terdiri dari Sumatera bagian utara yang meliputi Bangko, Balam, Bekasap, Petani dan Sumatera bagian Sselatan yang meliputi Minas, Libo, dan Petapahan yang secara keseluruhan memproduksi minyak ringan sebanyak kurang lebih 250000 BOPD. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar di bawah ini (kecuali daerah berwarna merah jambu).

MALAYSI INDONESI

RUPAT ISLAND

N

DUMA

S K B

BANGKO

SIAKBLOCK

(CPP)

O CK

25Kms

BENGKALIS ISLAND

COASTAL PLAIN COASTAL (CPP)

SIAKBL OCK

ROKANBLOCK

DURI PADANG ISLAND RANGSANG ISLAND

BEKASAP LIBO

MO UN ( TAI MF N K ) FR ON T

TEBING TINGGI ISLAND

COASTAL PLAIN COASTAL (CPP) KOTABATAK MINAS ZAMRUD

(CPP) PEKANBARU (CPP)

PEKANBAR

INDEX IN DEX MAP

LE GEND ROKAN BLOCK ROKAN SIAK SIA K BLO BLOCK CK CPP BLO BLOCK CK MFK BLOCK

Are a

Produci ng

Production

Contra ct ct

Na me

Fi e l ds

1999 (BOPD)

Ex pira tion

Rokan Block

76

672,407

08 / 2021

Siak Block

4

2,613

11 / 2013

CPP Block

25

70,150

08 / 2001

MFK Block

1

73 7

01 / 2005

TOTAL

106

745,907

KUANTAN ( MF MF K )

Gambar 2.1 Wilayah Kerja PT. CPI Daerah kerja PT. CPI yang pertama, seluas hampir 10.000 km 2 dikenal dengan nama Kanggaroo Block terletak di Kabupaten Bengkalis. Selain mengerjakan daerahnya sendiri PT. CPI juga bertindak sebagai operator bagi

Calastiatic / Chevron dan Topco / Texaco (C & T).


Page 8


Berdasarkan luas operasi dan kondisi geografis yang ada serta pertimbang pertimbangan an efisiensi efisiensi dalam pengoperas pengoperasian, ian, maka PT. CPI membagi membagi lokasi lokasi daerah operasi menjadi 5 distrik yaitu: 1.

Dist Distrik rik Jak Jakart arta, a, seba sebaga gaii pusat pusat admi admini nist stras rasii selur seluruh uhny nya. a.

2.

Distrik Distrik Rumbai Rumbai,, meru merupak pakan an pusa pusatt admin administ istras rasii PT.C PT.CPI PI di di Sumat Sumatera. era.

3.

Dist Distrik rik Min Minas as,, merup merupak akan an dae daerah rah ope operas rasii (seki (sekitar tar 30 30 km dar darii Rumb Rumbai) ai)..

4.

Distrik Distrik Duri, Duri, meru merupak pakan an daera daerah h oper operasi asi (sekit (sekitar ar 112 112 km dari dari distr distrik ik Rumbai).

5.

Distrik Distrik Dumai, Dumai, merupak merupakan an tempat tempat pelabu pelabuhan han tempat tempat pemasar pemasaran an / pengapalan minyak mentah (sekitar 184 km dari Rumbai) arah Timur Laut.

2.3.

Bahan Baku da dan Produk

PT. Chevron Pacific Indonesia secara bisnis hanya bergerak di bidang eksploitasi minyak bumi. Cakupan eksploitasi adalah mulai dari evaluasi kandungan reservoir hingga memproduksinya dari dalam perut bumi. Produk yang dihasilkan oleh PT. CPI CPI adalah minyak mentah yang akan dipasarkan dipasarkan di beberapa negara untuk pengolahan lebih lanjut. 2.4

Kegiatan Operasi

2.4.1. Kegiatan Eksplorasi

Sumur-sumur yang dibor sejak tahun 1968 menghasilkan banyak temuan baru. Sampai tahun 1990 pengeboran eksplorasi telah menghasilkan 119 temuan (minyak atau gas). Temuan utama yang terjadi sejak tahun1989 adalah Lapangan Rintis dan Jingga di daerah KPS Mountain Front-Kuantan yang menjadi daerahdaerah produksi baru sekaligus meningkatkan kegiatan eksplorasi di daerah sekitarnya. Hingga kini, PT. CPI telah memiliki lebih dari 70.000 km data seismik, 56.000 km diantaranya dari daerah Riau Daratan. Kegiatan operasi pencarian


Page 9


ladang minyak baru sudah tidak gencar lagi dilakukan. Kegiatan yang terus dilakukan adalah meningkatkan produksi minyak dari sumur-sumur produksi yang telah ada (enhanced oil recovery).

2.4.2. Kegiatan Produksi

Untuk meningkatkan produksi minyak yang cenderung terus menurun, diantaranya yang dilakukan adalah: 1. Menginjeks Menginjeksikan ikan air yang yang dilakukan dilakukan di distik distik Bekasap. Bekasap. 2. Menginjeks Menginjeksikan ikan air panas panas yang yang dilakukan dilakukan di distrik distrik Minas Minas dan Zamrud Zamrud.. 3. Menginjeks Menginjeksikan ikan uap uap air yang dilakukan dilakukan di distrik distrik Duri.

Teknologi injeksi uap (steam Flooding) mulai diterapkan pada tahun 1981 di lapangan Duri sebagai usaha peningkatan produksi minyak bumi yang mempunyai viskositas tinggi. Kegiatan proyek yang dikenal dengan nama Duri

Steam Flood (DSF) ini terus berlangsung dan merupakan proyek injeksi uap terbesar di dunia. Kini di Area III dan IV tengah berlangsung sistem produksi penginjeks penginjeksian ian dengan dengan pola tujuh tujuh titik titik (seven spot pattern) dimana satu sumur injeksi dikelilingi oleh enam sumur produksi yang mana jika telah selesai akan meliputi areal seluas 6.600 Ha. Dengan ini akan dikembangkan secara bertahap menjadi belasan area dengan luas masing-masing 100 sampai 600 Ha. Sementara itu, terus dikembangkan Enhanced Oil Recovery (EOR) yang lain untuk memungkinkan pengambilan cadangan minyak yang tidak bisa diambil dengan metode primer serta memperbaiki faktor perolehan selain juga untuk menahan merosotnya laju produksi lapangan-lapangan yang mulai menua. Menyusul keberhasilan proyek perintis di 8 Lapangan Duri, pada tahun 1981 dimulai penerapan penyuntikan uap panas di seluruh lapangan Duri. Penyuntikan uap di area 1 kira-kira seluas 1.157 hektar sejak April 1985, di area 2


Page 10


seluas 247 hektar sejak 1986, di area 3 seluas 1457 hektar pada tahun 1987 dan pembangunan sarana produksi di area 4 dengan luas 1140 hektar. Pada tanggal 3 Maret 1990 diresmikan proyek injeksi uap terbesar di dunia.

2.4.3. Lapangan Minyak

Lapangan minyak Duri ditemukan pada tahun 1941 dengan jenis minyak yang berbeda dengan ladang-ladang yang ada di PT. CPI lainnya, dimana kondisi alamiahnya sangat kental. Lapangan minyak Duri mulai diproduksi secara konvensional pada tahun 1958, walaupun secara perhitungan hanya dapat menghasilkan 7,5% dari seluruh cadangan minyak yang ada. Hal ini ditandai dengan selesainya pembangunan saluran pipa minyak ke Dumai dengan diameter 36 inci dan dermaga minyak pelabuhan Dumai yang pertama dioperasikan. Lapangan minyak ini mencapai puncak produksi pada tahun 1965 dengan produksi 65.000 barrel perhari dengan produksi secara konvensional. Karena digunakan secara besar-besaran dan waktu produksi lama, maka secara berangsurangsur terjadi penurunan produksi sebesar 13% pertahunnya. Untuk mengantisipasi masalah ini, maka PT. CPI menerapkan metode

Enhanced Oil Recovery (EOR). Uji coba terhadap sebuah sumur minyak dengan menggunakan teknologi EOR-injeksi EOR-injeksi air, pertama kali diterapkan pada pada

tahun

1963. Penerapan teknologi ini dapat meningkatkan perolehan minyak, namun secara ekonomis kurang menguntungkan karena hanya memberikan kenaikan sebesar 16%.Berdasarkan masalah tersebut PT. CPI terus meningkatkan cara penambangan, salah satunya dengan penerapan sistem injeksi uap dengan teknologi Huff and Puff yang diterapkan oleh Texaco. Sebagai studi perbandingan, Chevron melakukan uji coba penginjeksian soda caustic dan hasilnya menunjukan bahwa penginjeksian soda caustic ini tidak


Page 11


memberikan peningkatan yang berarti, namun setelah diuji coba dengan sistem penginjeksian uap didapatkan peningkatan yang sangat besar, sebesar 55%. Pada tahun 1981 PT. CPI mulai menerapkan sistem injeksi uap dengan pembangunan area I dan pada tahun 1988 penggunaan injeksi uap ini. Pada tahun 1989 produksi minyak mentah mencapai 130.000 barel perhari. Hasil tersebut lebih besar dibandingkan dengan produksi di dunia dengan produksi yang sama 2.5 2.5

Depa Depart rtem emen en Powe Powerr G Gen ener erat atio ion n & Tra Trans nsmi miss ssio ion n ((PG PG&T &T))

2.5.1 .5.1

Tinj Tinjau auan an Umum mum

Untuk menjalankan semua mesin – mesin produksi produksi PT. CPI, baik baik pompa angguk maupun ESP ( Electrical Submersible Pump) serta peralatan listrik lainnya, diperlukan energi dalam jumlah yang cukup besar. Untuk memenuhi kebutuhan ini, PT. CPI memiliki departemen khusus yang menangani masalah kelistrikan yanng terdiri dari pembangkitan, transmisi, dan distribusi. Sampai tahun 1968, sebagian besar dari kebutuhan listrik PT. CPI diperoleh dari puluhan buah enginator (perpaduan mesin dan generator) yang tersebar disetiap lokasi dengan kapasitas sekitar 60 kW. Pada saat itu sistem enginator masih dirasakan efisien memasok energi listrik yang dibutuhkan untuk menggerakkan pompa di sumur pengeboran. Melihat perkembangan sumur minyak yang menggunakan pompa semakin banyak di lokasi yang berjauhan, manajemen PT. CPI membuat sebuah sistem tenaga listrik yang lebih handal dibandingkan dengan hanya mengandalkan enginator . Pada tahun 1969 diresmikan pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) Duri yang terdiri dari 2 unit generator turbin gas Sulzer buatan Swiss dengan kapasitas masing masing – masing 10 MW. Dengan beroperasinya PLTG Duri ini, maka lahirlah sebuah departemen baru di PT. CPI dengan nama Power

Generation and Transmission (PG&T) yaitu sebuah departemen yang bertugas menyediakan tenaga listrik dan menghasilkan uap melalui pemanfaatan panas dari


Page 12


gas buang turbin untuk mendukung kebutuhan RG-SBU. Sebagai departemen yang bertanggung jawab membangkitkan dan mencatu daya listrik di perusahaan ini, Departemen PG&T yang bernaung di dalam Divisi Support Operation mengemban tugas sebagai berikut : 1.

Membangkitk Membangkitkan an daya listrik yang yang cukup cukup dan berkesinambu berkesinambungan ngan secara efisien guna memenuhi pertumbuhan beban di PT. CPI.

2.

Mencatu Mencatu daya daya listr listrik ik yang yang andal andal dan dan baku baku guna guna memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han operasi PT. CPI.

3.

Memanf Memanfaatk aatkan an gas gas buan buang g panas panas dari dari turb turbin in – turbin turbin gas di Cent Central ral Duri Duri secara maksimal untuk menghasilkan uap guna kebutuhan operasi Duri Steam Flood.

4.

2.5. 2.5.2 2

Memper Mempertah tahank ankan an keselam keselamatan atan kerja kerja yang yang tinggi tinggi

Stru Strukt ktur ur Or Orga gani nisa sasi si PG&T PG&T

Dalam struktur organisasi perusahaan, PG&T termasuk salah satu departemen yang bernaung di bawah Support Operation SBU. Sejalan dengan misi yang digariskannya, PG&T memiliki misi sebagai berikut : “Menyediakan tenaga listrik dan menghasilkan uap melalui pemanfaatan panas dari gas buang turbin untuk mendukung kebutuhan RG&SBU dan lainnya dengan menjunjung tinggi kepentingan pelanggan, pengendalian mutu terpadu serta keselamatan, kesehatan, dan lingkungan kerja.” Dalam menjalankan menjalankan pengoperasia pengoperasian n sehari sehari – hari, PG&T memiliki memiliki sub sub – sub bagian, yaitu : 1.

Administrator

2.

Busine Business ss and Engine Engineerin ering g Suppor Supportt (B&E (B&ES) S)

3.

Powe Powerr Gener Generati ation on and and Ope Operat ratio ion n (PG& (PG&O) O)

4.

Transm Transmiss ission ion Distrib Distributi ution on and and Oper Operatio ation n (TD&O (TD&O))


Page 13


5. 2.5.3

Gas Gas Turb Turbin inee Main Mainte tena nanc ncee (GTM (GTM)) Administrator

Tim ini merupakan tim yang bertugas untuk untuk menangani masalah – masalah administrasi departemen, hubungan interdepartemen , maupun antardepartemen atau dengan relasi lain.

2.5.4 2.5.4

Busine Business ss and Engine Engineer ering ing Sup Suppor portt

Tim B&ES bertugas bertugas mengkoordinasikan segala hal yang berkaitan dengan pengembangan dan perencanaan, misalnya estimasi jumlah beban sepuluh tahun yang akan datang sehingga dapat dilakukan antisipasi dengan membangun power

plant tambahan untuk mengimbangi meningkatnya beban. Di samping itu, P&D juga menghitu menghitung ng biaya – biaya yang yang dikeluarkan dikeluarkan untuk kegiatan kegiatan operasion operasional al PG&T dan mengusahakannya agar mencapai taraf optimal. Tanggung jawab dari P&D antara lain : a.

Bertan Bertanggu ggung ng jawab jawab atas atas semua semua peren perencan canaan aan dan dan pengem pengemban bangan gan dari dari PG&T.

b.

Melakukan Melakukan kegiatan kegiatan peneliti penelitian an untuk untuk menghasilk menghasilkan an rancang rancangan an estimas estimasii pertumbuhan beban dengan menggunakan parameter yang ada, misalnya pertumbuhan sumur minyak, bertambahnya mesin pompa produksi dan sebagainya.

c.

Bertan Bertanggu ggung ng jawab jawab atas peng pengemb embang angan an proye proyek k untuk untuk mengimb mengimbang angii pertumbuhan beban, misalnya perluasan jaringan transmisi dan pembangunan PLTG baru.

d.

Penelit Penelitian ian

dan dan

perhi perhitun tungan gan

biaya biaya

yang yang

dikelua dikeluarka rkan n

untuk untuk

membangkitkan listrik per kWH dan biaya operasional lainnya. Tim B&ES B&ES ini dikepal dikepalai ai oleh oleh seorang seorang Manager. Manager. B&ES B&ES itu sendiri sendiri terdiri dari beberapa unit kerja, yaitu Planning and Budget, Design and Construction , IT


Page 14


and Support System, Safety Health and Environment, dan Quality Improvement. Tim ini juga membawahi pengoperasian SCADA.

2.5.5 2.5.5

Transm Transmiss ission ion and Distri Distribut bution ion Ope Operat ration ion (TD&O) (TD&O)

Transmission Distribution and Operation (TD&O) merupakan tim di PG&T yang bertanggung jawab dalam pengiriman dan pendistribusian tenaga listrik yang dihasilkan oleh unit pembangkit ke ke beban, seperti pompa – pompa di sumur sumur minyak, minyak, mesin mesin – mesin indus industri tri penyangga penyangga,, penerangan penerangan jalan, jalan, dan sebagainya. Selain itu, TD&O juga mempunyai tugas lain, yaitu memelihara dan memperbaiki jaringan transmisi dan distribusi di PT. CPI. Dalam rangka menjalankan tugasnya, tim ini dibagi lagi menjadi beberapa unit, yaitu :

a.

Powe Powerr Lin Line Mai Mainten tenance ance Bertugas memeriksa jaringan transmisi dan distribusi, mengirim informasi jika terjadi kerusakan pada jaringan yang dapat menimbulkan gangguan untuk diperbaiki dengan menggunakan patrol jaringan ( line ). Aktivitas lainnya adalah memelihara dan memperbaiki jaringan patrol ). transmisi dan distribusi serta melaksanakan commissioning untuk instalasi alat baru dan menghubungkannya dengan jaringan yang sudah beroperasi.

Dalam

melakukan

tugas

perbaikan

tersebut

harus

diperhitung diperhitungkan kan dampak dampak kehilanga kehilangan n produksi produksi dari dari sumur sumur – sumur sumur minyak produksi. Jika pekerjaan tersebut dianggap mengganggu produksi minyak, maka akan dilakukan pekerjaan dalam keadaan bertegangan atau hot line work .

b.

Subs Substa tati tion on and and Con Contr trol ol Syst System em


Page 15


Kegiatan yang yang

dilakukan antara lain memasang, memelihara, dan dan

memperbaiki seluruh peralatan yang terpasang pada substation seperti lain. Circuit Breaker, Switchgear, Trafo, Relay, dan lain – lain. c.

Powe Powerr Syst System em Engi Engine neeri ering ng (PSE (PSE)) Kegiatan unit rekayasa sistem ini antara lain menganalisa segala gangguan gangguan yang yang mungkin mungkin terjadi terjadi di areanya areanya masing masing – masing masing dan mengusahakan perlindungan secara maksimal. Secara keseluruhan, tugas PSE adalah : 

Bertanggung jawab terhadap kelancaran aliran energi listrik.



Menentukan pengaturan relay suatu jaringan.



Menganalisa gangguan gangguan dan memberikan solusi terbaik.



Merancang suatu sistem tenaga listrik dengan tingkat kestabilan yang dapat diandalkan.

Karena unit kerja yang harus ditangani TD&O sangat luas, tim ini dibagi berdasarka berdasarkan n daerah daerah operasi operasinya. nya. Tiap – tiap wilayah wilayah dipimpin dipimpin oleh oleh satu orang

Team Manager . Ada 4 unit TD&O dalam departemen, yaitu : 1.

TD&O TD&O Beka Bekasa sap p

:

melip elipu uti

daer daerah ah

Bekas ekasap ap/P /Pet etan ani, i,

Libo,Bangko/Balam, distrik Duri dan sekitarnya. 2.

TD&O Duri

: me meliputi Du Duri fi field, ku kulim, di distrik Du Dumai da dan

sekitarnya. 3.

TD&O Minas

:

melipu iputi distrik Minas inas,, Mina inas field eld, dan

sekitarnya. 4.

TD&O TD&O Rumb Rumbai ai

: mel melip iput utii dis distr trik ik Rumb Rumbai ai,, Ped Pedad ada, a, Peta Petapa paha han, n, dan dan

sekitarnya.


Page 16


2.6. Sistem Kelistrikan 2.6.1 Gambaran Umum Jenis-Jenis Pembangkit Pembangkit Tenaga Tenaga Listrik

Sistem pembangkitan

listrik yang umum digunakan adalah

generator yang digerakkan oleh turbin. Turbin ini digerakkan oleh energi dari luar, misalnya air, gas, uap, panas bumi, nuklir, dan lain-lain. Pemilihan sumber penggerak turbin ini mempertimbangkan banyak hal. Misalkan biaya operasi dan biaya investasi pembangkit, selain itu lokasi dan kondisi daerah pembangkit juga menjadi pertimbangan. Adapun beberapa jenis pembangkit listrik secara yang konvensional konvensional adalah adala h sebagai berikut : 

PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Merupakan jenis pembangkit listrik yang memanfaatkan energi potensial dan energi kinetik dari air sebagai pemutar turbin generator. Dalam hal ini sangat diperlukan debit air, faktor ketinggian jatuh air (h), dan laju air (q). Secara matematis matematis dapat dapat ditulis ditulis : P = 9.81 qh

Gambar 2.2: Siklus Pembangkitan listrik Tenaga Air


Page 17




PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap) Sebenarnya jenis pembangkit ini bisa dikatakan pembangkit listrik tenaga air karena memang bahan baku yang digunakan adalah air. Namun perbedaannya adalah pada PLTU terdapat sebuah siklus dimana air akan berubah menjadi uap dan uap menjadi air. Air yang digunakan digunakan adalah air demin (demineralized ) yang memiliki kadar konduktivitas yang lebih tinggi.

Air denim ini dipanaskan dalam sebuah boiler yang biasanya menggunakan batubara sebagai bahan bakuny. Setelah air berubah menjadi uap kemudian dikeringkan oleh super heater. Setelah itu uap kering ini digunakan untuk memutar turbin. Kemudian Kemudian uap akan dikondensat menjadi air pada kondensator.

Gambar 2.3: siklus Pembangkit Listrik Tenaga Uap



Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPb) Merupak Merupakan an Pemba Pembangk ngkit it Listrik Listrik ( Power generator ) yang menggunakan Panas bumi (Geothermal) (Geothermal) sebagai sebagai energi penggeraknya. penggeraknya. Untuk Untuk membangkitkan membangkitkan listrik dengan dengan panas panas bumi bumi dilakukan dilakukan dengan dengan mengebor mengebor tanah tanah di daerah daerah yang berpotensi panas bumi untuk membuat lubang gas panas yang akan dimanfaatkan dimanfaatkan untuk untuk memanask memanaskan an ketel ketel uap uap (boiler ) sehingga uapnya bisa menggerakkan menggerakkan turbin turbin uap yang tersambu tersambung ng ke Generator . Untuk panas bumi yang mempunyai mempunyai tekanan tekanan tinggi, tinggi, dapat langsung langsung memutar memutar turbin generator, generator, setelah uap yang keluar dibersihkan terlebih dahulu. Pembangkit listrik tenaga panas bumi termasuk sumber Energi terbaharui.


Page 18


2.6.2 Sistem Pembangkita Pembangkitan n dan Kelistrik Kelistrikan an di PT. PT. CPI 2.6.2.1 Sistem Pembangkitan Pembangkitan Energi Energi Listrik

Memiliki Memiliki pembangkit pembangkit sendiri sendiri sebagai sumber sumber tenaga listrik adalah suatu suatu keharusan bagi industri-industri besar dengan komsumsi daya listrik yang besar. Untuk Untuk itu

PT Chevro Chevron n Pacific Pacific Indones Indonesia ia sudah mempunyai mempunyai unit pembang pembangkit kit

sendiri sendiri dan memilih pemban pembangki gkitt gas turbin turbin sebagai sebagai sistem pemban pembangkitan gkitan tenaga tenaga listrik. listrik. Salah satu keunggulan keunggulan dari turbin turbin gas yang dapat segera segera dioperasikan dioperasikan dengan waktu start kurang dari 15 menit, yang jauh lebih cepat dibandingkan turbin uap uap yang membutuhkan waktu hingga hingga berjam-jam. Beberapa turbin gas, yaitu pada Central Duri dan Cogen, berdampingan dengan WHRSG (Waste Heat Recovery Steam Generator) yang memanfaatkan gas buang turbin gas untuk membuat steam/uap yang nantinya dimanfaatkan untuk injeksi uap agar minyak mudah diangkat. Beberapa alasan mengapa PLTG dipilih sebagai alternatif sistem pembangkitan adalah : a. Ukuran spesifikasi spesifikasinya nya relatif relatif kecil kecil dan dibuat dibuat dalam bentuk bentuk paket paket yang yang kompak dan sederhana. b. Hargan Harganya ya murah murah (Rp/ (Rp/KW KW daya daya terpas terpasang ang)) c. Biaya

pemasangan/ pemasangan/pemba pembangun ngunannya annya

cepat

dan

rendah, rendah,

karena karena

pemasangan bagian-bagian dilakukan di pabrik. d. Dapat Dapat dijala dijalanka nkan n (star (start) t) deng dengan an cepat cepat e. Dapat dipasang dipasang di di sebarang sebarang tempat, tempat, tidak memerlukan memerlukan persyar persyaratan atan khusus f. Dapat di kombin kombinasikan asikan dengan dengan PLTU PLTU sehing sehingga ga menjadi menjadi siklus siklus kombinasi untuk mendapatkan rendemen total yang lebih baik.


Page 19


Prinsip Kerja Turbin Gas

Adapun Turbin gas bekerja berdasarkan suatu siklus yang dinamakan dengan siklus brayton.

Gambar Gambar 2.4 : Siklus Brayton Brayton Siklus turbin gas disebut juga siklus siklus tekanan tetap dan merupakan penerapan sikuls brayton. Siklus ini terdiri dari 4 langkah yang urutannta adalah sebagai berikut : 

1-2 udara masuk dan ditekan dalam kompresor menghasilkan udaa bertekanan pada klaor tetap



2-3 udara dari kompresor dan bahan bakar bereaksi di dalam ruang pembakaran menghasilkan gas panas (langkah pemberian kalor), pada tekanan tetap



3-4 gas panas hasil pembakaran masuk dan berekspansi dalam turbin (langkah ekspansi), pada kalor tetap.



4

gas

bekas

dari

turbin

dibuang

ke

udara

luar

(langkah

pembuangan/exhaust) Turbin gas bekerja (berputar) karena mendapat energi panas berupa gas panas hasil pembakaran bahan baker. Mesin turbin gas merupakan mesin pembakaran dalam yang kontinyu. Proses pembakaran berlangsung secara terus menerus dan terjadi pada tekanan tetap. Mesin turbin gas sering pula disebut dengan “combustion turbine”.


Page 20


Gambar 2.5: Siklus P embangkitan Listrik Tenaga Gas Secara umum prinsip prinsip kerja PLTG yang yang ada adalah dimula dimulai dari penggerak mula yaitu bagian 4) yang juga sering disebut penggerak

ula yang akan

memutar turbin saat wal start. Kemudian pada bagian (5) udara yang diperlukan untuk pembakaran d an juga pendinginan dimampatkan pada ba ian compressor (6) kemudian di mas ukkan ke dalam ruang pembakaran (7). Be itu juga dengan bahan bakar yang b asa menggunakan gas alam disemprotkan ke dalam runag pembakaran oleh se uah fuel nozzle sehingga mudah terbakar dengan bantuan sebuah ignitor pad

ruang pembakaran. Dari ruang pemba karan ini akan

dihasilkan berupa g s panas yang kemudian ditembakkan ke s udu-sudu turbin sehingga nantinya a an memutar turbin. Turbin akan menggera kkan rotor pada generator sehingga antinya akan dihasilkan GGL yang langsu g disalurkan ke trafo daya untuk untuk sela jutnya ke sistem transmisi. Sistem kelis rikan di PT Chevron Pacific Indonesi

menggunakan

frekuensi 60 Hertz, berbeda dengan frekuensi yang digunaka

PT PLN yang

nilainya 50 Hertz.

egangan pembangkitan di PT Chevron P acific Indonesia

adalah 13,8 kV, yan nantinya dinaikkan dengan step up tranfor er menjadi 115 atau 230 kV.

Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Univer sitas Sumatera Utara

Page 21


Unit Pembangkitan d i PT Chevron Pacific Indonesia terdiri dari : 

3 unit pembangkit gas turbin yang dioperasikan oleh North Duri Coge , dengan kapasitas pembangkitan total 300



W.

17 un t pembangkit gas turbin dioperasikan oleh PG&T, dengan kapasitas pembangkitan total 293 MW.

Gambar Gambar 2.6 2.6 : Sistem Tenaga Listrik PT Chevron Pacific I donesia

2.6.2.2 Sistem Transmisi

Sistem trans isi digunakan untuk menyalurkan ene rgi listrik dari pembangkit ke pusat beban. Karena daya yang disalurkan besar maka tegangan yang digunakan adal h tegangan tinggi untuk mengurangi rugi-ru i tegangan pada saluran. Dari pembangkit tegangan keluarannya adalah 13,8 kV.

emudian masuk

ke saluran transmisi setelah tegangan ditransformasikan denga n trafo step up menjadi 115 kV atau 230 kV.


Page 22


Tegangan transmisi tenaga listrik yang digunakan sistem tenaga listrik di PT Chevron Pacific Indonesia adalah 230 kV, 115 kV, dan dan 44 kV. Konfigurasi sistem transmisi terdiri dari radial transmission line (saluran transmisi radial) dan looping transmission lines (saluran transmisi looping), dengan konfigurasi 44 kV single, 115 kV single, 115 kV bundle (double), dan 230 kV bundle. Saluran transmisi yang dimiliki oleh PT Chevron Pacific Indonesia adalah: 

Saluran transmisi 230 kV sepanjang 128 km







Dalam sistem transmisi PT Chevron Pacific Indonesia menggunakan konfigurasi satu setengah bus dan konfigurasi ring bus. Yang menggunakan konfigurasi satu setengah bus adalah North Duri, Central Duri, Kota Batak Junction (KBJ), dan Minas. Sedangkan yang menggunakan Ring Bus adalah Duri, 5B, dan pada ring bus 230 kV. 2.6.2.3 Sistem Distribusi

Sistem distribusi menggunakan tegangan 13,8 kV dan 110 V. Dan beberapa lokasi ada yang menggunakan 4,16 kV, seperti di Dumai dan Rumbai. Untuk beban kantor dan perumahan menggunakan tegangan 110 110 V fase to netral atau 208 V fase to fase. Sedangkan untuk memberikan suplai ke mesin-mesin industri menggunakan tegangan 13,8 kV. Saluran distribusi yang dimiliki oleh PT. Chevron Pacific Indonesia adalah: 

Saluran distribusi 13,8 kV sepanjang 1742 km



Saluran distribusi 4,16 kV sepanjang 50 km


Page 23


Dan sistem distribusi tenaga listrik di PT Chevron Pacific Indonesia memiliki sekitar 8000 transformer. 2.6.2.4 Substation

Dalam sistem transmisi dan distribusi terdapat substation yang berguna untuk mengubah tegangan yang ditransmisikan atau didistribusikan. Di dalam substation terdapat berbagai peralatan sistem tenaga, yaitu transformator, voltage regulator, perlengkapan proteksi, bus bar, switch, lightning arr ester, dan lainnya. 2.6.2.5 Hotline Work

Hotline work adalah metode kerja perbaikan atau penyambungan jaringan tegangan tinggi tanpa mematikan aliran listrik. Tujuan penggunaan metode ini adalah : 

Untuk

menghindari

kehilangan

produksi

minyak

mentah

apabila

diperlukan adanya perbaikan dan perawatan atau penyambungan sistem tenaga listrik. 

Untuk menghindari menghindari terhentinya terhentinya seluruh seluruh kegiatan kegiatan di kantorkantor-kanto kantor, r, perumahan, dan semua fasilitas yang ada. Dengan dikeluarkannya izin melakukan hotline work oleh migas kepada

PT Chevron Pacific Indonesia, maka pemutusan arus listrik untuk keperluan perawatan jaringan transmisi dan distribusi dapat dikurangi atau dihindari sama sekali. Ada tiga metode yang digunakan pada hot line work : 

Metode hot stick (tongkat berisolasi tinggi)



Metode hand glove (dengan sarung tangan)



Metode hand bare (pegangan langsung) la ngsung) Yang digunakan digunakan PT Chevron Chevron Pacific Pacific Indonesia Indonesia adalah metode metode hot stick

dan hand bare. Metode hot stick digunakan pada tegangan 115 kV, 44kV, 13,8 Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara

Page 24


kV, atau lebih kecil. Sedangkan metode hand bare dilakukan pada tegangan 230kV. Metode hand bare dipilih untuk untuk jaringan 230 kV karena metode hand stick dirasa tidak efektif. Berikut alasan tidak digunakannya metode hot stick pada jaringan 230kV. 

Jarak konduktor dengan pekerja yang berjauhan



Tongkat yang dibutuhkan semakin panjang dan berat



Jumlah isolator yang dibutuhkan semakin banyak sehingga semakin berat Pada metode hand bare petugas menggunakan pakaian khusus, yaitu

Conduct suit lengkap dengan baju, celana, kaus kaki, sepatu, sarung tangan, dan penutup kepala. Prinsip alamiah yang digunakan adalah memegang kawat satu fasa saja, seperti burung yang bertengger pada kawat tegangan tinggi. 2.6.2.6 Supervisory Control & Data Data Acquistion Acquistion (SCADA)

Sistem SCADA ini adalah sebuah sistem pengawasan jaringan listrik pada remote area dan pengambilan pengambilan data-data data-data parameter parameter jaringan yang terpusat terpusat untuk memudahkan kontrol. Daerah instalasi jaringan listrik yang luas memerlukan suatu kontrol atau koordinasi ang baik agar semua peralatan yang teradapat dalam sistem dapat bekerja secara simultan dan memuaskan. Sistem kontrol ini diperlukan agar kinerja sistem dapat dipantau dari jarak jauh dan dapat mengisolir gangguan dari jarak jauh juga. SCADA untuk seluruh sistem tenaga listrik di PT Chevron Pacfic Indonesia berada di Duri, tepatnya di kantor PG&T Duri. Dari SCADA seluruh sistem tenaga listrik di PT Chevron Pacific Indonesia dapat diamati. Jika ada gangguan atau kondisi abnormal di suatu lokasi, maka akan memberikan tanda ke SCADA sehingga bisa dilakukan tindakan untuk kondisi tersebut.


Page 25


BAB III TRANSFORMATOR

3.1. Umum Transformato merupakan merupakan suatu peralatan peralatan listrik statis yan berfungsi memindahkan dan m ngubah energi listrik dari satu besaran ke be saran tertentu, dalam hal ini yaitu ar us dan tegangan. Tidak seperti halnya genera tor dan motor, transformator tidak engubah suatu energi ke bentuk energi lainy a namun trafo hanya mengubah bes rannya. secara umum trafo juga dibagi menj adi 2 bagian belitan utama yaitu b litan primer yang merupakan belitan yang l ngsung menerima suplai dari sumber sumber dan bagian sekunder sekunder yang akan akan men eruskan ke sistem berikutnya.

Gambar 3.1: Prinsip kerja Transformator

Transformato bekerja berdasarkan prinsip induksi elektro agnetis. Apabila kumparan p imer suatu transformator dihubungkan deng n sumber tegangan AC, maka akan timbul arus sehingga inti besi akan bersi fat magnet. Arus tersebut akan m enimbulkan flux yang berubah-ubah secara s inusoidal menurut fungsi wakt . Dengan adanya perubahan flux pada kump aran primer,


Page 26


maka sesuai dengan prinsip induksi elektromagnetis akan ti mbul GGL induksi yang akan menginduksikan belitan sekunder. Ratio atau perbandingan antara tegangan dan jumlah belitan disebut dengan perbandingan transformasi (turn ratio). Bila jumlah belitan pada sisi sekunder lebih besar daripada jumlah belitan pada sisi primer maka tegangan pada sisi sekunderpun akan lebih tinggi dibanding pada sisi primer, demikian sebaliknya. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

 

=

 Es

Ns = jum jumlah beli elitan seku ekunder

Ep = Tegangan pa pada si sisi Pri Prim mer

Np= Ju Jumlah belitan primer

Es = Te Tegangan pada si sisi Se Sekunder

Belitan primer adalah sisi penerima tegangan, namun tidak selalu dalam bentuk tegangan tinggi. Bila ratio transformator 10:1 maka trafo tersebut adalah transformator penurun tegangan (step down transformer) dan jika ratio transformator adalah 1:10 maka merupakan transformator penaik tegangan (stepup transformator).


Page 27


3.2. Bagian-Bagian Transformator 3.2.1 Bagian Utama : 3.2. 3.2.1a 1a.. Inti Inti Bes Besii

Inti besi berfungsi untuk untuk mempermudah jalannya jalannya fluksi yang ditimbulkan ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi dibuat dari dari lempenganlempengan besi tipis yang berisolasi untuk untuk mengurangi panas ( sebagai rugi-rugi besi ) yang ditimbulkan oleh eddy current. Jenis-jenis inti besi (Core) : 

Stacking core



Step leg/Cut wound core



Continous/No cut wound core



Material core: Silicon steel

Gambar 3.2: berbagai bentuk inti trafo 3.2.1b. Kumparan Transformator Transformator

Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut tersebut diisolasi diisolasi baik terhadap terhadap inti besi maupun bagian lain dengan dengan isolasi padat padat seperti karton, pertinax, dll. dll. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan arus bolak-balik


Page 28


maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan/arus tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul t imbul fluksi yang menginduksikan tegangan. Bila pada rangkaian sekunder ditutup ( rangkaian beban) maka akan mengalir mengalir arus pada kumparan kumparan ini. ini. Jadi kumparan kumparan berfungsi berfungsi sebagai sebagai alat transformasi tegangan dan arus. 3.2.1c. Kumparan Tertier

Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertier sering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikian tidak semua trafo daya mempunyai kumparan tertier. 3.2.1d. Minyak Transformator

Sebagian besar trafo tenaga, kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar. Karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan te gangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 



kekuatan isolasi tegangan tinggi penyalur panas yang baik dengan berat jenis yang kecil, sehingga partikel partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat



viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik



titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap karna dapat membahayakan



tidak merusak bahan isolasi padat



sifat kimia yang stabil.


Page 29


Oil filled transfor transfor mer dapat dirancang untuk kapasitas yang b sar dengan operating voltage sa pai 500 KV. KV. Pada jaman dahulu dahulu jenis jenis minya k transformer yang dipakai adalah

skarel dan Transil. Jenis minyak ini mem unyai daya

isolasi isolasi yang yang tinggi. tinggi. S karang jenis minyak minyak ini dilarang untuk di p kai, karena mengandung PCB ya ng berbahaya terhadap kesehatan manusia. S ebagai penggantinya dipakai jenis minyak mineral yang bernama Diala /

ienas

Gamba ambarr 3.3 3.3 : Tank ank p nyimpanan minyak trafo 3.2.1e. Bushing

Gamb Gambar ar 3.4 3.4 : Bush Bushin in pada Transformator


Page 30


Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar dihubungkan melalui sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator , yang berfungsi juga sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.

3.2.1f. Tangki dan Konservator

Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, ta ngki dilengkapi dengan konservator. konservator. Ada beberpa jenis tangki tangki diantaranya : 1.

Jenis Sirip Badan tanki terbuat dari gulungan pelat baja dingin yang menjalani

penekukan, pemotongan dan proses pengelasan otomatis, untuk membentuk badan tangki bersirip dengan siripnya berfungsi sebagai radiat or pendingin dan alat bernapas pada saat yang sama. Tutup dan dasar tangki terbuat dari gulungan plat baza yang kemudian dilas sambung kepada badan t angki bersirip membentuk tangki corrugated ini. Umumnya transformator di bawah 4000 kVA dibuat dengaan bentuk tangki coorugated. 2.

Jeni Jeniss tang tangki ki conv conven enti tion onal al bera beradi diat ator or

Jenis tangki terdiri dari bagian tangki yang tertutup yang terbuat dari mild stee plate (gulungan plat baza panas) ditekuk dan dilas untuk dibangun sesuai dimensi yang diinginkan, sedang radiator jenis panel terbuat dari gulungan pelat baza dingin (cold rolled sheets). Transformator ini umumnya dilengkapi dengan konsevator dan digunakan untuk 25.000 kVA. 3.

Herm Hermat atic ical ally ly seal sealed ed tank tank with with N2 cush cushin ined ed

Tipe tangki ini sama dengan jenis conventional, tetapi di atas permukaan minyak terdapat gas nitrogen untuk mencegah kontak antara a ntara minyak dengan udara luar.


Page 31


Gamb Gambar ar 3.5 3.5 : jenisjenis-je je is tangki transformator

3.2.2

Peralatan Ba Bantu

3.2.2a. Pendingin

Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi te baga. Bila panas tersebut mengakibatkan ke naikan suhu yang berlebihan, aka merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang erlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi den gan sistem pendinginan untuk m enyalurkan panas yang timbul pada trafo. tra fo. Media yang digunakan pada sistem pendinginan dapat ber pa udara/gas, minyak dan air. Pengalirannya( sirkulasi) dapat dengan cara : 1. OA = Self c oled

(ONAN = Oil Natural Air atural)

2. FA = Fo Force air cooled

(ONAF = Oil Natural Air F rced)

3. FOA = Forced liquid cooled (ODAF = Oil directed Air f rced)

Pada transformator d ya dalam pendinginan melalui udara dapat

enggunakan

kipas, seperti yang di tunjukkan pada gambar di bawah ini :


Page 32


Kipas pendingin

Gambar 3.6: Transformator dengan dengan kipas pendingi pendingin n

3.2.2b. Tap Chang r

Merupakan p rubah perbandingan transfomator untuk me dapatkan tegangan operasi sek nder yang diinginkan dari tegangan jaringan /primer yang berubah-ubah. Hal in dilakukan dilakukan dengan dengan cara memutar memutar kekiri atau kekanan untuk menghubungkan suat u terminal dengan terminal tertentu untuk m ndapatkan tegangan yang di ingi nkan. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) a au dalam keadaan tak berbeban (off-load ), t rgantung dari jenisnya

Gamba ambarr 3.7 3.7 : Tap ch ch nger Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Univer sitas Sumatera Utara

Page 33


Turun naik 1 tap akan mendapat perobahan Voltage sebesar 5 % tiap tap dari tegang tegang Nominal. Nominal. Artinya Artinya trafo ini bisa bisa menaikkan menaikkan 10 % up dan 10 % down. down. Pada single phase transformer, turun naik voltage hanya bisa 2.5 % untuk 1 tap, atau 5 % up and a nd down from nominal voltage 3.2.2c. Alat Pernapasan

Karena pengaruh naik turunnya beban trafo tra fo maupun suhu udara luar, maka suhu minyak pun akan berubah ubah mengikuti keadaan tersebut. Bil a suhu makin tinggi maka minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki sebaliknya bila suhu turun minyak akan menyusut sehingga udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua Kedua proses di atas disebut disebut dengan pernafasan trafo. Permukaan minyak akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis. 3.2.2d.

Indikator

Untuk mengawasi selama trafo berada dalam kondisi kondisi beroperasi, maka perlu adanya indikator yang digunakan sebagai alat untuk memantau kondisi trafo, ada beberapa alat indikator yang digunakan yaitu sebagai berikut : 

indikator suhu minyak



indikator permukaan minyak



indikator sistem pendingin



indikator kedudukan tap


Page 34


3.3 KLASIFIKASI TRANSFORMATOR

Trafo diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria : 3.3.1 Berdasarkan penempatan jaringan atau atau rating tegangan

a.

Transformaor da daya

Digunakan antara generator hingga hingga jaringan distribusi primer 

Transformator kelas I : dengan belitan pada HV mencapai 69 kV



Transformstor kelas II : dengan tegangan pada kumparan HV menvapai 115 s/d 765 kV

Pada PT. CPI digunakan transformator pada rating r ating operating voltage : 13.8/115 kV, 13.8/44kV, Adapun contoh nameplate transformator yang digunakan digunakan di CPI adalah : Merk

: General Electric

No. Seri

: G-851227 3Ø 3Ø ; 60Hz

Daya

: 1200 kVA

Rating Te Tegangan

: 13 13.8/115

Iout Nom

: 937 Amp

Impedansi

: 6.42%

Hubungan

: Y- Δ

Jenis Pendingin

: OA/FA/FOA

b. b. Tran Transf sfor orma mato torr Dist Distrib ribus usii Digunakan pada jaringan distribusi primer sampai distribusi primer. (umumnya kapasitasnya antara 5 s/d 500 kVA). Pada PT.CPI sendiri ratingnya yaitu : 13.,8/120/240/480/960/1300/4160 13.,8/120/240/480/960/1300/4160 volt dan 4,16/120/480 4,16/120/480 volt. Berikut 2 model trafo distribusi yang digunakan pada PT.CPI.sedangkan trafo pada jar ingan distribusi menggunakan menggunakan 2 jenis model yaitu :


Page 35


1.

Pole Mounted : trafo distribusi yang berbentuk tabung an digantung an di tiang

2.

Pad mount ed : trafo distribusi yang berbentuk persegi d an dipasang di atas ponda i pada tiang

trafo

Gamb Gambar ar 3.9 3.9 : (1) (1) Pol Pol Mounted transformer

(2) Pad Mou ted transformer

3.3.2 3.3.2 Transf Transform ormato ato Dengan Klasifikasi Spesial : a.

Load Tap Changing Transformer

Merupakan tra o yang dapat mengubah variasi tegangana o t-put tanpa memutuskan b ban

Gamb Gambar ar 3.10 3.10 : LTC Trafo


Page 36


b.

Voltage regul tor

Transformator yang digunakan untuk mengontrol tegangan o utput dalam batas tertentu, denga mengkompensasi perubahan tegangan inpu t dan perubahan beban. c.

Grounding tr nsformer

Trasformator y ng di design untuk menyediakan titik neutra l untuk grounding, biasanya igunakan pada jaringan transmisi delta. d.

Instrument Transformer

Tranformator yang digunakan untuk pengukuran besaran listri pada sisi primernya, dengan o tput yang proporsional pada sekundernya. 

PT (potential transformer) atau VT (voltage transformer) untuk pengukuran tegangan

Gambar 3.11 3.11 : Potenti Potential al transfo transforme rme


Page 37




CT (current tra sformer) untuk pengukuran arus

Gambar 3.1 : Curent Transformator

e.

Special Trans ormer

Transformator yang dirancang dan digunakan khusus

ntuk keperluan

control, perkakas list ik, signal, ignition, ballast, isolasi rangkaian dll f.

Transformer

adalah kapasitas

ering

transfor er yang yang dirancang dirancang tanpa alat pendin pendingin gin dan mempunyai yang re dah. dah. Di pasan pasang g indoor indoor atau atau out out door door se suai fungsi dan

peruntukannya. g.

Transfomer B sah (Liquid Immersed Transformer) Transformer)

adalah transfo mer dimana coil dan corenya berada dan terendam dalam minyak, dan disebut juga oil filled transformer. Jenis transfor er ini ini bias biasan anya ya dipasang pada alam terbuka terbuka atau out door. Oil filled filled transfo transformer dilengkapi dengan kisi-kisi ya g disebut radiator yang berfungsi untuk mendinginkan. minyak isolasi. Fung si minyak isolasi adalah sebagai sebagai alat pendingin winding dan core, karena panas ti bul dari beban, serta untuk melindungi dari karat .Minyak isolasi juga berfung i untuk meningkatkan kapasitas transfor er.minyak yang biasa dipakai adalah

ineral oil, askarel, dan silikon


Page 38


BAB IV POWER TRANSFORMER TRANSFORMER STANDART STANDART MAINTENACE MAINTENACE

4.1 Jenis-Jenis Maintenance Pemeliharaan transformator daya dilakukan untuk untuk menjaga efektivitas dan daya tahan peralatan sistem tenaga listrik, khususnya transformator daya agar dapat bekerja sebagaimana mestinya sehingga kontinuitas penyaluran tetap terjaga dengan baik. Oleh karena itu biasanya setiap paralatan pada sistem tenaga listrik biasanya dilakukan maintenance atau perawatan berkala, apalagi peralatan tersebut berhubungan dengan kontinuitas pelayanan. Pemeliharaan atau Maintenance dibagi menjadi beberapa jenis sebagai berikut :

a. Pemeliharaan Pemeliharaan preventive preventive (Time base maintenance) Pemeliharaan preventive adalah kegiatan pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan secara tiba-tiba dan untuk mempertahankan unjuk kerja peralatan yang optimum sesuai umur teknisnya b. Pemeliharaan Pemeliharaan Prediktif Prediktif (Conditional maintenance ) Pemeliharaan prediktif adalah pemeliharaan yang dilakukan dengan cara mempredisi kondisi suatu peralatan listrik, apakah dan kapan kemungkinannya peralatan listrik tersebut menuju kegagalan c. Pemeliharaan Pemeliharaan korektif korektif (Corective maintenance) Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan yang dilakukan secara terencana ketika peralatan listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan tujuan untuk mengembalikan pada kondisi semula disertai perbaikan dan penyempurnaan instalasi d. Pemeliharaan Pemeliharaan darurat darurat (Breakdown maintenance) Pemeliharaan darurat adalah pemeliharaan yang dilakukan setelah terjadi kerusakan mendadak yang waktunya tidak tertentu dan sifatnya terurai.


Page 39


4.2 Jenis-Jenis Jenis-Jenis Pengujian Pengujian Berikut adalah beberapa pengujian yang dilakukan secara berkala maupun tidak, dalam rangka maintenance atau perawatan guna mengetahui kondisi transformator.

Hal

ini

dipelukan

untuk

mengontrol

keseluruhan bagian yang yang ada pada transformator. transformator.

perkembangan

dari

Adapun pengujian yang

dilakukan adalah 4.2.1 Oil Dielectric Strenght (ODS) Test

Dielektrik adalah kemampuan suatu material untuk menghambat aliran listrik, dan apabila telah terjadi tembus listrik maka bahan ini akan menjadi konduktor. Bahan dielektrik juga dapat berfungsi sebagai pendingin peralatan listrik dengan cara meredam panas yang ditimbulkan. Oil dielectric strenght (kekuatan dielektrik minyak) adalah kemampuan isolasi minyak dalam memikul tegangan tegangan tanpa tanpa mengalami mengalami tembus (break down ) dimana ambang batas tegangan yang dapat dipikul disebut tegangan tembus ( breakdown voltage ) . Dengan diketahuinya kekuatan dilelektrik, dapat ditentukan tegangan maksimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan tegangan tembus dielektrik melalui sebuah material, sehingga dapat

diketahui kemampuan dielektrik tersebut dalam

memadamkan busur api yang biasanya ditunjukkan dengan satuan Volts/mil. 4.2.1a Transformer Oil Tester Merupakan suatu peralatan yang digunakan yang didesain untuk menguji tegangan tembus dari cairan isolasi dan media pendingin pada transformator. Prinsip kerja alat ini adalah memberikan tegangan tertentu pada 2 elektroda yang berjarak 2.5mm, dimana diantara 2 elektroda tersebut diisi minyak transformator yang akan dites. dites. TOT yang digunakan pada PT.CPI adalah TOT model OC60DA. TOT jenis ini selain digunakan untuk menguji minyak trafo, dapat juga digunakan untuk menguji media pendingin pada kabel, minyak CB, dan peralatan tegangan tinggi lain yang menggunakan cairan minyak sebagai isolasi atau media pendingin. Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara

Page 40


Unit tester ini sudah memenuhi pesyaratan sesuai dengan standart ASTM D877 (volatage regulator & mini substation transformer), ASTM D1816 (high voltage transformer) dan IEC 156. Minyak yang digunakan sebagai bahan isolasi adalah natural oil class 1, NYNAS dan minyak jala Rating tegangan kekuatan dielektrik minyak IEC156 diberikan pada tabel berikut Tabel 4.1 : Rating Kekuatan dielektrik Minyak IEC 156 Un ≤36

Rated volatage

36
70
170kV
30 kV

35 kV

40 kV

50 kV

40 mg/kg

35 mg/kg

30 mg/kg

20 mg/kg

1.5

0 .8

0.3

0.2

10 kV

12 kV

15 kV

20 kV

kV

Nilai minimum kekuatan dielektrik

Nilai batas kandungan air untuk minyak Nilai batas deviasi (tanᵟ (tanᵟ) minyak 90 C. 50 Hz Nilai minimum interfacial minyak

Metode pengukuran dengan standart IEC 156 menggunakan tegangan AC yang diaplikasikan diantara 2 logam bola berdiameter 12.5 mm dengan jarak gap 2.5 mm antara kedua bola. Tegangan yang diaplikasikan akan terus meningkat hingga terjadi tembus.


Page 41


4.2.2 Bushing Power Factor

Hubungan

antara

kumparan

transformator

dengan

jaringan

luar

dihubungkan dengan sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Bushing sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara konduktor tersebut dengan tangki transformator. Pada bushing dilengkapi fasilitas untuk pengujian kondisi bushing yang sering disebut center tap . Bushing yang digunakan di PT.CPI adalah bushing tipe A, bushing bushing tipe U, bushing tipe GOB, bushing tipe COT 125, tipe COT 1050, dan bushing tipe porselin. Bushing tersebut beroperasi normal pada temperatur 20 C dengan rating tegangan 24 kV hingga 245 kV. Standar bushing ini mengacu pada standar FIST 3-2 11/91, IEC 137, DIN 42533, DIN 42534. Bushing yang bagus memiliki power factor <0.5. apabila power factor 0.51, maka bushing harus segera diganti. Bushing power tranformer di PT.CPI biasanya sebesar 0.25-0.3, hal ini menunjukkan bahwa bushing power factor di PT.CPI sudah memenuhi standar. Semua bushing tegangan tinggi harus diperiksa pada waktu tertentu untuk interval waktu yang tidak melebihi 3-5 tahun. Inspkesi harus meliputi pengujian power factor untuk semua bushing dengan rating di atas 115 kV. Bushing tegangan rendah juga juga harus diuji tetapi jika terdapat kondisi yang buruk. Bushing yang terlihat buruk harus diuji pada interval waktu 6 bulan sampai 1 tahun, dan harus diganti jika hasil tes te s menunjukkan kondisi yang berbahaya. Data operasi memperlihatkan bahwa 90% kegagalan bushing disebabkan oleh kelembaban bushing melalui kebocoran gasket atau permukaan lain. Pendekatan inspeksi berkala untuk menemukan kebocoran dan

melakukan perbaikan sangat dibutuhkan mencegah kegagalan bushing.


Page 42


4.2.3 Insulation Oil

Agar transformator mampu menjaga karakteristik dielektriknya dan mampu mencegah pengoperasian dalam waktu yang singkat, sangat penting untuk menggunakan minyak pada isolasinya untuk menentukan kualitas transformator yang sesuai dengan staandar IEC 296 atau standar internasional lain yang ekivalen. Selain itu, sangat penting juga memastikan bahwa minyak tersebut memiliki kemampuan untuk memindahkan partikel padat, gas, dan kelembapan. Tes atau pengujian minyak yang serupa dapat diaplikasikan pada saat transformator telah beroperasi, tetapi kebanyakan pengujian ini dilakukan di laboratorium dan hasilnya hanya dapat dijelaskan oleh orang tertentu, sebagai konsekuensinya, pengujian dan pengecekan ini seharusnya memiliki laboratorium khusus. Alat yang digunakan untuk melakukan pengujian isolasi minyak dikenal dengan spinmeter . Berdasarkan standar prancis, yang dijelaskan juga pada standar IEC C296-101 C296-101 dengan tambahan alat terdiri dari tank yang yang terbuat dari araldite dengan memasukkan 2 bola logam elektroda berdiameter 12.5mm dan celah gap 2.5mm. Pengukuran ini diberikan oleh rata-rata dari 5 tegangan tembus terakhir 6 percobaan dengan kondisi konstan. Hasil ini merupakan salah satu standart baku di Prancis, dan salah satu referensi nilai yang digunakan pada instrumen ini. Pengujian isolasi minyak membutuhkan sebuah bejana minyak pada alat pengujian. Bejana ini merupakan tipikal sistem 3 elektroda dengan penyediaan perlindungan kebocoran di permukaan minyak. Hal ini sangat penting karena kapasitansi selnya kecil, dan bahkan sangat kecil yang dapat menyebabkan kebocoran yang memungkinkan eror yang besar saat pengukuran. Pengujian minyak di laboratorium biasanya dilakukan pada temperatur ruangan 20 C dan kenaikan temperatur hingga 90-100 C. Pengujian Pengujian pada kedua kedua temperatur ini memberikan lebih banyak pengetahuan untk menentukan karakteristik dan kualitas minyak.


Page 43


Sebelum mencoba menghubungkan peralatan pengujian ke transformator, pertama kali kita harus memastikan bahwa sistem benar-benar harus terisolasi dan dinetralkan. Isolasi terbaik dilakukan pada terminal transformator ( bushing ), ), bukan pada ujung atau sepanjang b us atau kabel koneksinya. Alasan dilakukan hal tersebut karena setiap meter bus yang berada pada transformator akan menjadi peralatan yang menarik arus interferensi kapasitif dari daya peralatan dari terminal. Keakuratan pengukuran power factor secara proporsional berbanding terbalik terhadap arus interferensinya, sangat penting untuk memiliki hubungan yang mungkin sehingga hasilnya akan lebih akurat dan dapat diperbaharui. Alasan lain melakukan pengujian ini pada terminal alat adalah untuk menghindari pengukuran rugu-rugi yang terhubung ke bus isolator atau kabel yang mungkin terjadi.

4.2.4 CLEANING

Sangat diperlukan untuk melakukan pembersihan semua isolator pada transformator utama untuk segala pengukuran. Hal ini sangat penting dilakukan terutama di daerah tepi pantai karena mungkin garam berada di atas isolator, atau pada daerah industri besar dengan tingkat polusi yang tinggi. Pembersihan sangat dianjurkan sekali ketika bushing transformator bukan bagian pengujian tap trafo dan harus diukur menggunakan collars. Sangat penting untuk menyimpan semua informasi yang berkaitan dengan pengujian. Informasi tersebut perlu ditambahkan pada proses pengujian, diantaranya : 1. Lokasi Lokasi terminal terminal dan posisi posisi peralatan peralatan pada terminal terminal 2. Pabrikan, Pabrikan, tipe, dan serial number number peralatan peralatan pengujian pengujian 3. Kondisi Kondisi

pengujian pengujian transformato transformatorr

berdasarka berdasarkan n

temperaturn temperaturnya, ya,

level level

minyak, posisi tap, dan tampilan mekaniknya


Page 44


4. Pemakaian Pemakaian terus-men terus-menerus erus pada pada kondisi kondisi ambient ambient termasuk termasuk tempera temperatur, tur, kelembapan, arah, dan kecepatan angin

Penyimapanan data semua informasi di atas dilakukan untuk menyediakan peralatan pengujian. Beberapa peralatan pengujian seperti pembacaan kapasitansi, dan faktor disipasi sebagai rugi daya. Penafsiran hasil disipasi daya daya atau pengujian

power factor dilakukan permintaan proses pengukuran. Penafsiran ini sangat susah dilakukan pada pertama kali operasi trafo karena tidak satu orangpun mengetahui mengetahui sejarah sejarah peralatan peralatan trafo sebelum dievaluasi dievaluasi.. Prediksi Prediksi pengujian pengujian ini mengacu pada standart ASTM, IEC, IEEE, dan NEMA

Tabel 4.2 : Faktor disipasi transformator Pada Temperatur 20◦C 20 ◦C Rating

N ew equipment

Used equipment

HV oil

0.0005

0.005

LV oil

0.001

0.01

<19 kV

0.01

0.03

20-80 kV

0.007

0.015

90-200 kV

0.005

0.01

2010-400 kV

0.004

>400 kV

0.003

0.007 0.006


Page 45


TABLE 4.3 : TYPICAL DEFECTS AND DIAGNOSTIC POSSIBILITIES IN THE MAIN INSULATION PROBABILITY SPACE

COMPONENTS

OF

DEFFECTS DETECTION

HV

(OUTER)

OIL

TANK

Contamination

High

Oil contamination

High

Moisture in barrier, surface

OilOil- Barrie Barrier r

along

surface

volume

support

insulation, shunting insulation of leads, LTC, bushings

Contamination, local moisture

to small

of

solid

insulation Low,

Coil

due

relatively

contamination discharge

Low,

due

relatively

to small

capacitance,

only

severe

concentration

contamination

can

be detected HV-LV

Moisture in barrier, oil contamination

High

surface

Oil-barrier

contamination, discharge

along

Medium

surface LV (inner)-CORE

Oil

contamination

High

Oil barrier

Moisture in barrier

Medium

Coil

support

insulation, shunting insulation of leads, LTC, bushings Phase to phase

Oil barrier


Surface contaminataion local

Medium

moisture Oil contamination

High

Moisture in barrier

Low,

due

to

Page 46


relatively volume

small of

solid

insulation Surface contamination, discharge

along

Medium

surface

4.2.5 Transformer Turns Ratio Test

Gambar 4.1 : Alat Pengetesan TTR TTR atau Transformer Turns Ratio Test digunakan untuk mengetahui rasio belitan belitan antara belitan belitan primer dan belitan sekunder sekunder.. TTR bisa digunakan digunakan untuk untuk menganalisa : 1. 2. 3. 4.

Belitan primer atau sekun sekunder der yang yang terhub terhubung ung sing singkat kat Open cir circcuit Kesa Ke salah lahan an Kon Konek eksi si beli belitan tan Keru Ke rusa saka kan n tap ch chan ange ger r

Tes rasio kumaran ini dilakukan dilakukan pada gulungan koil, jika perbedaannya perbedaannya melebihi 0,5% dari coil lain maka dinyatakan coil terbakar dan harus diganti. Prinsip kerja


Page 47


dari TTR adalah pe bandingan tegangan pada kondisi tanpa b ban akan sama dengan perbandingan jumlah belitan primer dan sekunder.

Gambar 4.2 : Line Diagram Pengetesan TTR

4.2.6 Pengukuran

ahanan Isolasi Belitan

Pengukuran ahanan isolasi belitan trafo ialah proses pe gukuran dengan suatu alat ukur Insul Insul tion Tester (megger ) untuk memperoleh has il (nilai/besaran) tahanan isolasi belita / kumparan trafo tenaga antara bagian yan diberi tegangan (fasa) terhadap bada (Case) maupun antar belitan primer, sek nder dan tertier (bila ada). Pada dasarnya pengukuran tahanan isolasi belitan tr fo adalah untuk mengetahui besar (nilai) kebocoran arus (leakage current ) y ng terjadi pada isolasi belitan atau k mparan primer, sekunder atau tertier. Kebo coran arus yang menembus isolasi pe alatan listrik memang tidak dapat dihindari. Oleh karena itu, salah satu cara meya inkan bahwa trafo cukup aman untuk diberi tegangan adalah dengan mengukur ta anan isolasinya. Kebocoran arus yang me enuhi ketentuan yang ditetapkan ak n memberikan jaminan bagi trafo itu s endiri sehingga terhindar dari kegagalan isolasi


Page 48


10 R 10

X 100 %

- ( Polarization Polarization Index).

R 1 Keterangan :

= Nilai tahanan isolasi pengukuran menit pertama, = Nilai tahanan isolasi pengukuran pada menit kesepuluh

Menurut standar VDE (catalouge 228/4) minimum besarnya tahanan isolasi kumparan trafo, pada suhu operasi dihitung “ 1 kilo Volt = 1 MΩ (Mega Ohm) “

Tabel 4.4 : Index nilai nilai polarisasi polarisasi Kondisi

Index Polarisasi

Berbahaya

< 1.0

Jelek

1.0 1.0 – 1.1 1.1

Dipertanyakan

1.1 1.1 – 1.25 1.25

Baik

1.25 – 2.0

Sangat baik

> 2.0

Gambar 4.3 : insulation tester


Page 49


BAB V PROTEKS PROTEKSII TRANSFORMATO TRANSFORMATOR R DAYA 5.1. Teori Umum 5.1.1. Pengertian Sistem Proteksi

Setiap bagian dari sistem tenaga listrik perlu diproteksi karena gangguan baik dari dalam maupun luar sistem akan selalu ada dan mengancam keamanan dari semua peralatan yang ada dalam sistem. Sistem proteksi yang baik dapat menghindari terjadinya kehilangan daya. Misalnya proteksi beban lebih pada trafo mencegah berlebihnya beban pada trafo dan kegagalan isolasinya yang menyebabkan kerusakan pada trafo. Jika bagian yang terganggu diisolasi secara cepat, maka kerusakan yang diakibatkannya dapat diminimalisir dan bagian yang terganggu dapat diperbaiki secepatnya

serta fungsi pelayanannya dapat

dilanjutkan tanpa penundaan yang lebih lama. Secara sederhan sederhanaa fungsi sistem proteks proteksii adalah mendeteksi mendeteksi perubah perubahan an parameter sistem, mengevaluasi besar perubahan parameter dan membandingkan dengan besaran dasar yang telah ditentukan sebelumnya. Selanjutnya alat akan memberi perintah kepada peralatan yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan bagian-bagian tertentu dari sistem untuk melakukan proses

switching . Adapun akibatnya jika gangguan dibiarkan berlangsung secara l ama, maka pengaruh-pengaruh yang tidak diinginkan seperti diantaranya : 1. Berkurangyn Berkurangynaa batas-batas batas-batas kestabilan kestabilan untuk untuk sistem sistem tenaga tenaga listrik listrik 2. Rusaknya Rusaknya peralatan peralatan yang yang berada berada dekat denagn denagn ganggu gangguan an yang disebab disebabkan kan oleh arus yang besar, arus tak seimbang atau tegangan-tegangan rendah yang ditimbulkan oleh gangguan. 3. Ledakan Ledakan pada pada peralatan peralatan yang mengandung mengandung minyak minyak isolasi isolasi pada saat saat terjaadi hubung singkat, dapat mengakibatkan kebakaran pada peralatan Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara

Page 50


5.1.2.

Komponen-komponen Komponen-komponen sistem Proteksi

Sistem proteksi terdiri dari : 1. Transfor Transformer mer instrume instrument nt (CT & PT) 2. Rele Rele prote rotek ksi 3. Pemu Pemutu tuss tena tenaga ga (CB, (CB, PMT) PMT) Secara garis besar sistem proteksi terdiri dari ketiga komponen ini dengan kualifikasi masing-masing yaitu : 

Transformator instrument berfungsi untuk memonitor arus atau tegangan dan menurunkan besar kedua besaran tersebut ke suatu nilai yang sesuai untuk keperluan rele



Rele berfungsi untuk membandingkan besar arus atau tegangan yang diterimanya dari trafo instrument dengan nilaai setelannya. Jika sinyal input melebihi nilai setelan rele, maka rele akan trip dan memberikan sinyal ke suatu pemutus tenaga.



Pemutus tenaga berfungsi untuk mengisolasi bagian yang terganggu dari sistem yang sehat.

5.1.2a RELE

Rele proteksi merupakan susunan piranti, baik elektronik maupun magnetik yang direncanakan untuk mendeteksi suatu kondisi ketidaknormalan pada peralatan listrik yang bisa membahayakan atau tidak diinginkan. Pada prinsipnya rele yang dipasang pada sistem tenaga listrik mempunyai 3 macam fungsi yaitu : 1. Merasakan, Merasakan, menguku mengukur, r, dan menentu menentukan kan bagian bagian sistem sistem yang yang tergangg terganggu u serta memisahkan secepatnya 2. Mengurangi Mengurangi kerusak kerusakan an yag lebih parah dari dari peralatan peralatan yang yang tergang terganggu gu


Page 51


3. Mengurangi Mengurangi pengaruh pengaruh gangguan gangguan terhadap terhadap bagian bagian sistem sistem yang yang lain yang yang tidak terganaggu di dalam sistem tersebut serta dapat beroperasi secara normal.

Dalam sistem tenaga listrik, rele memegang peran yang sangat vital. Pengaman berkualitas yang baik memerlukan rele proteksi yang baik juga. Untuk itu ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi oleh rele pengaman, yaitu :

Gambar 5.1 : Relay Philosophy

1.

Kepekaan ( sensitivity sensitivity )

Artinya rele harus mempunyai mempunyai kepekaan yang tinggi terhadap besaran minimal sebagaimana direncanakan. Rele harus dapat bekerja pada awal terjadinya gangguan. Namun dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa rele juga harus stabil, dalam artian :



rele dapat membedakan antara arus gangguan atau arus beban maksimum.



Pada saat transformator dihubungkan ke sistem atau start awal, rele tidak boleh bekerja karena adanya arus inrush yang besarnya dapat mencapai 3-5 kali arus inrush



Rele harus dapat membedakan antara gangguan dan ayunan


Page 52


2.

Keandalan ( Reliability Reliability )

Rele harus dapat bekerja kapanpun gangguan terjadi dan tidak boleh gagal bekerja. Walaupun tidak bekerja selama berbulan-bulan pada saat gangguan namun pada saat terjadi gangguan rele harus selalu dapat mengatasi gangguan. Keandalan rele proteksi ditentukan oleh rancangan, pengerjaan, beban yang digunakan dan perawatannya.

3.

Selektivitas (selectivity)

Rele harus mempunyai daya beda terhadap bagian yang terganggu, sehingga dengan tepat dapat memilih bagian mana dari sistem yang terganggu. Jadi rele harus mampu mendeteksi gangguan yang ada pada zona proteksinya saja dan memisahkan bagian yang terganggu.

4.

Kecepatan kerja (speed)

Rele harus dapat bekerja dengan cepat. Namun rele juga tidak boleh terlalu cepat (kurang dari 10 ms). Selain itu waktu kerja rele tidak boleh melampaui waktu penyelesian kritis (critical clearing time). 5.

Ekonomis

Rele tidak dapat diaplikasikan di dalam sistem tenaga listrik apabila harganya sangat mahal. Jadi reliabilitas, sensitivitas, selektivitas dan kecepatan kerja tidak seharusnya membuat rele tersebut mahal.

5.2. Ganggua Gangguan-G n-Gangg angguan uan Pada Pada Transfo Transform rmato atorr 5.2.1 Gangguan pada pada transformator transformator pada pada tingkat alarm :

1.

Gang Ganggu guan an pema pemana nasa san n pada pada samb sambun unga gan n Gangguan ini akan menyebabkan timbulnya gelembung gas pada titik hot spot


Page 53


2.

Partial discharge Gangguan partial discharge yang membesar akan menyebabkan penguraian minyak transformator menjadi gas.

Biasanya nantinya gas ini akan

dideteksi oleh bucholz. 3.

Gangguan be beban le lebih Gangguan ini akan menyebabkan pemanasan pada minyak trafo. Hal yang sama pun akan akan terjadi terjadi yaitu penguraian penguraian minyak manjadi manjadi gas. Hal ini ini pastinya akan mengurangi kekuatan dielektrik dari trafo.

5.2.2. Gangguan-gangguan Gangguan-gangguan yang bisa terjadi pada Transformator Transformator

1.

Gangguan be belit litan ke ba badan/core/ground

Hal ini bisa disebabkan oleh turunnya kekuatan dielektrik minyak trafo, turunnya kualitas isolasi minyak sekaligus isolasi kertas, dan juga bisa juga diawali oleh memburuknya partial discharge yang menyebabkan pelepasan muatan listrik di bagian runcing dari komponen aktif. 2.

Gangguan antar lilitan

Hal ini bisa disebabkan oleh adanya gangguan hubung singkat pada jaringan. Dengan arus yang besar dan gaya yang juga besar maka pada konduktor akan timbul panas yang juga berlebih. Hal ini dapat merusak kertas isolasi pembungkus konduktor belitan. 3.

Gangguan pada Tap Change Changer r Dari pengalaman memberikan bahwa seringnya perubahan tap changer akan

menimbulkan arc yang juga akan menimbulakan karbon pada minyak yang nantinya akan menurunkan kekuatan dielektrik minyak. Selain itu perubahan tap cahnger yang nantinya akan menimbulakan ARC juga akan menyebabkan bantalan kontak tap rusak. Hal ini juga akan menimbulkan panas karena arus beban yanag nantinya akan menimbulkan gelembung.


Page 54


4.

Gangguan pada Bushing Gulungan kertas isolasi dan metal tipis (aluminium) akan membentuk

kapasitor. gulungan ini dibuat dengan berlapis-lapis sehingga secara listrik akan terbentuk kapasitor yang terhubung secara seri. Kapasitor ini kemudian dimasukkan ke dalam porselen. Biasannya jenis bushing yang yang terendam minyak akan berpotensi timbulnya pembentukan gelembung gas atau karbon dari minyak yang terurai di medan listrik. Hal ini dapat menimbulkan spark over yang nantinya dapat merusak bushing. Timbulnya gelembung gelembung gas ini bisanya dapat terjadi karena :  

Pengisian minyak bushing yang tidak melalui proses vacum Sewaktu transportasi bushing ditidurkan akan menyebabkan minyak mendatar sehingga udara luar akan masuk ke dalam bushing melalui seal karet antara porselen dan metal dudukan bushing yang seharusnya dijaga vacum


Page 55


5.3. 5.3. Area Area Prot Protek ek si dalam Sistem Kelistrikan PT. CPI Adapun sistem pr teksi pada sistem kelistrikan PT. CPI adalah seperti diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Gambar 5.2 : Area Si stem Proteksi Pada Sistem Kelistrikan PT. C I

Dari gambar iatas dapat kita lihat bahwa generator meru pakan salah satu alat dalam sistem

elistrikan yang paling banyak rele prote ksinya. Hal ini

sebanding dengan fu ngsinya yang sangat vital yaitu sebagai pe bangkit tenaga listrik. Karena jika generator tidak bekerja, maka pastinya siste lainnya tidak akan

atau peralatan

erguna sama sekali. Oleh karena itu gen rator diproteksi

begitu rupa sehingga semua gangguan yang mungkin terjadi dapat langsung diatasi.


Page 56


Sementara pada transformator daya, yang kemudian akan saya bahas hanya menggunakan 3 rele proteksi utama. Namun pada trafo sendiri masih ada beberapa alat proteksi pada gangguan-gangguan tingkat alarm. 5.4 Rele Proteksi pada Transformator

Dari gambar dapat dilihat bahwa rele yang dipakai pada transformator daya adalah : 

Proteksi utama 1. Rele Rele diff differe erent ntia iall (87 (87 T) T) 2. Rele Rele ove overr volta voltage ge (59 (59 T/24 T/24))



Proteksi cadangan 1. Rele pressure (63 FP) dan Bucholz 2. Rele arus lebih ( 51 T, dan 51 TN)



Proteksi tambahan 1. Lock Lock – out rela relay y 86 T 2. 86 HR

Rele-rele Rele-rele ini diinst diinstalasi alasi pada pada Transfor Transformator mator seperti seperti pada gambar gambar 5.3 5.3 :


Page 57


Gambar 5.3 : Sistem Proteksi pada Transformator Adapun pada PT. CPI, rele yang yang diguna digunakan kan sudah sudah berbas berbas s mikroprosesor yang dalam satu di ices sudah mencakup hampir semua jen s rele proteksi. Adapun rele yang dig unakan adalah relay relay T60 Multilin Multilin buatan Genereal Electric .


Page 58


Gambar 5.4 : Wujud & Single line Diagram T60


Page 59


Tabel 5.1 : Rele Proteksi Pada T60

Jadi dapat dilihat dari gambar diatas bahwa dalam satu alat rele T60 dari General Electric sudah mencakup hampir semua rele yang diperlukan dalam sistem proteksi transformator. Pada masing-masing substation, rele dikontrol pada ruang kontrol yang terdapat di setiap ruang kontrl pada masing-masing substation seperti ditunjukkan gambar di bawah ini :


Page 60


Gambar 5.5 : Ruang ontrol pada substation TDO Bekasap Duri

5.5 Proteksi Uta a 5.5.1. Rele Diferensial (87T)

Rele jenis ini bek erja dengan membandingkan arus yang masu k dan yang keluar dari peralatan, jika ada selisih melebih setting relay akan k rja. Rele ini sangat cocok untuk p oteksi oteksi terhadap terhadap gangguan gangguan suatu peralatan peralatan s perti transformator maupu generator generator karena tidak perlu koordinas koordinasii de gan relay lainnya lainnya karena waktu kerja bisa dibuat secepat mungkin. Hal yang menjadi kelebihan dari rele je is ini adalah rele ini dapat tetap stabil stabil untuk untuk gangguangangguan yang terja i di luar daerah perlindungannya. Namun pa a settingan rele ini, ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan : 1. Arus inrush

agnetisasi

Hal ini merupakan fenomena normal yang terjadi pada tra sformator. Arus inrush magne isasi ini adalah arus yang mengalir di dalam trafo saat trafo


Page 61


dihidupkan dan arus ini tidak mengalir keluar trafo sehingga seringkali terdeteksi sebagai arus gangguan. 2. Perbedaan Perbedaan tipe CT CT yang memiliki memiliki beda tipe, tipe, rasio dan karakteris karakteristik tik kerja. kerja. Karena arus pada sisi primer dan sekunder berbeda maka harus ditentukan perbandingan rasio pada msing-masing CT sehingga nantinya didapatkan Ip = Is pada kondisi normal. 3. Perg Perges eser eran an fas fase pada trafo hubungan hubungan delta (Δ) - wye (Υ) 4. Tap transfoma transfomator tor untuk untuk kontrol kontrol tegangan tegangan,, jadi harus harus dipertimb dipertimbangka angkan n pada saat LTC/VR pada level maksimum.

5.5.1a Prinsip kerja kerja Rele Diferensial

Pada dasarnya prinsip sederhana cara kerja dari rele diferensial adalah membandingkan arus antara sisi primer dan sisi sekunder dari trafo. Jika perbandingannya nol maka sistem dalam keadaan normal. Prinsip ini berdasarkan hukum kirchoff yaitu membandingkan jumlah arus yang masuk ke primer (Ip) sama dengan jumlah arus yang keluar dari sekunder (Is).

Idifferential = I d

=

→

 

+

Id = arus Diferensial

(Amp)

Ip = Arus sisi primer

(Amp)

→



Is = Arus sisi sekunder (Amp)

seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini dalam keadaan normal, dengan Ip dan Is yang sama besar namun pada rah yang berlawanan maka resultannya sama dengan nol :


Page 62


r

Gamb Gambar ar 5.6 5.6 : Rele Rele Diferensial saat keadaan normal

Namun jika ada terja i gangguan, maka keadaan pada sistem aka seperti pada gambar di bawah ini


Page 63


Gambar 5.7 : rele Diferensial saat terjadi Gangguan Internal

Dari gambar i atas dapat kita lihat bahwa gangguan terja i pada sisi sekunder, sehingga s mua arus akan menuju daerah gangguan kar ena terjadi hubung singkat. Dari gambar dapat terlihat bahwa Ip dan Is dalam kondisi searah, sehingga total arus y ng akan melewati rele adalah penjumlahan d ari Ip dan Is.


Page 64


Karena besar arus ya g mengalir pada rele lebih besar dari 0 mak rele akan bekerja. Sementara jik a ada gangguan diluar dari area proteksi dari rele diferensial maka rele tidak akan bekerja karena arus yang dirasakannya juga kan sama dengan 0, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Gambar 5.8 : rele dif rensial saat terjadi gangguan eksternala

Berdasarkan ga bar di atas maka dapat disimpulkan bahwa r le diferensial hanya akan memprot ksi jika terjadi gangguan internal, sementara jika terjadi gangguan diluar mak a rele tidak akan bekerja.


Page 65


5.5.1b Karakteristik dan Setting Rele Diferensial.

Gambar 5.9 : Kurva Karakteristik Rele Diferensial 

I pick-up : merupakan minimum arus yang dibutuhkan supaya rele kerja. Ditentukan dengan memperhatikan error CT dan juga diferensial arus antara pada saat LTC / VR di tap maksimum.



Arus diferensial diferensial didapat didapat dari menjumlahk menjumlahkan an komponen komponen arus sekunder sekunder di

winding 1 dan winding 2 secara vektor. Jika arus berlawanan dalam artian yang satu menuju relay dan yang lain meninggalkan relay, maka akan saling mengurangi dan sebaliknya. Pada kurva di atas disimbola kan dengan Id 

Arus restrain didapat dari harga yang paling besar antara arus di winding 1 atau winding 2 yang telah disetarakan ke harga pu



Slope didapat dengan membagi antara Komponen arus diferensial dengan arus restrain, dan slope ini dibuat dengan tujuan untuk menghindari kesalahan atau eror pada arus yang terukur pada CT akibat kesalahan/ atau gangguan luar. Hal ini dikarenakan bahwa tidak semua CT akan bekerja persis seperti spesifikasi yang tertera.


Page 66


% slope 

=

 

 100%

Daerah di atas kurva adalah daerah kerja rele diferensial, sedangkan pada daerah di bawah kurva rele tidak akan bekerja

Kurvaa karakteristik Kurv karakteristik diatas bekerj bekerjaa dengan dengan beberapa beberapa parameter parameter yang yang harus harus dipertimbangkan yaitu: 

Arus Pick-up merupakan pengukur sensivitas dimana rele mulai bekerja. Dalam hal ini secara tipikal nilainya biasanya berkisar antara 0.1-0.3, yaitu masing-masing memperhitungkan eror CT pada sisi primer, eror CT pada sisi sekunder dan juga pada saat LTC pada level maksimum



Break point 1 : diset dibawah arus yang menyebabkan CT saturasi oleh komponen DC / residual magnetasi.



Slope 1 : untuk pengaturan sensituvitas pada daerah break point 1. Dimana biasanya berkisar 25-30%



Break point 2 : diset dibawah arus yang menyebabkan CT saturasi oleh komponen AC saja



Slope 2 : berguna supaya rele tidak kerja oleh gangguan eksternal yang berarus sangat besar sehingga salah satu CT mengalami saturasi. Di set dengan slope lebih dari 50 % atau 95-100% untuk transformator yang dekat dengan generator.



High set differential : di setting di atas arus inruh yang dialammi trafo pada saat starting awal

Pada PT CPI sendiri settingan rele diferensial yang digunakan adalah : a. Pick Up : 0.3 b. Break Point 1 : 2 pu c. Slope 1 : 30%


d. Break Point 2 : 8 pu e. Slope 2 : 50% f. High Set : 8 pu

Page 67


5.5.1c Skema Line Diagram Rele Diferensial

Gambar 5.10 : Skema Line Diagram Rele Diferensial Pada Pada Transformator

Perhatikan gambar diatas diatas Untuk transformator hubungan Delta- Wye CT di sisi primer Tranformer dihubungkan secara wye dan di sisi sekunder transformer dihubungkan dihubungkan secara delta untuk menghilangkan komponen komponen urutan nol yang ada di sisi sekunder tranformator dan menyamakan arus yang keluar dari CT sehingga arus yang luar dari CT tetap sama fasa yakni Ia-Ic, Ib-Ia dan Ic-Ib. Demikian sebaliknya untuk transformator dengan hubungan Wye-Delta. Namun hal ini hanya untuk rele elektromekanik Sementara pada rele yang sudah berbasis mikroprosesor, koneksi CT baik di primer maupun sekunder adalah Wye karena rele sudah autocompensated.


Page 68


5.5.1d

Grounding Rele Diferensial

Gambar 5.11 : Groun ding Rele diferensial elektromekanik

Gamb Ga mbar ar 5. 5.12 12 :



rounding Rele diferensial berbasis mikropr sesor

Untuk relay el ktromekanik, groundingkan circuit sensing CT hanya pada relay panel saj , tidak perlu kita groundingkan CT yang di breaker. Dalam


Page 69


kondisi gangguan, jika terdapat ground lebih dari satu di circuit CT maka kenaikan potensial ground di masing-masing CT tidak akan sama sehingga menimbulkan arus yang mengalir di CT tidak merefleksikan arus di sisi primer yang selanjutnya akan timbul beda tegangan di operating coil relay yang berakibat relay akan salah kerja untuk gangguan eksternal Untuk relay microprocessor maka hubungkan



CT

secara wye dan

groundingkan di masing-masing CT

5.5.2.

Rele Tegangan Lebih (59T)

Salah satu hal yang dihindari dari pengoperasian transformator adalah kelebihan tegangan (over volatage ). Kelebihan tegangan dapat dipastikan dapat merusak transformator karena aka menimbulkanpanas yang berlebihan yang akan menyebabkan terbakarnya trafo terutama pada bagian winding atau belitan trafo. Oleh karena itu diperlukan rele regangan lebih untuk memproteksi hal tersebut. 5.5.2a Prinsip Kerja

Rele tegangan mendeteksi besarnya tegangan melalui trafo tegangan atau yang lebih dikenal sebagai PT. PT berfungsi berf ungsi untuk menurunkan level tegangan yang akan masuk ke rele dan sekaligus juga akan mengisolasi rele dari tegangan rangkaian rele yang diukur.


Page 70


Gambar 5.13 : line Diagram Rele Tegangan Pada Transfor mator

Rele ini akan be erja hanya jika ada kelebihan tegangan saja, tanpa memeprhatikan besar frekuensi. Di dalam rele tegangan tegangan lebih, ter dapat acuan sebagai pembanding antara tegangan normal dan teangan lebih. Jika tegangan masukan dari PT lebi h besar dari tagangan acuannya maka rele ak an bekerja. Setting tegangan seb gai tegangan tegangan acuan biasanya biasanya sebesar sebesar 10% d ri tegangan nominal. Namun jika dipakai definite time maka tunda waktunya ekitar 15-20 detik. Hal ini diperlu an mengingat jika nanti terdapat adanya kel bihan tegangan pada sistem yang ber angsung sesaat (transient) dimana rele sehar snya tidak perlu trip.


Page 71


5.5.3 5.5.3 Rele Rele overe overexci xcitas tasii (24) (24)

Berbeda dengan rele tegangan lebih yang tidak memperhitungkan besar frekuensi, rele overexcitasi ini melihat besar tegangan dan frekuensi dari sistem untuk kemudian diperbandingkan. Jika setting melebihi setting tegangan dan frekuensinya maka rele akan bekerja. Proteksi ini berguna guna melindungi trafo dari overexciatasi yang dapat memperlemah isolasi winding. Satu hal yang perlu dicatat adalah jika kenaikan tegangan diikuti oleh kenaikan frekuensi maka rele tidak akan bekerja karena trafo tidak mengalami overexcitasi. Terjadinya eksitasi lebih perlu diperhatikan pada transformator-transformator yang secara langsung terhubung pada generator. Arus eksitasi yang berlebihan dapat menyebabkan panas yang berlebihan pada inti dan bahagian transformator yang tidak terisolasi. Transformator yang terhubung langsung dengan generator memiliki range frekuensi yang besar saat turbin mengalami akselerasi dan deakselerasi. Pada kondisi ini perlu dicatat bahwa perbandingan antara tegangan terminal generator dengan dengan frekuens frekuensii aktualnya aktualnya tidak boleh melebihi melebihi “1.1” “1.1” kali perbanding perbandingan an tegangan rata-rata transformator dengan frekuensi rata-rata transformator. Secara matematis dapat ditulis

Tegangan terminal generator

≤ 1.1

Frekuensi aktual

Tegangan rata-rata rata-rata Transformator

frekuensi rata-rata tranformator

Di PT. CPI, rele ini juga digunakan sebagai pelindung trafo dari dari tegangan lebih. Jadi terdapat 2 opsi untuk proteksi tegangan lebih yaitu 59T atau 24. Sebenarnya rele overexcitasi lebih tepat untuk melindungi transformator. Hal ini disebabkan rele overeksitasi bekerja tidak hanya memperhitungkan memperhitungkan tegangan saja saja namun juga memperhitungkan juga besar frekuensi. Untuk keakuratan


Page 72


pengukuran dari rele ini, maka kita perlu memantau selalu kondisi dari CCPD atau PT yang diguna an karena error yang terjadi apda PT akan sa ngat berpengaruh terhada keakuratan kerja dari rele.

5.6

Proteksi Ca Cadangan

5.6.1 5.6.1 Relay Relay Pressu Pressurr (63FP)

Suatu flash over atau hubung singkat yang timbul pada suatu ransformator terendam minyak, u umnya akan berkaitan dengan suatu tekanan lebih didalam tangki, karena gas ya g dibentuk oleh decomposisi dan evaporasi minyak. Dengan melengkapi sebuah pelepasan tekanan pada trafo maka tekanan le ih yang membahayakan tang i trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila teka an lebih ini tidak dapat dieliminasi dalam waktu beberapa millidetik, tangki tr afo akan meledak dan terjadi panas lebih pada cairan, caira n, konsekuensinya pada dasarnya harus memberikan suatu peralatan pengaman. Peralatan pengaman haru cepat bekerja mengevakuasi tekanan tersebut. Gambar kontruksi rele tekanan le ih dapat dilihat pada gambar dibawa ini.

Gambar 5.14 : rele tekanan (relay pressure)

5.6.2 5.6 .2 Rel Relee Buchol Bucholzz

Penggunaan rele deteksi gas (Buch (Bucholtz) oltz) pada Transformator Transformator terendam minyak yaitu untuk mengamankan transformator yang didasarkan pada gangguan Ramli Hardiman Situmeang (070402084) Teknik Elektro, Univer sitas Sumatera Utara

Page 73


Transformator seperti : arcing, partial discharge, over heating yang umumnya menghasilkan gas.

as-gas tersebut dikumpulkan pada ruanga

rele dan akan

mengerjakan kontak -kontak alarm. Rele deteksi gas juga te diri dari suatu peralatan yang tangg p terhadap ketidaknormalan aliran minyak ang tinggi yang timbul pada waktu transformator terjadi gangguan serius. Pe al alat atan an in inii ak akan an menggerakkan konta trip yang pada umumnya terhubung deng n rangkaian trip Pemutus Arus dari in stalasi transformator tersebut. Ada beberapa j nis rele bucholtz yang terpasang pada tra sformator, Rele sejenis tapi digunaka untuk mengamankan ruang On Load Tap

hanger (OLTC)

dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Rele J ansen. Terdapat beberapa jenis antara lain sama seperti seperti rele bucholtz bucholtz tetapi tidak tidak ada kontrol gas, jenis tekanan ada yang menggunakan membran/selaput tim ah yang lentur sehingga bila terjadi perubahan tekanan kerena gangguan akan berkerja, disini tidak ada alarm aka tetapi langsu langsung ng trip trip dan dengan dengan prins prinsip ip y ang sama hanya menggunakan penga man tekanan atau saklar tekanan. Gambar kontruksi Rele Bucholz seperti gam ar ini:

Gambar 5.15 : rele Bucholz


Page 74


Adapun instalasinya dapat dilihat seperti gambar di bawah ini :

Gambar 5.16 : instalasi Bucholz pada Transformator

5.6.3 5.6.3 Rele Arus Lebih

Rele arus lebih merupakan suatu rele yang bekerja berdasarkan adanya kenaikan arus yang melebihi arus settingannya dan dalam jangka waktu yang ditentikan sebelumnya. Rele ini berfungsi untuk mengamankan transformator terhadap gangguan hubung singkat antar fasa didalam maupun diluar daerah pengaman transformator Juga diharapkan rele ini mempunyai sifat komplementer dengan rele beban lebih. rele ini berfungsi pula sebagai pengaman cadangan bagi bagian instalasi lainnya.bentuk lainnya.bentuk rele ini dapat dilhat pada gambar pengawatannya pada gambar di bawah ini.


Page 75


Gambar 5.17 5.17 : rele arus arus lebih lebih elektro elektromek mekani anik k

Rele arus lebih ini sebenarnya merupakan back-up dari rel diferensial jadi ketika rele diferensia gagal bekerja maka rele arus lebih akan bek erja. Arus lebih bekerja tanpa melalui 86 T terlebih dahulu, jadi jika ia bekerja ma a akan langsung mentripkan transformator.

5.6. 5.6.4 4 Rele Rele Gan Gangg ggu u n Tanah

Rele ini berfung i untuk mengamankan transformator ganggu an hubung tanah, didalam dan diluar daerah pengaman pengaman transformato transformator. r. Rele ar ah hubung tanah memerlukan o erating signal dan polarising signal. Operati g signal diperoleh dari arus residual melalui rangkaian trafo arus penghant r (Iop = 3Io) sedangkan polarising signal diperoleh dari tegangan residual. Teg ngan residual dapat diperoleh dari r angkaian sekunder open delta trafo tegangan seperti pada gambar dibawah ini


Page 76


Gambar Gam bar 5.1 5.18 8 : rele rele gangg ganggu u n tanah

5.7

Proteksi Ta bahan Transformator

5.7.1 5.7 .1 Loc Lock-o k-out ut Rela (86T & 86 HR)

sebenarnya rele jenis ini lebih berfungsi sebagai switch. Jika switch ini bekerja maka circuit reaker tidak akan reclose. Rele ini sebenarnya hanya untuk mengantisipasi kalau kalau ada kelainan pada sistem atau peralatan. 

86T dioperasik n oleh 87T, 59T/24T, Bucholz/relay pressur e dan letaknya letaknya berada pada pa el relay.

Gambar 5.19: lock-o t relay pada control room 

86 HR dioperasikan oleh Bucholz atau 63 FP yang kemudia juga akan mengoperasika 86T. Sementara letak 86HR berada pada pa nel transfomator.


Page 77


BAB VI PENUTUP

6.1 KESIMPULAN 

PT. Chevron Pacific Indonesia (CPI) adalah perusahan produsen minyak bumi terbesar di Indonesia. Untuk minyak dan kondensat, hasil produksi PT. CPI mencapai 400.000 barel per hari yang setara dengan hamper 50% produksi minyak bumi di Indonesia. Hasil produksi ini diperoleh dari ribuan sumur minyak yang tersebar di 88 lapangan minyak milik PT. CPI di Provinsi Riau, Indonesia.



PT. CPI menggunakan sistem kelistrikan pada fr ekuensi 60 Hz, dengan tegangan pada Transmisi yaitu 230/115/ 44 kV dan Sistem Distribusi 13.8/4.16 kV



Transformator merupakan alat kelistrikan yang bersifat statis berfungsi mengubah suatu besaran listrik dan bekrja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik



Maintenance Transformator di PT. CPI menggunakan standart dari National Fire Protection Association Association jenis NFPA-70B khusus untuk electrical instrument



Proteksi utama dari tranformator adalah rele diferensial dan rele over voltage, dimana pada PT. CPI digunakan rele berbasis mikroprosesor T60 keluaran General Electric yang didalamnya sudah mencapkup hampir semua rele proteksi pada transformator



Perlu dilakukan maintenance berkala dan pengadaan proteksi yang handal pada Transformator untuk menjaga kontinuitas layanan


Page 78


6.2 SARAN 1.

Karena PT. CPI merupakan salah satu industri yang sangat tergantung kepada kontinuitas layanan energi listrik, maka diharapkan kiranya kiranya kehandalan kehandalan dan efisiensi efisiensi dari transformator transformator dapat dapat terus dijaga melalui melalui maintenance yang sesuai standart dan juga sistem proteksi proteksi yang baik demi terciptanya suplai energi yang berkulitas.

2.

Perlu Perlu dilak dilakuka ukan n juga juga main mainten tenance ance dari dari rele, rele, alat alat indi indikat kator, or, dan juga juga berbag berbagai ai perlengkapan proteksi transformator sehingga tetap bekerja dengan performa yang baik.

3.

Perlu Perlu dilak dilakuka ukan n up-da up-date te sist sistem em prot proteks eksii terkin terkinii dan dan melak melakuka ukan n pengk pengkajia ajiann pengkajian settingan rele yang telah ada untuk mendapatkan karakteristik kerja yang lebih baik.


Page 79


6.3 Daftar Pustaka US Depatement of the interior Bureau Bureau of Reclamation, 2005, “Transformer : Basics, Maintenance and Diagnostics. Denver, Denver, colorado. Tersedia Tersedia : http://www.usbr.gov/pmts/client_service/recent/studytransformers.pdf {diakses tanggal 03 Februari 2011}

T60 Transformer management Relay UR Series Instruction Manual. Tersedia : http://www.electricalmanuals.net/files/RELAYS/GE/T60/GEK106448B.pdf {diakses Tanggal 05 Februari 2011}

Neil labrake, Jr, PE, 2009, “ Preventive Maintenance/Electrical Service Equipment”, National Grid, Turning Stone Ressort. Tersedia : http://www.shovelready.com/documents/neillabrake.ppt {diakses tanggal 05 Februari 2011}

Kadir, Abdul,. 1982. Energi. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta

Pane, Zulkarnaen, Ir.” Diktat Kuliah : Sistem proteksi”. Universitas Sumatera Utara. Medan

Farida, Nurmey, 2010. Laporan Krja Praktek di PT. Chveron Pacific Indonesia : Standart Preventive Maintenance Power Transformator & Voltage Regulator “ . Minas. Riau.


Page 80


LAMPIRAN

Permasalahan-permasalahan Permasalahan-permasalahan teknis kelistrikan yang ditemukan di Lapangan

1. Adanya Adanya masalah masalah mengenai mengenai korosi korosi pada pada tiang listrik, listrik, mengingat mengingat tiang tiang di PT. CPI berbahan baja. Berbagai faktor yang mempengaruhi tingkat korosi seperti kondisi pada permukaan permukaan tiang yang bersentuhan bersentuhan langsung dengan tanah, suhu, kelembapan udara, dsb. Oleh sebab i tu dilakukan pengecekan tingkat korosi dan thickness (ketebalan) tiang sehingga dapat dilakukan tindakan perbaikan atau penggantian tiang tia ng dengan tingkat korosi tinggi. 2. Putusnya Putusnya salah salah satu satu kabel kabel Distribus Distribusii pada salah salah satu satu fasa fasa di sekitar sekitar Gathering station sehingga perlu dilakukan perbaikan langsung. Karena dapat menggagu keseimbangan tegangan pada 2 fa sa yang lain.


Page 81

proteksi dan maintenance Transformator

Recommend Documents