laporan kerja praktek gejayan.pdf

8/19/2019 LAPORAN KERJA PRAKTEK GEJAYAN.pdf

1/60

SISTEM OPERASI TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

PADA JARINGAN LISTRIK

PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI AREA PELAKSANA

PEMELIHARAAN SALATIGA GARDU INDUK 150KV

GEJAYAN

LAPORAN

PRAKTEK KERJA NYATA I

Disusun Oleh :

Dimas Wahyu Sasongko

No. Mahasiswa : 121.041.018

Jurusan : Teknik Elektro

Program Studi : Teknik Elektro

Konsentrasi : KetenagaanJenjang : Strata-1

Fakultas : Teknologi Industri

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2015


2/60

ii

LEMBAR PENGESAHAN





GEJAYAN

Praktek Kerja Nyata I merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum

Strata-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri

Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Disusun Oleh :





Jenjang : Strata-1


Telah diperiksa dan disetujui oleh;

Yogyakarta , Juni 2015

Ketua Jurusan Teknik Elektro Dosen Pembimbing

(Ir. Muhammad Suyanto,M.T) (Mujiman. ST., MT)

NIK : 89.0760.378.E NIK : 84.0754.323.E


3/60

iii

SPV JARGI KENTUNGAN DAN

GEJAYAN

NURKHOLIS

LEMBAR PENGESAHAN





GEJAYAN

Praktek Kerja Nyata I merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum

Strata-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri

Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Disusun Oleh :





Jenjang : Strata-1


Telah Disahkan Oleh :

ASMAN HASET

BC YOGYAKARTA

SUHARDI

MANAJER

BUDI SANTOSO


4/60

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat, karunia serta izin-Nya lah penulis berhasil menyelesaikan laporan Praktek

Kerja Nyata (PKN) yang penulis beri judul “ Sistem Operasi Transformator

Distribusi Pada Jaringan Listrik PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali Area

Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150KV Gejayan”.

Praktek Kerja nyata ini penulis laksanakan selama kurang lebih satu bulan

terhitung tanggal 4 Mei 2015 sampai 29 Mei 2015. Praktek kerja nyata merupakan

salah satun syarat yang harus dipenuhi untuk memenuhi persyaratan Akademik di

Jurusan Teknik Elektro Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Kegiatan ini dapat menjadi media pembelajaran bagi penulis untuk dapat

menerapkan ilmunya dibangku perkuliahan.

Selama proses pelaksanaan Kerja Praktek, tidak lupa penulis sampaikan

penghargaan dan rasa terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu

penulisan dalam melaksanakan kerja praktek dan menyusun laporan ini sehingga

dapat terselesaikan dengan baik. Oleh sebab itu perkenankanlah penulis

mengucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Sudarsono, MT. Selaku Rektor Institut Sains & Teknologi

AKPRIND Yogyakarta.

2.

Bapak Muhammad sholeh, S.T., M.T selaku Dekan Institut Sains & Teknologi

AKPRIND Yogyakarta.


5/60

v

3.

Bapak Ir. Muhammad Suyanto, MT. selaku ketua Jurusan Teknik Elektro dan

Pembimbing Praktek Kerja Nyata. Terima kasih atas dukungan dan bimbingan

yang diberikan kepada saya.

4. Bapak Mujiman ST, MT selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek Nyata,

Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta.

5. Bapak Budi Santoso selaku Manajer APP Salatiga yang telah memberikan ijin

untuk melaksanakan kerja praktek di APP Salatiga.

6.

Bapak Nurkholis selaku pembimbing lapangan kerja praktek yang senantiasa

memberikan pengarahan tentang teknis pelaksanaan kerja praktek

7.

Seluruh Staf dan karyawan PT. PLN (PERSERO) P3B Jawa Bali Area

Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150 KV Gejayan Yogyakarta

atas kesediaan dan kerja samanya selama pelaksanaan kerja praktek .

8.

Kepada kedua orang tua saya yang telah membesarkan dan memberikan

motivasi kuat dalam melaksankan kerja praktek ini.

9. Rekan-rekan mahasiswa yang melaksanakan kerja praktek yang juga

merupakan teman sekelompok selama pelaksanaan kerja praktek

10.

Kepada seseorang yang saya cintai yang selalu memberikan petunjuk sekaligus

motivasi kepada penulis baik sebelum, selama, ataupun sesudah pelaksanakan

kerja praktek

11. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Institut Sains & Teknologi

Akprind Yogyakarta yang telah memberikan masukan-masukan dalam

penyusunan laporan ini


6/60

vi

12.

Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan maupun pembuatan

laporan Kerja Praktek ini, walaupun tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari laporan ini masih jauh dari sempurna dan sudah barang

tentu masih banyak kekurangannya baik segi teknik, penyajian dan bahasa. Oleh

sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

perbaikan dimasa yang akan datang. Dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi

kita semua

Yogyakarta, Juni 2015

Penyusun


7/60

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii

KATA PENGANTAR ................................................................................... iv

DAFTAR ISI ................................................................................................vii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................ix

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ........................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 2

1.3

Maksud dan Tujuan ................................................................ 2

1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ............................................ 3

1.5 Batasan Masalah..................................................................... 4

BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

2.1

Sejarah PT.PLN (Persero) ....................................................... 5

2.2 Visi, Misi dan Motto Perusahaan ............................................ 6

BAB III METODE PENGAMBILAN DATA

3.1 Metode Pengumpulan Data ................................................... 10

3.2 Metode Analisis Data ............................................................ 13


8/60

viii

BAB IV LANDASAN

4.1 Umum ..................................................................................... 16

4.2 Sistem Jaringan Listrik ........................................................... 19

4.3 Struktur Distribusi Tenaga Listrik Gardu Induk .................... 19

4.4 Gardu Hubung(Switch Substation) ........................................ 20

4.5 Gardu Distribusi ..................................................................... 21

4.6 Gangguan ............................................................................... 21

4.7 Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi ......................... 22

4.8 Penertian Relay Differensial .................................................. 38

4.9 Gas Insulated Switchger ......................................................... 41

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................ 49

5.2 Saran ....................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


9/60

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT.PLN (Persero) APP Salatiga................. 9

Gambar 3.1. Konfigurasi Gardu Induk Gejayan. ........................................... 15

Gamabr 4.1. Konfigurasi Saluran Distribusi Secara Umum Gardu Induk ..... 17

Gambar 4.2. Struktur Distribusi GI 150KV Gejayan ..................................... 20

Gambar 4.3. Transformator Merk Starlite...................................................... 23

Gambar 4.4. Transformator Distribusi Merk XIAN SFZ 60000 ................... 24

Gambar 4.5. Contoh Transformator 3 phasa .................................................. 25

Gambar 4.6. Transformator Tipe Conventional Beradiator ........................... 30

Gambar 4.7. Prinsip Hukum Kirchoff ............................................................ 39

Gambar 4.8. Pengawatan Dasar Relay Differensial ....................................... 39

Gambar 4.9. Sistem Pengaman Relay Differensial ........................................ 40

Gambar 4.10. GIS Indoor PLN 150KV GI Gejayan ...................................... 41

Gambar 4.11. Molekul Sulfur Heksa Fluorida(SF6) ...................................... 44

Gambar 4.12. Single Line Diagram Gardu Induk Single Busbar .................. 46

Gambar 4.13. Single Line Diagram Gardu Induk Sistem Double Busbar ..... 47

Gambar 4.14. Single Line Diagram Gardu Induk Satu Setengah Busbar ...... 48


10/60

x

DAFTAR TABEL

Halaman

Table 3.1. Data Pengukuran Transformator 150 KV ..................................... 10

Table 3.2. Data Pengukuran Belitan Transformator I 20KV ......................... 11

Tabel 3.3. Pengukuran Pada Transformator II 150KV Merek XIAN SFZ

150KV/20KV ................................................................................ 11

Table 3.4. Data Pengukuran Belitan Transformator II 20KV ........................ 12

Tabel 3.5. Pengukuran Saluran Kabel Tegangan Tinggi 150 KV GI

Gejayan ......................................................................................... 13

Tabel 4.1. Spesifikasi Minyak Isolasi Baru ................................................. 28

Tabel 4.2. Spesifikasi Minyak Isolasi Pakai ................................................ 28

Tabel 4.3. Tipe Pendinginan Transformator ............................................... 31

Tabel 4.4. Karakteristik Gas SF6 .................................................................. 45


11/60

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sistem keterandalan pada jaringan distribusi sangat besar peranannya untuk

memenuhi kebutuhan tenaga listrik pada setiap konsumen. Oleh karena peranannya

yang sangat penting bagi konsumen maka penyaluran listrik PT. PLN tidak boleh

terputus selama 24 jam. Hal ini akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar

bagi konsumen. Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan

pelanggan adalah sistem distribusi. Sistem distribusi merupakan hal yang banyak

mengalami gangguan, sehingga masalah dalam operasi sistem distribusi adalah

mengatasi gangguan, jumlah gangguan dalam sistem distribusi relatif banyak

dibandingkan dengan jumlah gangguan pada bagian sistem yang lain seperti pada

unit pembangkit, saluran transmisi dan transformator gardu induk.

Sistem distribusi tenaga listrik merupakan suatu sistem penyalur energi

listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik (power station) pada tingkat tegangan

yang diperlukan, pada umumnya terdiri dari beberapa bagian yaitu: Gardu induk,

Jaringan Distribusi Primer, Gardu Distribusi, Jaringan Distribusi Sekunder.

Populasi penduduk yang semakin tahun terus bertambah mengakibatkan kebutuhan

akan energi listrik juga semakin bertambah.


12/60

2

1.2 Rumusan Masalah

Agar dapat dicapainya sasaran yang diharapkan, penulis

menetapkan rumusan masalah dalam penyusunan laporan kerja praktek ini

antaranya:

1. Bagaimana cara operasi Transformator distribusi pada jaringan 150KV?

2. Bagaimana sistem pemodelan beban dan keadaan trafo distribusi

150KV?

3.

Bagaimana cara perawatan dan pemeliharaan Trafo GIS di gardu induk

150 KV agar gardu bekerja dengan stabil serta melindungi baik

gangguan Pada jaringan listrik?

1.3 Tujuan dan Manfaat Praktek Kerja Nyata

a.

Tujuan :

untuk memenuhi salah satu syarat dalam penyusunan tugas akhir yang

ada pada Jurusan Teknik Elektro , Fakultas Teknologi Industri, Institut

Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Untuk meningkatkan keprofesionalan khusunya pada bidang keahlian

teknologi bagi mahasisawa dan memenuhui tuntutan peningkatan mutu

profesional dan sumber daya manusia (SDM) yang handal memenuhi

kebutuhan sub – sektor industri,

Untuk memperdalam pengalaman/ wawasan sesuai dengan bidang yang

dipraktekkan serta untuk melatih kemampuan berfikir mengungkapkan

pendapat dan menyusun suatu laporan.


13/60

3

Untuk mendapatkan gambaran yang sebenarnya tentang pekerjaan yang

ada, sebagai bekal setelah selesai kuliah.

Manfaat Bagi Mahasiswa :

a. Memperoleh pengetahuan dan pengalaman tentang dunia kerja yang

sesungguhnya, khususnya di PT. PLN (Persero) P3B Jawa - Bali Area

Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150KV Gejayan.

sehingga dapat mempersiapkan langkah-langkah yang perlu diambil

untuk menyesuaikan diri dalam lingkungan kerjanya pada masa yang

akan datang.

b. Meningkatkan dan mengembangkan kemampuan dalam

mengumpulkan, menganalisa dan menyimpulkan suatu permasalahan

teknik.

1.4 Waktu Dan Tempat Pelaksanaan

Adapun tempat dan waktu pelaksanaan praktek kerja nyata adalah :

Tempat : PT. PLN GIS 150 KV Gejayan

Jln. Gejayan Yogyakarta

Waktu : 04 Mei s/d 29 Mei 2015


14/60

4

1. Jadwal Kegiatan

Kegiatan Minggu

I II III IVI. Pengenalan

a. Mengetahuigambaran umum

perusahaan

b. Mengetahui

sejarah dan

perkembangan

c. Mengetahui

struktur

organisasi

II. Pengamatan

Mempelajari

peralatan/ subyeksesuai dengan tema

yang diambil

Permasalahan

a. Studi kasus

b. Diskusi,

konsultasi, dan

evaluasi

c. Interpretasihasil dan

analisis data

Penyusunan

a.

Konsultasi b. Penyusunan

laporan

1.5 Batasan Masalah

Dalam laporan Praktek Kerja Nyata di Sistem Operasi Transformator

Distribusi Pada Jaringan Listrik PT. PLN (Persero) P3B Jawa - Bali Area Pelaksana

Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150kv Gejayan ini penulisan menjelaskan

mengenai jaringan listrik pada Trafo Tenaga di Gardu khususnya dikota

Yogyakarta.


15/60

5

BAB II

TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

2.1 Profil Perusahaan PT. PLN (Persero) APP SALATIGA P3B – JB

Sejarah APP Salatiga

PT. PLN (Persero) APP Salatiga merupakan salah satu unit dari PT. PLN

(Persero) P3B Jawa Bali dimana dibentuk berdasarkan SK Direktur No.

1466.K/DIR/2011 tanggal 13 Desember 2011. Proses Bisnis APP Salatiga adalah

Pelaksana Pemeliharaan. Tugas utama PT. PLN (Persero) APP Salatiga adalah

mengelola transmisi dan transaksi tenaga listrik di wilayah sistem Salatiga,

Yogyakarta, Surakarta secara unggul, andal, terpercaya.

Wilayah Kerja PT. PLN (Persero) APP Salatiga adalah meliputi 3 (tiga)

daerah atau Basecamp yaitu Basecamp Salatiga, Yogyakarta dan Surakarta dengan

jumlah gardu induk yang dikelola sebanyak 31 (tiga puluh satu), dimana terdapat

62 Trafo IBT Dan Trafo Distribusi (3638 MVA) serta panjang transmisi 2101,702

kms .

Jumlah aset di APP Salatiga Dalam menjalankan fungsinya sebagai pengelola

dan pemeliharaan, APP Salatiga memiliki aset yang terpasang dan tersebar di

seluruh wilayah Salatiga, Surakarta dan Yogyakarta. Jumlah aset yang dimiliki APP

Salatiga s.d tahun 2012 adalah Rp 3,935 Triliun. Jumlah Gardu Induk yang dikelola

APP Salatiga saat ini berjumlah 31 unit, baik GIS maupun GI Konvensional baik

di Grid 500 KV maupun 150 KV.


16/60

6

2.2 VISI DAN MISI PT. PLN (Persero)

VISI:

Diakui sebagai Perusahaan Kelas Dunia yang Bertumbuh kembang, Unggul

dan Terpercaya dengan bertumpu pada potensi Insani.

MISI UTAMA:

Melakukan dan mengelola penyaluran tenaga listrik Menjalankan bisnis

kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan

pelanggan, anggota perusahaan, dan pemegang saham.

Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas

kehidupan masyarakat.

Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi.

Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan.

VISI DAN MISI PT PLN (Persero) P3B Jawa-Bali APP Salatiga

VISI:

Menjadi unit pengelola transmisi dan transaksi tenaga listrik yang Unggul,

Andal dan Terpercaya berkelas dunia.

MISI UTAMA:

Melakukan dan mengelola penyaluran tenaga listrik tegangan tinggi secara

efisien, andal, dan akrab lingkungan;

Mengelola transaksi tenaga listrik secara kompetitif, transparan dan adil.


17/60

7

Program Unggulan PT. PLN (Persero) APP Salatiga

1. Manajemen Aset

Manajemen Aset (Asset Management/AM) merupakan bagian dari program

Metamorfosa yang sedang dikembangkan PLN Pusat. Penjabaran AM tersebut

bertujuan untuk mencapai efektivitas pembiayaan investasi (cost effectiveness of

investment) dan memaksimalkan keuntungan jangka panjang.

2. Pembentukan Tim Verifikasi Operasi Sistem Penyaluran

Sehubungan dengan terjadinya gangguan pada system penyaluran di

wilayah kerja APP Salatiga, maka perlu dilakukan verifikasi gangguan operasi

system dengan tujuan untuk mengetahui penyebab gangguan.

3. Remapping SDM

Remapping SDM merupakan langkah yang dilakukan manajemen untuk

mengoptimalkan fungsi SDM untuk mencapai target dan tujuan perusahaan

4. Code Of Conduct & Good Corporate Government

Code of conduct (tata nilai) adalah kaidah‐kaidah yang menjadi landasan

bagi kita dalam bertindak dan mengambil keputusan. Perjalanan mewujudkan Visi

melalui Misi menuntut perilaku tertentu dari para pegawai APP Salatiga. Perilaku

yang diharapkan dari setiap pegawai diwujudkan melalui core values yang perlu

dijunjung tinggi oleh setiap anggota organisasi.

5. Penyempurnaan proses bisnis

Proses bisnis merupakan sekumpulan tugas atau aktivitas untuk mencapai

tujuan yang diselesaikan baik secara berturut atau paralel oleh manusia atau sistem

baik diluar ataupun didalam organisasi, juga merupakan sebuah abstraksi yang


18/60

8

menggambarkan cara orang‐orang atau pihak ‐ pihak saling berinteraksi di dalam

sistem, untuk menangani permintaan bisnis yang dijelaskan dalam cara tertentu.

6. SMK3

Bertujuan menciptakan suatu sistem Keselamatan dan Kesehatan Kerja

(K3) di tempat kerja dengan melibatkan unsur manajemen, tenaga kerja/ pegawai,

kondisi dan lingkungan kerja yang terintegrasi dalam rangka mencegah dan

mengurangi kecelakaan dan penyakit akibat kerja serta terciptanya tempat kerja

yang aman (Safe), efisien dan produktif.


19/60

9

Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) APP Salatiga

Gambar 2.1 Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) APP Salatiga


20/60


21/60

11

Tabel 3.2. Data Pengukuran Belitan Transformator I 20KV

Tabel 3.3. Pengukuran Pada Transformator II 150KV Merek XIAN SFZ

150KV/20KV

Hari ke SUHU POSISITAB

COUNTEROLTC

SISI 20KV IN 1732 AMPER

OIL WIND .P WIND.S KV R S T

1. 56 66 66 13 96934 20.4 1232 1180 1225

59 70 70 15 96938 20.4 1361 1365 1355

2.

58 68 68 12 96949 20.6 1315 1265 1305

58 69 69 16 - 20.8 1307 1251 1297

3. - - - 14 - 20.7 - - -

59 71 71 - 96969 - 1299 1191 1231

4. - - - - - - - - -

60 68 69 14 96974 21 1214 1145 1191

5. 58 68 68 16 96984 20.6 1060 1045 1085

- - - 14 - 20.7 1227 1219 1221

6. 55 67 66 13 96997 20.5 1115 1086 1095

- - - - - 21 1220 1190 1226

7. 56 68 68 14 97010 20.9 1260 1290 1260

- - 15 - 20.7 1211 1167 1197

Hari ke SISI 150 KV IN : 230,9 AMPER

PUKUL KV R S T MW MVAR

1 10:00 145 150 140 135 33 30

19:00 143 165 160 150 35 31

2 10:00 147 180 170 165 39 34

19:00 143 162 150 150 35 30

3 10:00 - - - - - -

19:00 145 150 140 135 34 27

4 10:00 - - - - - -

19:00 145 143 137 133 31 27

5 10:00 144 125 225 220 49 42


22/60

12

Tabel 3.4. Pengkuran Belitan Transformator II 20KV

3. Minggu ketiga melakukan pengukuran saluran kabel tegangan tinggi

150KV pukul 10.00 wib dan 19.00 Wib, dengan mengambil data berupa

tegangan dan arus yang ada pada SKTT KENTUNGAN 1, SKTT

Kentungan 2 Dan Koppel.

19:00 146 160 155 155 37 32

6 10:00 145 217 206 201 47 41

19:00 145 151 144 140 32 29

7 10:00 145 190 180 175 42 32

19:00 143 105 155 160 36 30

Hari ke SUHU POSISI

TAB

COUNTER

OLTC

SISI20KV IN 1732 AMPER

OIL WIND .P WIND.S KV R S T

1.

55 65 65 13 97228 20.7 975 985 965

57 68 68 15 97293 20.7 1163 1137 1121

2. 57 66 66 13 97288 20.6 1160 1165 1155

57 67 68 14 - 20.8 1132 1127 1131

3. - - - 14 - 20.8 - - -

58 68 68 - 97299 - 993 979 971

4. - - - - - - - - -

63 66 65 14 97315 21 897 961 919

5. 59 71 71 16 97326 20.6 1495 1500 1475

- - - 14 - 20.6 1131 1119 1121

6. 61 70 71 14 97347 20.7 1393 1418 1410

- - - - - 20.6 993 980 970

7. 58 69 69 14 97358 20.5 1240 1255 1235

- - 15 - 20.6 1153 1135 1141


23/60

13

Tabel 3.5. Pengukuran Saluran Kabel Bawah Tanah Tegangan Tinggi 150

KV GI Gejayan

Hari

ke

Waktu Sktt kentungan in 500 A Sktt kentungan II in 500A Koppel in

2000A

kv A MW MVAR KV A MW MVAR KV A KV

1 10:00 150 120 -30 2 150 130 -30 -10 150 0 150

19:00 147 118 -30 - 147 118 -30 -10 147 0 147

2 10:00 - - - - - - - - - -

19:00 150 148 -35 0 150 153 -35 -12 150 0 150

3 10:00 - - - - - - - - - - -

19:00 148 150 -35 -2 148 180 -35 -12 148 0 148

4 10:00 140 180 -40 -10 140 200 -30 -20 140 0 140

19:00 146 155 -35 -2 146 163 -34 -15 146 0 146

5 10:00 149 165 -40 -5 149 175 -38 -18 144 0 149

19:00 145 162 -36 -3 145 170 -36 -15 145 0 145

6 10:00 145 175 -40 -10 145 193 -40 -20 145 0 145

19:00 145 170 -35 -5 145 180 -40 -18 145 0 145

7 10:00 146 180 -40 -8 146 190 -40 -18 146 0 146

19:00 144 170 -35 -5 144 180 -40 -15 144 0 144

3.2 Metode Analisis Data

Untuk mendapatkan arus perbandingan yang sama besar rasio CT antara

primer dan sekunder transformator harus disesuaikan dengan rasio transformator

itu sendiri. Misalkan Transformator 42 MVA, 150 kV/20kV dengan hubungan

YNyn0, maka rasio CTnya :

Arus nominal sisi primer transformator

adalah

Ip =

5 √= 161,66

Maka primer CT dipilih = 161, 66 * √ 3 = 280

Arus nominal sisi sekunder transformator adalah

IS =

√= 1212,4


24/60

14

Maka primer CT dipilih

= 1212,4 x √ 3 = 2099

Sedangkan untuk pengenal sekunder CT 1, 2 dan 5 A. Sehingga rasio CT sisi primer

dapat dipilih 300/5 dan rasio CT sisi sekunder 2000/5. Karena arus primer tidak

sama dengan arus sekunder serta arus primer belum tentu sefasa dengan arus

sekunder ( tergantung vector groupnya ) maka secara umum diperlukan trafo arus

bantu atau Aux CT.

Aux. CT berfungsi untuk :

1. Menyesuaikan arus yang akan masuk ke relay differential.

2. Menyesuaikan pergeseran sudut fasa yang akan masuk ke relay differential .

Pemasangan Aux. CT

3. Jika berfungsi untuk menyesuaikan pergeseran fasa selalu dipasang pada

sisi Y transformator dayanya, dan disisi lainnya dapat dipasang atau tidak.

4.

jika berfungsi hanya penyesuaian arus dapat dipasang disisi primer maupun

sekunder, atau kedua – duanya.

5. bila CT disisi primer mempunyai sekunder 1 A dan disisi sekunder 5 A,

umumnya Aux. CT dipasang dikedua sisi.

Dari contoh di atas maka arus yang masuk ke relay adalah

sebesar : Sisi 150 kV : I primer =5 .

I primer = 2,7 A

Maka arus yang masuk ke relay adalah :

I primer = 2,7 . √3

I primer = 4,67 A


25/60

15

Sisi 20 kV : I skunder =5 .

I skunder = 3,03 A

Maka arus yang masuk ke relay adalah :

I skunder = 3,03 . √3

I skunder = 5,24 A

Fasilitas tap changer yang berfungsi untuk mendapatkan tegangan operasi

sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan jaringan yang berubah-ubah.

Arus sisi sekunder CT dapat dibuat macth hanya pada satu titik dari rentang

pengubahan tap. Pada posisi lain akan timbul arus beda.

Gambar 3.1. Konfigurasi Gardu Induk Gejayan


26/60

16

BAB IV

LANDASAN TEORI

4.1 Umum

Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi

untuk menyalurkan tenaga/daya listrik, dalam operasi penyaluran tenaga listrik

transformator dapat dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Sistem

distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna

untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (bulk power source)

sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi listrik adalah: Pembagian atau

penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan). Merupakan sub sistem

tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada

pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan

tegangan dari 11 KV sampai 24 KV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk

dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 KV, 154 KV, 220 KV atau 500

KV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan

adalah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana

dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir.

Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang

mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula.

Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 KV dengan

transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan


27/60

17

sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi

primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil

tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem

tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi

sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi

merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan.

Konfigurasi sistem tenaga listrik dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.1 Konfigurasi Saluran Distribusi Secara Umum Pada Gardu Induk

Berdasarkan gambar di atas, maka dapat dikelompokkan dalam beberapa

pembagian sebagai berikut:


28/60

18

1.

Daerah I :Bagian pembangkitan (Generation).

2.

Daerah II :Bagian penyaluran (Transmission) bertegangan tinggi (HV,

UHV, dan EHV).

3. Daerah III :Bagian distribusi primer bertegangan menengah (6, 12, atau 20

KV).

4. Daerah IV :Bagian distribusi sekunder bertegangan rendah.

Berdasarkan pembagian tersebut, maka diketahui bahwa sistem distribusi

listrik terdapat pada daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat diklasifikasikan

menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan

demikian ruang lingkup jaringan distribusi adalah sebagai berikut:

1. SUTM, terdiri dari tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan

peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus.

2. SKTM, terdiri dari kabel tanah, terminasi dalam dan luar ruangan, dan lain-

lain.

3. Gardu Trafo, terdiri dari Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat

Trafo, panel, pipa-pipa pelindung, arrester, kabel-kabel, pengikat

Transformator, peralatan pertanahan, dan lain-lain.

4.

SUTR dan SKTR, sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan

SKTM, yang membedakan hanya dimensinya.

4.2 Sistem Jaringan Distribusi

Sistem distribusi tenaga listrik adalah penyaluran energi listrik dari gardu

induk (GI) tenaga listrik hingga sampai kepada konsumen pada tingkat tegangan


29/60

19

yang diperlukan. Jaringan distribusi terdiri atas dua bagian, yang pertama adalah

jaringan tengah menengah / primer (JTM), yang menggunakan tiga kawat atau

empat kawat untuk tiga fasa. Jaringan distribusi primer berada antara gardu induk

dan transformator distribusi. Jaringan yang kedua adalah jaringan tegangan rendah

(JTR) dengan tegangan 380/220 Volt.

4.3 Struktur Distribusi Tenaga Listrik Gardu Induk GIS 150 KV Gejayan

Gardu induk berisikan ujung-ujung dari saluran transmisi / sub transmisi,

transformator, peralatan proteksi, control dan pangkal saluran distribusi. Gardu

induk memberikan suplai tenaga listrik ke jaringan distribusi. Tegangan suplai

gardu induk adalah berupa tegangan menengah, gardu induk berfungsi sebagai:

1. Mentransformasikan tenaga listrik dari tegangan tinggi yang satu ke

tegangan tinggi lainnya, atau ke tegangan menengah.

2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan dan pengamanan sistem

tenaga listrik.


30/60

20

Gambar 4.2 Struktur Distribusi GI 150 KV Gejayan

4.4

Gardu Hubung (Switch Substation )

Gardu hubung merupakan gardu penghubung antara gardu induk dengan

gardu Trafo distribusi. Gardu ini tidak berisikan Transformator, tetapi hanya

perlengkapan hubung-bagi (Switcgear) dan bisanya rel-rel (busbars). Gardu hubung

ini terdiri dari gardu hubung spindel yang memiliki maksimum 7 unit penyulang

dan gardu hubung non-spindel yang memiliki 3 unit penyulang.


31/60


32/60

22

d.

Merusak peralatan pada daerah terjadinya gangguan itu.

4.7 Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi

Definisi klasik dari keandalan adalah peluang berfungsinya suatu alat atau

sistem secara memuaskan pada keadaan tertentu dan dalam periode waktu tertentu

pula. Dapat juga dikatakan kemungkinan atau tingkat kepastian suatu alat atau

sistem akan berfungsi secara memuaskan pada keadaan tertentu dalam periode

waktu tertentu pula. Dalam pengertian ini, tidak hanya peluang dari kegagalan

tetapi juga banyaknya, lamanya dan frekuensinya juga penting. Kemungkinan atau

tingkat kepastian sedemikian itu tidak dapat diduga dengan pasti, tetapi dapat

dianalisa atas dasar logika ilmiah.

Keandalan yaitu kemampuan dari sistem pengiriman kekuatan untuk

membuat tegangan listrik yang siap secara terus-menerus dan cukup dengan mutu

kepuasan, untuk memenuhi kebutuhannya konsumen.

Metodologi Tentang Life Time Transformator Pada dasarnya perhitungan

yang tepat serta management yang baik dari Trafo Distribusi akan meningkatkan

keandalan sistem tenaga listrik sehingga kontinuitas pelayanan listrik ke konsumen

terjamin. Trafo Distribusi merupakan komponen yang sangat penting dalam

mendistribusikan tenaga listrik kekonsumen, jadi ada beberapa faktor yang

mempengaruhi keandalan dan lama waktu pakai trafo jaringan distribusi.

1. Klasifikasi Transformator Tenaga

1) Data Trafo PS(Pemakaian Sendiri) 200 KVA:

Merk STARLITE buatan Indonesia


33/60

23

Kapasitas 200KVA frekuensi 50 HzTransformator 3 fase tahun buat 1995

Hubungan P. Bintang dan S. Z n 5 ; Arus nominal 5.77 A , 288,6 A

Perbandingan dengan minyak Diala B ; Jumlah berat 1080kg

Low voltage – terminal 2V – 2V – 2W – 2N

Volt : 20000 ; ampere 1732.1 ; MVA : 60

Tertiary – Terminal Volt : 16079 ; Ampere : 414.6 x V3 ; MVA : 20

Gambar 4.3 Transformator Merk Starlite

2) Transformator Distribusi 60 MVA Merk XIAN SFZ 60000

Serial number A95007 – 4 . Power Tranformator 3 fase

Standart IEC 1976, Year of Manuf 1995

Cooling ONAN / ONAF 70/100%

Insulation LI 650 AC 27 ; LEVEL LI – AC 381; LI 125 AC 50; LI – AC 38

Connection symbol YN yn O+d

Altitude Average Wind 58k

Mass Total 10360 t ; Oil 2610t ; Untaking 5920t


34/60

24

Gambar 4.4 Transformator Distribusi 60 MVA Merk XIAN SFZ 60000

Menurut Pendinginan, menurut cara pendinginannya dapat dibedakan sebagai

berikut:

a.

Berdasarkan Fungsi dan pemakaian:

Transformator mesin (untuk mesin-mesin listrik)

Transformator Gardu Induk

Transformator Distribusi

b. Berdasarkan Kapasitas dan Tegangan Kerja: Contoh transformator 3

phasa dengan tegangan kerja di atas 1100 kV dan daya di atas 1000

MVA.


35/60


36/60

26

a) Inti besi

Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh

arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi

tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang

ditimbulkan oleh arus pusar atau arus eddy (eddy current).

b) Kumparan transformator

Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan

kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap

kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax

dan lain-lain. Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan

sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-

balik maka pada kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan

induksi tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban)

maka mengalir arus pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini

berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

c) Kumparan tertier

Fungsi kumparan tertier diperlukan adalah untuk memperoleh tegangan

tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut,

kumparan tertier selalu dihubungkan delta atau segitiga. Kumparan tertier

sering digunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti

kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reaktor shunt, namun demikian

tidak semua Transformator daya mempunyai kumparan tertier.


37/60

27

d) Minyak Transformator

Sebagian besar dari Transformator tenaga memiliki kumparan-kumparan

yang intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada

Transformator tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak

Transformator mempunyai sifat sebagai media pemindah panas

(disirkulasi) dan juga berfungsi pula sebagai isolasi (memiliki daya

tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan

isolasi.

Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu:

Kekuatan isolasi tinggi

Penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikel-

partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat

Viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki

kemampuan pendinginan menjadi lebih baik

Titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat

menimbulkan baha

Tidak merusak bahan isolasi padat

Sifat kimia yang stabil

Minyak transformator baru harus memiliki spesifikasi seperti

tampak pada Tabel di bawah ini Untuk minyak isolasi pakai.

berlaku untuk transformator berkapasitas > 1 MVA atau

bertegangan > 30 kV


38/60

28

Tabel 4.1. Spesifikasi Minyak Isolasi Baru.

Tabel 4.2. Spesifikasi Minyak Isolasi Pakai.

NO. Sifat Minyak Isolasi Tegangan

Peralatan

Batas yang

diperbolahkan

Metode Uji Tempat Uji

1. Tegangan tembus >170KV 50KV/2.5mm IEC 156 Di Tempat

2. Kandungan air 170KV30KV/2.5mm


39/60

29

sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan

tangki Transformator.

f) Tangki Dan Konservator

Pada umumnya bagian-bagian dari Transformator yang terendam minyak

Transformator berada atau (ditempatkan) di dalam tangki. Untuk

menampung pemuaian pada minyak Transformator, pada tangki dilengkapi

dengan sebuah konservator. Terdapat beberapa jenis tangki, diantaranya

adalah:

Jenis sirip (tank corrugated) Badan tangki terbuat dari pelat baja

bercanai dingin yang menjalani penekukan, pemotongan dan

proses pengelasan otomatis, untuk membentuk badan tangki

bersirip dengan siripnya berfungsi sebagai radiator pendingin dan

alat bernapas pada saat yang sama. Tutup dan dasar tangki terbuat

dari plat baja bercanai panas yang kemudian dilas sambung kepada

badan tangki bersirip membentuk tangki corrugated ini. Umumnya

transformator di bawah 4000 kVA dibuat dengan bentuk tangki

corrugated.

Jenis tangki Conventional Beradiator, Jenis tangki terdiri dar badan

tangki dan tutup yang terbuat dari mild steel plate (plat baja

bercanai panas) ditekuk dan dilas untuk dibangun sesuai dimensi

yang diinginkan, sedang radiator jenis panel terbuat dari pelat baja

bercanai dingin (cold rolled steel sheets). Transformator ini


40/60

30

umumnya dilengkapi dengan konservator dan digunakan untuk

25.000,00 kVA, yang ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

Gambar 4.6. Transformator Tipe Conventional Beradiator

(Sumber Trafindo, 2005)

Hermatically Sealed Tank With N2 Cushined, Tipe tangki ini sama

dengan jenis conventional tetapi di atas permukaan minyak

terdapat gas nitrogen untuk mencegah kontak antara minyak

dengan udara luar.

2. Peralatan Bantu

a)

Pendingin

Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-

http://2.bp.blogspot.com/_jqFxKzwEbD8/SVzGqCarrhI/AAAAAAAAAkc/Tv-7aGm6g4s/s1600-h/Tr.+tipe+Beradiator.jpg


41/60

31

rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan

kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi transformator,

maka untuk mengurangi adanya kenaikan suhu yang berlebihan

tersebut pada transformator perlu juga dilengkapi dengan sistem

pendingin yang bergungsi untuk menyalurkan panas keluar

transformator. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat

berupa udara, gas, minyak dan air.

Sistem pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara:

Alamiah (natural)

Tekanan/paksaan (forced).

Tabel 4.3. Tipe Pendinginan Transformator

NO. MacamSistem

Pendingin

Media

Didalam Transformator Diluar transformator

SirkulasiAlami

SirkulasiPaksa

SirkulasiAlami

SirkulasiPaksa

1. AN - - Udara -

2. AF - - - Udara

3. ONAN Minyak - Udara -

4. ONAF Minyak - - Udara

5. OFAN - Minyak Udara -

6. OFAF - Minyak - Udara

7. OFWF - Minyak - Air

8. ONAN/ONAF Kombinasi 3 Dan 49. ONAN/OFAN Kombinasi 3 Dan 5

10. ONAN/OFAF Kombinasi 3 Dan 6

11. ONAN/OFWF Kombinasi 3 Dan 7

keterangan: A = air (udara), O = Oil (minyak), N = Natural (alamiah),

F = Forced (Paksaan / tekanan)


42/60


43/60

33

Indikator suhu minyak

Indikator permukaan minyak

Indikator sistem pendingin indikator kedudukan tap, dan

sebagainya.

Penuaan Isolasi Transformator

Secara disain, biasanya umur trafo berkisar 30-40 tahun. Namun demikian,

trafo yang dipasang tahun 1940 – 1950-an banyak yang sekarang masih beroperasi

dengan normal. Ada fakta-fakta yang harus kita ketahui, misalnya bahwa isolasi

trafo mengalami penuaan, belitan trafo harus diisolasi dari turn ke turn dan dari coil

ke coil, ada berbagai bahan material yang bisa dipakai untuk isolasi ini.

Untuk trafo daya, bahan isolasi yang biasa dipakai adalah kertas Kraft

(kertas isolasi selulosa). Sekarang juga mulai banyak bahan kertas sintetik yang

dipakai, yang bisa beroperasi pada temperatur kerja tinggi (isolasi hybrid), yang

dikenal sebagai kertas Aramid. Gardu Induk yang menggunakan isolasi udara :

1.

Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian

yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang bertegangan, maupun

antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan.

2. Gardu induk ini disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated

Switchgear (GIS), yang memerlukan tempat yang sempit.

Di awal abad ke-20 bahan isolasi yang dipakai adalah asbestos, low grade

pressboard, kertas shellac impregnated. Kemudian dikembangkan kertas resin

impregnated, lalu kertas isolasi dengan selulosa high sulfate. Kertas, pressboard,


44/60

34

transformer board dari selulosa adalah bahan isolasi yang paling banyak digunakan.

Minyak hidrokarbon juga merupakan bagian dari isolasi.

Isolasi solid seperti kertas, press board dan transformer board terbuat dari

selulosa tumbuhan. Sumber utama serat selulosa adalah kayu. Kayu mengandung

40 sampai 50% selulosa, 20 sampai 30% lignin dan 10 sampai 30% hemi selulosa.

Selulosa sendiri adalah polimer linier yang unit-unit glukosa-nya terhubung pada

atom Karbon yang pertama dan ke-4. Selulosa dalam keadaan baru mempunyai

1000 sampai 3000 rantai glukosa.

Kertas Kraft mengandung polimer selulosa dengan berat molekul tinggi

sekitar 75 sampai 90%, hemi selulosa dengan berat molekul rendah 10 sampai 20%

dan lignin 0 sampai 5%. Selulosa adalah polimer linier yang terdiri dari unit-unit

glukosa anhydrous tunggal yang terhubung pada atom-atom Karbon pertama dan

keempat melalui ikatan glukosidik. Jumlah unit monomer dalam polimer disebut

sebagai degree of polymerisation. Sering kali, kualitas selulosa diukur dari tingkat

polimerisasi (DP) dengan metode viskometrik rata- rata. Panjang rantai selulosa

yang diukur dari tingkat polimerisasi rata-rata berdasarkan metode viskositas

dinyatakan oleh DP. Kekuatan isolasi bergantung pada:

1.

Komposisi kimia

2. Berat molekul polimer

3. Morfologi polimer

Pada isolasi padat, pengeringan dan impregnasi minyak sangat penting

untuk menjaga kekuatan isolasi kertas. Kadang-kadang kapas juga dipakai sebagai

isolasi. Kertas yang telah diupgrade secara thermal disebut kertas Aramid yang


45/60

35

terbuat 100% dari serat polyamide aromatik. Penggunaan kertas Aramid tidak

terlalu umum karena mahal. Minyak trafo modern mempunyai ketahanan dielektrik

yang tinggi, viskositas rendah, bebas dari sludging, hambatannya bagus terhadap

listrik statis. Minyak trafo terdiri dari senyawa campuran hidrokarbon. Kandungan

utamanya adalah Parafin, Iso Parafin, Naphtene dan Aromatic. Cairan Silicone

lebih baik dari pada minyak mineral namun lebih mahal.

Aplikasi pada trafo distribusi kecil dan trafo daya besar dibedakan. Pada

trafo kecil sampai dengan beberapa MVA, variasi isolasinya biasanya tidak banyak

atau sistemnya konvensional, contohnya trafo jenis kering, trafo yang diisi minyak

silicone dan trafo yang diisolasi gas dan didinginkan uap air. Untuk trafo yang

bekerja pada suhu tinggi, serat Aramid merupakan alternatif yang bagus.

Pengertian Over Eksitasi

Over eksitasi pada transformator merupakan suatu kejadian dimana inti

transformator mengalami saturasi karena fluks magnetik yang mengalir di inti

meningkat sehingga meningkatkan arus eksitasi yang melebihi batas desain

peralatan. Seringkali tanpa disadari suatu transformator yang beroperasi

pada jaringan mengalami over eksitasi. Oleh karena itu perlu diketahui penyebab

terjadinya over eksitasi pada transformator. Penyebab Terjadinya Over Eksitasi

Dalam jaringan, seringkali jarak antara IBT 500/150 kV dengan transformator

150/20 kV sangat jauh hingga ratusan kilometer. Keadaan ini tentu saja

menyebabkan tegangan suplai ke transformator 150/20 kV menjadi turun, bernilai

lebih rendah, dibawah tegangan nominalnya bahkan hingga batas toleransi


46/60

36

minimum yang diperbolehkan, sehingga tegangan di sisi sekunder (penyulang)

pun akan ikut turun, berada di bawah tegangan nominalnya. Begitu juga saat suatu

transformator dari keadaan tidak berbeban, kemudian menjadi berbeban, maka

tegangan di sisi sekunder akan turun dibandingkan tegangan ratingnya (mengalami

voltage drop).

Untuk menjaga kualitas ke sisi konsumen, transformator-transfomator

ke sisi penyulang ini harus dinaikkan kembali tegangannya agar kualitas

tegangan yang disyaratkan terpenuhi. Hal ini biasanya dilakukan dengan

pengoperasian OLTC (On Load Tap Changer) pada posisi tap tertentu sehingga

diperoleh nilai tegangan sekunder yang sesuai.

Akibat Over Eksitasi Pada Transformator menyebabkan kenaikan

temperatur inti transformator dan meningkatkan temperatur minyak transformator

sebagai media pendingin transformator, meningkatkan tingkat kebisingan (noise)

dan getaran (vibration) pada transformator. Beberapa transformator yang

mengalami over eksitasi mengalami stress termal yang lebih besar dibandingkan

dengan transformator sejenis pada beban yang sama jika tanpa over eksitasi.

Over eksitasi dapat menyebabkan kerusakan permanen pada belitan dan

inti transformator akibat panas yang disebabkan oleh arus eksitasi yang tinggi yang

mengalir ketika tegangan meningkat tajam ke level saturasi. Transformator akan

menuju ke kondisi over eksitasi ketika tegangan sistem berubah, ketika beban

berubah dan/atau faktor daya (PF) berubah, atau ketika kombinasi antara tegangan

sistem dan kondisi beban .


47/60

37

Peningkatan over eksitasi juga dapat menyebabkan penurunan

kemampuan menyuplai daya pada transformator. Walaupun penurunan ini tidak

terlalu besar, hot spot akan meningkat dan menyebabkan terjadinya penuaan

pada isolasi transformator sehingga terjadi penurunan masa hidup (lifetime)

isolasi transformator yang cukup mengkhawatirkan.

Over eksitasi pada transformator dapat menyebabkan kerusakan termal

pada inti akibat fluks besar yang berlebihan pada rangkaian magnetik. Fluks yang

berlebih ini membuat inti besi mengalami saturasi dan mengalir ke dalam struktur

yang berdekatan, menyebabkan tingginya rugi-rugi arus Eddy pada inti dan material

konduktor yang berdekatan.

4.8

Pengertian Relay Differensial

Relay Differensial merupakan pengaman utama pada generator,

Transformator dan bus-bar, sangat selektif , cepat bekerja tidak perlu berkoordinasi

dengan relay lain dan tidak dapat digunakan sebagai pengaman cadangan untuk

seksi atau daerah berikutnya.

Relay Differensial mengamankan peralatan tersebut diatas dari gangguan

hubung singkat yang terjadi di dalam generator ataupun transformator, antara lain

hubung singkat antara kumparan dengan kumparan atau antara kumparan dengan

tangki. Relay ini harus bekerja kalau terjadi gangguan di daerah pengamanan, dan

tidak boleh bekerja dalam keadaan normal atau gangguan di luar daerah

pengamanan. Ini juga merupakan unit pengamanan dan mempunyai selektifitas


48/60

38

mutlak. Penggunaan Relay Differensial sebagai Relay pengaman, antara lain pada

generator, Transformator daya, bus bar, dan saluran transmisi. Relay Differensial

digunakan sebagai pengaman utama (main protection) pada transformator daya

yang berguna untuk mengamankan belitan Transformator bila terjadi suatu

gangguan. Relay ini sangat selektif dan sistem kerjanya sangat cepat.

Prinsip Kerja Relay Differensial

Relay Differensial prinsip kerjanya berdasarkan hukum kirchoff, dimana

arus yang masuk pada suatu titik, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut

seperti gambar dibawah..

I1 I2 I1 = I2

Gambar 4.7 Prinsip Hukum Kirchoff

Sebagaimana disebutkan diatas, Relay differensial adalah suatu alat proteksi

yang sangat cepat bekerjanya dan sangat selektif berdasarkan keseimbangan

(balance) yaitu perbandingan arus yang mengalir pada kedua sisi trafo daya melalui

suatu perantara yaitu trafo arus (CT). Dalam kondisi normal, arus mengalir melalui

peralatan listrik yang diamankan (generator, transformator dan lain-lainnya). Arus-

arus sekunder transformator arus, yaitu I1 dan I2 bersikulasi melalui jalur IA. Jika

relay pengaman dipasang antara terminal 1 dan 2, maka dalam kondisi normal tidak

akan ada arus yang mengalir melaluinya.


49/60

39

Gambar 4.8 Pengawatan Dasar Relay Differensial

Jika terjadi gangguan diluar peralatan listrik peralatan listrik yang

diamankan (external fault), maka arus yang mengalir akan bertambah besar, akan

tetapi sirkulasinya akan tetap sama dengan pada kondisi normal, sehingga relay

pengaman tidak akan bekerja untuk gangguan luar tersebut. Jika gangguan terjadi

didalam (internal fault), maka arah sirkulasi arus disalah satu sisi akan terbalik,

menyebabkan keseimbangan pada kondisi normal terganggu, akibatnya arus ID akan

mengalir melalui relay pengaman dari terminal 1 menuju ke terminal 2. Selama

arus-arus sekunder transformator arus sama besar, maka tidak akan ada arus yang

mengalir melalui kumparan kerja (operating coil) relay pengaman, tetapi setiap

gangguan (antar fasa atau ke tanah) yang mengakibatkan sistem keseimbangan

terganggu, akan menyebabkan arus mengalir melalui Operating Coil relay

pengaman, maka relai pengaman akan bekerja dan memberikan perintah putus

(tripping) kepada circuit breaker (CB) sehingga peralatan atau instalasi listrik yang

terganggu dapat diisolir dari sistem tenaga listrik. Seperti gambar dibawah ini :

http://3.bp.blogspot.com/-cdy9uAApKZ8/UtPl87e-3WI/AAAAAAAAAWg/95hzV8eremc/s1600/GBR+1.jpg


50/60

40

Gambar 4.9 Sistem Pengaman Relay Diferensial

4.9 GAS INSULATED SWITCHGEAR

1. Gas Insulated Switchgear

Gas Insulated Switchgear atau Gas I nsulated Substation biasa disebut dengan

istilah GIS, merupakan sebuah sistem penghubung dan pemutus jaringan listrik

yang dikemas dengan menggunakan gas SF6 bertekanan sebagai material isolasi

elektrik dan pemadaman busur api.

GIS sendiri merupakan salah satu klasifikasi gardu induk yang menggunakan

isolasi Gas. Berdasarkan lokasi peletakannya, GIS terbagi menjadi dua, yaitu di

dalam ruangan (indoor ) dan di luar ruangan (outdoor ). GIS biasa ditempatkan pada

perkotaan karena luas wilayah yang terpakai lebih kecil dibandingkan dengan yang

konvensional.

http://dunia-listrik.blogspot.com/search/label/Sistem%20Transmisi%20dan%20Distribusihttp://dunia-listrik.blogspot.com/search/label/Sistem%20Transmisi%20dan%20Distribusihttp://dunia-listrik.blogspot.com/search/label/Sistem%20Transmisi%20dan%20Distribusihttp://4.bp.blogspot.com/-pEtS6MqA_Jk/UtPl8zGK0CI/AAAAAAAAAWk/z1b3UmIKnS4/s1600/relai.jpghttp://dunia-listrik.blogspot.com/search/label/Sistem%20Transmisi%20dan%20Distribusi


51/60

41

Gambar 4.10. GIS Indoor PLN 150 KV GI Gejayan

Pada GIS terdapat bermacam jenis peralatan seperti pemutus tenaga,

busbar, pemisah, pemisah tanah, trafo arus dan trafo tegangan yang ditempatkan

didalam kompartemen yang terpisah – pisah dan diisi gas SF6. Kekuatan dielektrik

Gas SF6 yang lebih tinggi dari pada udara, menyebabkan jarak konduktor yang

diperlukan akan lebih kecil. Maka ukuran setiap peralatan dapat dikurangi, yang

menyebabkan ukuran secara keseluruhan menjadi lebih kecil.

Berdasarkan hasil kajian PLN dan mengacu pada hasil kajian Konwledge

Sharing and Research (KSANDR) Belanda, GIS dibagi menjadi 5 subsistem

berdasarkan fungsinya, yaitu:

1. Subsistem Primary

Subsistem primary berfungsi untuk menyalurkan energi listrik dengan

nilai losses yang masih diijinkan.

2.

Subsistem Secondary

Subsistem secondary berfungsi men-trigger subsistem driving untuk

mengaktifkan subsistem mechanical pada waktu tepat.

3.

Subsistem Dielectric


52/60

42

Subsistem dielectric berfungsi untuk memadamkan busur api dan

mengisolasikan active part .

4. Subsistem Driving mechanism

Subsistem driving mechanism adalah mekanik penggerak yang menyimpan

energi untuk menggerakkan kontak utama (PMT, PMS) pada waktu yang

diperlukan. Jenis – jenis driving mechanism terdiri dari :

Pneumatic : Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga udara

bertekanan.

Hydraulic : Merupakan penggerak yang menggunakan tenaga minyak

hidrolik bertekanan.

Spring : Merupakan penggerak yang menggunakan energi yang

disimpan oleh pegas.

5. Subsistem Mechanical

Subsistem mechanical adalah peralatan penggerak yang menghubungkan

subsistem driving mechanism dengan kontak utama peralatan PMT dan PMS untuk

mentransfer driving energy menjadi gerakan pada waktu yang diperlukan.

2.

Sulf ur Hexafluoride (SF6)

Isolasi berfungsi untuk memisahkan bagian – bagianyang mempunyai beda

potenstial agar diantara bagian – bagiantersebut tidak terjadi lompatan listrik atau

percikan. Sulfur Hexafluoride (SF6) merupakan sebuah bahan isolasi berwujud gas

yang terbentuk antara sulphur dan fluorine dengan reaksi eksotermis seperti

persamaan berikut :


53/60

43

S + 3 F 2à SF 6 + 262 kKal

Secara umum sulfur heksa fluorida (SF6) murni adalahsenyawa yang tidak

berwarna, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak beracun serta memiliki kerapatan

lima kali lipat dari udara. Molekul SF6 memiliki enam atom fluorine dan terdapat

sebuah atom sulphur di tengah molekulnya. Molekul SF6ditunjukkan seperti

gambar berikut :

Gambar 4.11. Molekul sulfur heksa fluorida (SF6)

2.1 Sifat Gas SF6

Hingga saat ini sebanyak 80% gas SF6 dari yang diproduksi di seluruh dunia

dipakai sebagai media isolasi dalam sistem kelistrikan. Hal ini disebabkan sifat-

sifat sebagai berikut

a. Hanya memerlukan energi yang rendah untuk memadamkan arc (busur api).

Pada prinsipnya, SF6 sebagai pemadam busur api tidak memerlukan energi

untuk mengkompresikannya, namun karena pengaruh panas busur api yang

terjadi.

http://1.bp.blogspot.com/-JGt4nfqHBZk/U2h9E8ozDpI/AAAAAAAAAG0/2PbI-agceE8/s1600/SF6.JPG


54/60

44

b.

Tekanan SF6 sebagai pemadam busur api maupun sebagai pengisolasi dapat

dengan mudah dideteksi

c. Penguraian pada waktu memadamkan busur api maupun pembentukannya

kembali setelah pemadaman adalah menyeluruh

d. Isolasi yang baik, karena relatif mudah terionisasi sehingga membuat

konduktivitas tetap rendah. Hal ini mengurangi kemungkinan busur api

tidak stabil, dengan demikian pemotongan arus dapat terjadi.

e.

Karakteristik gas SF6 adalah elektronegatif sehingga penguraiannya

menjadikan dielektriknya naik secara bertahap

f.

Memiliki viskositas yang rendah sehingga dapat mengisi volume dari

perangkat secara menyeluruh, stabil (tidak mudah bereaksi) dan penghantar

panas yang baik.

2.2

Karakteristik dan Spesifikasi Gas SF6

Sebagai bahan isolasi,gas SF6 memiliki karakteristik yang dapat dilihat pada

tabel berikut :

Tabel 4.4. Karakteristik Gas SF6

No. Indikator Nilai

1. Konstanta Thermal 500 oC

2. GWP (Global Warming Potential ) 23.900

3. Lifetime di atmosphere 3500 Tahun

4. Tegangan Tembus 75 kV/cm

5. Konduktivitas Panas 1,9 x 10-5 W/m


55/60

45

Pada aplikasinya sebagai isolasi, spesifikasi gas SF6 terbagi menjadi dua

berdasarkan gas yang telah digunakan dan gas yang belum pernah digunakan, yaitu

Gas SF6 baru (New-SF6) dan Gas SF6 yang digunakan (SF6-Used).Dikatakan

spesifikasi New-SF6 , karena speksifikasi tersebut merupakan spesifikasi yang akan

digunakan pertama kali pada suatu perangkat, sedangkan spesifikasi SF6-Used

merupakan spesifikasi gas SF6 saat gas tersebut digunakan.

2.3 Berdasarkan Sistem Rel (Busbar)

Rel (busbar) merupakan titik hubungan pertemuan (connecting) antara

transformator daya, SUTT/ SKTT dengan komponen listrik lainnya, untuk

menerima dan menyalurkan tenaga listrik. Berdasarkan sistem rel (busbar), gardu

induk dibagi menjadi beberapa jenis, sebagaimana tersebut di bawah ini :

1. Gardu Induk sistem ring busbar adalah gardu induk yang busbarnya

berbentuk ring. Pada gardu induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada,

tersambung (terhubung) satu dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).

2. Gardu Induk sistem single busbar adalah gardu induk yang mempunyai satu

(single) busbar. Pada umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk

yang berada pada ujung (akhir) dari suatu sistem transmisi. Single line

diagram gardu sistem single busbar, lihat gambar 4.12.


56/60

46

Gambar 4.12.Single Line Diagram Gardu Induk Single Busbar

3. Gardu Induk sistem double busbar adalah gardu induk yang mempunyai dua

(double) busbar. Gardu induk sistem double busbar sangat efektif untuk

mengurangi terjadinya pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan

perubahan sistem (manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya

yang banyak digunakan. Single line diagram gardu induk sistem double

busbar lihat gambar 4.13.

Gambar 4.13 Single Line Diagram Gardu Induk Sistem Double Busbar.


57/60

47

4.

Gardu Induk sistem satu setengah (on half) busbar adalah gardu induk yang

mempunyai dua (double) busbar. Pada umumnya gardu induk jenis ini

dipasang pada gardu induk di pembangkit tenaga listrik atau gardu induk

yang berkapasitas besar. Dalam segi operasional, gardu induk ini sangat

efektif, karena dapat mengurangi pemadaman beban pada saat dilakukan

perubahan sistem (manuver system). Sistem ini menggunakan 3 buah PMT

dalam satu diagonal yang terpasang secara deret (seri). Single line diagram,

lihat gambar 4.14.

Gambar 4.14 Single Line Diagram Gardu Induk Satu Setengah Busbar


58/60

48

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan.

Pada pelaksanaan penelitian ini dengan melakukan pengambilan data di

PLN GIS 150KV GEJAYAN Yogyakarta, maka dari hasil yang dicapai dapat

diambil beberapa kesimpulan:

1. Jika beban yang disuplai oleh transformator pada jaringan semakin besar,

maka digunakan transformator dengan kapasitas yang besar pula untuk

menyuplai beban yang besar tersebut, jika tidak sedemikian rupa, maka

transformator akan mengalami Over Load yang dapat mengakibatkan

transformator terbakar.

2. Semakin besar nilai arus pada beban maka akan semakin besar pula daya

reaktif yang dibangkitkan pada transformator baik trafo merk XIAN SFZ

maupun merk Starlite 20 kV.

3.

GIS sendiri merupakan salah satu klasifikasi gardu induk yang

menggunakan isolasi Gas. Berdasarkan lokasi peletakannya, GIS biasa

ditempatkan pada perkotaan karena luas wilayah yang terpakai lebih kecil

dibandingkan dengan yang konvensional.

4. Pada dasarnya sistem proteksi di gardu induk menggunakan dua atau tiga

relai yang dipasang sebgai pengaman, dan pemasangannya pun dibuat

saling terikat satu sama yang lain, adapun jika salah satu relai pada sistem


59/60

49

proteksi tersebut mengalami kerusakan maka relai yang lain akan

menggantikan relai yang tidak berfungsi.

5.2 Saran

Dalam laporan ini , penulis mencoba memberikan saran pada PT. PLN

(Persero) APP Salatiga:

1.

Bisa meningkatkan Penggunaan Energi Baru dan Terbarukan,

Melakukan Pengawasan (Monitoring) Terhadap Peralatan saluran

distribusi yang Kerap Terjadi Trip/bocor Pada Gardu Induk Gejayan.

2.

Agar Dapat Mengoptimalkan Kualitas dan Kuantitas Kerja Sumber

Daya Manusia-nya, Memberlakukan Sistem Keterbukaan Informasi

Publik tentang sosialisasi penggunaan listrik pintar hemat energi.


60/60

DAFTAR PUSTAKA

Brown, E. Richard. 2002, Electric Power Distribution Reliability, New York. Basel

: Marcel Dekker, Inc.

Dedy Widhianto Adisuwito. 2008, Simulasi dan analisa ketidak seimbangan beban

transformator distribusi untuk identifikasi beban lebih dan estimasi rugi – rugi

pada jaringan tegangan rendah pada PLN UJ Darmo Permai APJ Surabaya

selatan, Surabaya.

Marsudi, Djiteng. 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga.

Morhel Mubarak. 2008, Studi Keterandalan Sistem Jaringan Distribusi udara 20

kV pada Gardu hubung kandis kota Padang, Padang.

Momoh, A. James. 2008, Electric Power Distribution, Automation, Protection, AndControl , CRC Press Taylor & Francis Group Boca Raton London New Yok.

Pabla, A.S. 2007, Electric Power Distribution fifth Editon, Tata McGraw-Hill

Publishing Company Limited. New Delhi.

Taufiq. 2009, Studi pengaruh penempatan arrester terhadap efektivitas proteksi

transformator distribusi 20 kV pada gadu transformator tiang.

http://one.indokripsi.com/node/8473

PT. PLN (Persero) P3B Suplemen SE. 032/PST/1984, 2000, Uraian kegiatan

Pemeliharaan Listrik, Jakarta.
http://one.indokripsi.com/node/8473http://one.indokripsi.com/node/8473

laporan kerja praktek gejayan.pdf

Documents