studi pemeliharaan gardu portal di penyulang gg 1 …

LAPORAN TUGAS AKHIR

STUDI PEMELIHARAAN GARDU PORTAL DI PENYULANG GG 1 DAERAH KERJA PT PLN (PERSERO) ULP MEDAN

HELVETIA

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Derajat Ahli Madya (A.Md) Politeknik Negeri Medan

Diajukan oleh:

MUHAMMAD IHZA HANINDERA NIM: 1605033030

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN

2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt,karena atas rahmat dan

kemudahan dari-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini

dengan baik.

Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “Studi Pemeliharan Gardu Portal di

Penyulang GG 1 Daerah Kerja di PT. PLN (Persero) Unit Layanan Pelanggan

Medan Helvetia” merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap

Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik

Negeri Medan dalam menyelesaikan program pendidikan Diploma (D3).

Dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat

bimbingan, bantuan, dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak sehingga

penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis

mengucapkan terima kasih banyak kepada :

1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T. , selaku Direktur Politeknik Negeri Medan,

2. Bapak Nobert Sitorus, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Medan,

3. Bapak Suparmono,S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik

Politeknik Negeri Medan,

4. Bapak Jusuf Purba, selaku Kepala Bengkel Program Studi Teknik Listrik,

5. Bapak Masrul, selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Listrik,

6. Bapak Drs. Bahtera Tarigan, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, bimbingan maupun saran

pada penulis,

7. Bapak/Ibu Dosen beserta Staf Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Medan yang telah membreikan bekal ilmu dan

bimbingan,

i

8. Ibu Emmy Robiyah selaku Manager PT. PLN ( Persero ) ULP Medan

Helvetia,

9. Bapak Hisar Simbolon selaku Supervisor Teknik di PT. PLN ( Persero ) ULP

Medan Helvetia,

10. Bapak/Ibu Staf pegawai PT. PLN ( Persero ) ULP Medan Helvetia dan

teman-teman yang tidak bisa penulis sebut satu persatu,

11. Orang tua dan keluarga penulis yang selalu memberikan dukungan dan doa,

12. Serta teman-teman Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik

terkhusus kelas EL-6E yang telah membantu dalam penyusunan laporan tugas

akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak hal yang harus disempurnakan dalam

penulisan serta penyusunan laporan tugas akhir ini, maka penulis mengharapkan

kritik serta saran yang bersifat membangun. Semoga laporan ini bermanfaat bagi

kita semua.

Medan, 10 Agustus 2019

Muhammad Ihza Hanindera NIM. 1605033003

ii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN......................................................................................i

KATA PENGANTAR.............................................................................................ii

DAFTAR ISI ..........................................................................................................iv

DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii

DAFTAR TABEL...................................................................................................ix

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

ABSTRAK..............................................................................................................xi

BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 2

1.4 Tujuan Tugas Akhir ......................................................................................... 2

1.5 Manfaat Tugas Akhir ....................................................................................... 2

1.6 Metode Pengumpulan Data .............................................................................. 3

1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................................... 3

BAB 2 LANDASANTEORI .................................................................................. 5

2.1 Sistem Tenaga Listrik ...................................................................................... 5

2.2 Jaringan Tegangan Menengah ......................................................................... 7

2.3 Gardu Distribusi ............................................................................................... 8

2.4 Jenis-Jenis Gardu Distribusi .......................................................................... 10

2.4.1 Gardu Beton .........................................................................................10

2.4.2 Gardu Portal.........................................................................................12

2.4.3 Gardu Cantol ........................................................................................13

2.5 Konstruksi Gardu Portal ................................................................................ 15

2.6 Komponen-Komponen Gardu Portal ............................................................. 18

2.7 Pembagian Kapasitas Transformator dan PHB TR pada Gardu Portal ......... 22

2.8 Pengaman Gardu Portal ................................................................................. 24

2.8.1 Lightning Arrester ................................................................................ 24

2.8.2 Fuse Cut Out (FCO) ............................................................................ 27

iii

2.8.3 Fuse Tegangan Rendah ......................................................................... 30

2.9 Pentanahan Pada Gardu Portal ....................................................................... 31

2.9.1 Fungsi atau Kegunaan dari Pentanahan ................................................ 32

2.9.2 Teknik Sistem Pentanahan .................................................................... 32

2.9.3 Elektroda Pentanahan ........................................................................... 33

2.10 Gangguan-gangguan Pada Gardu Transformator Portal .............................. 39

BAB 3 PENGUMPULAN DATA ....................................................................... 45

3.1 Pendahuluan ................................................................................................... 45

3.2 Kondisi Instalasi (Data Visualisasi) ............................................................... 48

3.2.1 Gardu Distribusi MH-091 .................................................................... 49

3.3 Pengukuran Beban ......................................................................................... 52

3.3.1 Pengukuran Beban MH-091 ................................................................ 54

3.4 Pengukuran Resistansi Pembumian .............................................................. 55

3.4.1 Hasil Pengukuran Resistansi Pembumian Gardu MH-091 ................. 57

3.5 Gangguan Lain yang Terdapat di Gardu Portal ..............................................57

BAB 4 PEMELIHARAAN GARDU PORTAL .................................................. 60

4.1 Peralatan Kerja ............................................................................................... 60

4.2 Perlengkapan K3 ............................................................................................ 60

4.3 Peralatan Bantu .............................................................................................. 61

4.4 Material yang Dibutuhkan .............................................................................. 62

4.5 Langkah Kerja.................................................................................................62

4.6 Analisa Penyebab Kerusakan Transformator..................................................65

4.7 Upaya Minimalisasi Kerusakan Transformator ............................................. 67

4.7.1 Upaya Yang Dilakukan Untuk Mengurangi Transformator Rusak

Akibat Overload ................................................................................. 67

4.7.1.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Overload ................. 68

4.7.2 Upaya Yang Dilakukan Untuk Kasus Transformator Rusak Akibat

Gangguan Internal .............................................................................. 70

4.7.2.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Gangguan Internal ... 71 iv

4.7.2.2 Tindakan Pemeliharaan .................................................................... 72

4.8 Proses Perbaikan Pengukuran Pembumian......................................................73

4.9 Pemasangan Elektroda Pentanahan..................................................................78

4.10 Proses Pemeliharaan Komponen yang Lain Pada Gardu Portal ...................83

4.11 Jadwal Pemeliharaan.....................................................................................85

BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 89

5.1 Simpulan ........................................................................................................ 89

5.2 Saran ......................................................................................................... 89

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 90

LAMPIRAN .......................................................................................................... 91

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Ruang Lingkup Sistem Tenaga Listrik ............................................... 5

Gambar 2. 2 Gardu Beton ..................................................................................... 11

Gambar 2. 3 One Line Diagram Gardu Beton ...................................................... 11

Gambar 2. 4 Gardu Portal ..................................................................................... 12

Gambar 2. 5 Single Line Diagram Gardu Portal ................................................... 13

Gambar 2. 6 Gardu Cantol .................................................................................... 14

Gambar 2. 7 Single Line Diagram Gardu Cantol .................................................. 14

Gambar 2. 8 Gardu Kios ....................................................................................... 15

Gambar 2. 9 Konstruksi Gardu Portal ................................................................... 16

Gambar 2. 10 Diagram Pengawatan Gardu Portal ................................................ 17

Gambar 2. 11 Penghantar (Konduktor) ................................................................. 18

Gambar 2. 12 Tiang Listrik ................................................................................... 18

Gambar 2. 13 Cross Arm....................................................................................... 19

Gambar 2. 14 Isolator ............................................................................................ 19

Gambar 2. 15 Lightning Arrester .......................................................................... 20

Gambar 2. 16 Fuse Cut Out ................................................................................... 20

Gambar 2. 17 Transformator Distribusi ................................................................ 21

Gambar 2. 18 Low Voltage Cabinet...................................................................... 22

Gambar 2. 19 NH Fuse .......................................................................................... 22

Gambar 2. 20 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 2 Jurusan ..................... 23

Gambar 2. 21 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 4 Jurusan ..................... 24

Gambar 2. 22 Pemasangan LA sebelum FCO....................................................... 26

Gambar 2. 23 Pemasangan LA setelah FCO ......................................................... 27

Gambar 2. 24 a) Fuse Cut Out b) Fuse Link ......................................................... 28

Gambar 2. 25 NH Fuse .......................................................................................... 30

Gambar 2. 26 Standart Resistansi Pembumian PLN ............................................. 34

Gambar 2. 27 Elektroda Batang ............................................................................ 34

Gambar 2. 28 Elektroda Plat ................................................................................. 35

Gambar 2. 29 Elektroda Pita ................................................................................. 36

vi

Gambar 2. 30 Pembumian Gardu Portal ............................................................... 38

Gambar 2. 31 Mega Ohm Meter (Megger) ........................................................... 42

Gambar 3. 1 Daftar Batas Pengaman Transformator Distribusi........................... 47

Gambar 3. 2 Ketidaknormalan Instalasi ................................................................ 48

Gambar 3. 3 Kebocoran Minyak Transformator ................................................... 48

Gambar 3. 4 Ketidaknormalan Sistem Proteksi dan Grounding ........................... 49

Gambar 3. 5 a) Gardu Distribusi MH-091 b) LVC Gardu MH-091 .................... 49

Gambar 3. 6 Clamp Meter Digital ......................................................................... 53

Gambar 3. 7 Pengukuran Beban Transformator .................................................... 54

Gambar 3. 8 Earth Tester ...................................................................................... 56

Gambar 3. 9 Pengukuran Resistansi Pembumian Transformator ......................... 57

Gambar 3. 10 Fuse Tube Tidak Terpasang ........................................................... 58

Gambar 3. 11 LVC Yang Tidak Terpelihara ......................................................... 59

Gambar 3. 12 Kawat Grounding Tidak Terpasang ............................................... 59

Gambar 4. 1 Peralatan Kerja dan Perlengkapan K3 di ULP Medan Helvetia........61

Gambar 4. 2 Ketidaksesuaian Proteksi pada Gardu Portal yang Lain .................. 67

Gambar 4. 3 Rangkaian Paralel Elektroda Pentanahan ......................................... 74

Gambar 4. 4 Elektroda Batang .............................................................................. 75

Gambar 4. 5 Kawat AAAC 70 mm2 ...................................................................... 76

Gambar 4. 6 H-Type sebagai Connector ............................................................... 76

Gambar 4. 7 Palu/martil ........................................................................................ 77

Gambar 4. 8 Tang Press ........................................................................................ 77

Gambar 4. 9 Menghubungkan Kawat A3C dengan Batang Elektroda dengan H-

type ........................................................................................................................ 79

Gambar 4. 10 Perbaikan Pengukuran Resistansi Pentanahan setelah Penanaman

Elektroda ............................................................................................................... 83

Gambar 4. 11 Penggantian PHB-TR yang kropos dan rusak ................................ 84

Gambar 4. 12 PHB-TR yang telah dibersihkan..................................................... 84

Gambar 4. 13 Proses Penggantian Isolator Tumpu dan Hang Tarik ..................... 85

Gambar 4. 14 Pengukuran transformator pada saat berbeban ............................... 87

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Besar Arus Kumparan Transformator .................................................. 29

Tabel 2. 2 Rating Fuse Link .................................................................................. 29

Tabel 2. 3 Rating NH Fuse .................................................................................... 31

Tabel 2. 4 Faktor Koreksi Suhu Belitan ................................................................ 43

Tabel 3. 1 Data Jumlah Transformator Rusak Thn 2015 s.d. Bulan Mei 2019..... 46

Tabel 3. 2 Data Transformator Yang Rusak Januari s.d. Mei 2019 ...................... 46

Tabel 3. 3 Nameplate Transformator MH-091...................................................... 50

Tabel 3. 4 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Setelah Transformator Rusak ....... 51

Tabel 3. 5 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Transformator Pengganti .............. 51

Tabel 4. 1 Persentase Kapasitas Terpakai Transformator (%) .............................. 65

viii

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Single Line Diagram Feeder Keseluruhan ULP Medan Helvetia

Lampiran 2 Single Line Diagram Penyulang GG 1

Lampiran 3 Foto-Foto Kegiatan Pemeliharaan di ULP Medan Helvetia

ix

ABSTRAK

Gardu distribusi adalah sebuah komponen penting dalam penyaluran distribusi

listrik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari tegangan menengah ke

tegangan rendah untuk disalurkan dan digunakan oleh pelanggan. Pada gardu

distribusi tipe portal terdapat beberapa komponen listrik Antara lain Fuse Cut

Off (FCO), Lightning Arrester, Transformator distribusi, dan PHB-TR. Pada

PHB-TR ada NH fuse, bussbar, dan lain-lain seperti yang ada pada gardu portal

MH-091. Disini penulis menjelaskan tentang pemeliharaan gardu portal MH-091

di penyulang GG 1 yang terletak didaerah Medan Helvetia dan merupakan

penyulang yang dimiliki oleh PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.

Pemeliharaan gardu portal yang ditelusuri oleh penulis yaitu tentang persiapan,

perlengkapan, material dan lainnya yang dibutuhkan pada saat pemeliharaan dan

juga penulis menjelaskan tentang pengukuran beban yang dilakukan di PT PLN

(Persero) ULP Medan Helvetia. Pemeliharaan komponen-komponen yang ada di

gardu portal, perbaikan pengukuran pada sistem pembumian yang ada di gardu

portal serta upaya yang dilakukan agar tidak terjadi gangguan pada komponen-

komponen yang ada di gardu portal.

Kata kunci: Gardu Distribusi, Gardu Portal, Pemeliharaan

xi

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gardu portal adalah jenis gardu tiang, dimana transformator dan

keseluruhan instalasinya dipasang pada 2 buah tiang. Gardu Portal terdiri dari

peralatan pengaman Fuse Cut-Out (FCO) dengan elemen pelebur sebagai

pengaman hubung singkat transformator, Lightning Arrester (LA) sebagai sarana

pencegah naiknya tegangan pada transformator akibat surja petir,Elekroda

pembumian dipasang pada masing-masing lightning arrester dan pembumian titik

netral transformator sisi Tegangan Rendah. Kedua elekroda pembumian tersebut

dihubungkan dengan penghantar yang berfungsi sebagai ikatan penyama potensial

(mencegah timbulnya tegangan sentuh) yang dipasang di bawah tanah.

Pemeliharaan dilakukan untuk memeriksa komponen-komponen yang ada di

gardu portal agar tidak terjadi gangguan. Dalam kurun waktu yang relatif singkat

telah terjadi beberapa gangguan khususnya transformator pada gardu portal di PT.

PLN Rayon Medan Helvetia. Adapun hal-hal yang menjadi analisa transformator

tersebut tidak bekerja sebagaimana mestinya adalah kemungkinan adanya

tegangan lebih yang dapat disebabkan oleh gangguan petir maupun proses

switching, gangguan hubung singkat, gangguan kegagalan minyak, overload dan

beban tidak seimbang, isolator dan bushing kotor dan retak. Tidak hanya itu perlu

diperiksa komponen yang lain juga seperti Fuse Cut-Out, Lightning Arrester, dan

juga peralatan yang ada PHB-TR.

Laporan akhir ini menganalisis tentang pemeliharaan yang terjadi pada

gardu portal. Analisis yang dilakukan berdasarkan pengamatan secara fisik pada

transformator distribusi dan peralatan proteksi pada gardu portal, serta melalui

pengukuran variabel transformator. Penganalisisan dilakukan melalui studi kasus

pada transformator distribusi gardu portal. Oleh karena itu, penulis terdorong

untuk membuat tugas akhir dengan judul:

1

“Studi Pemeliharaan Gardu Portal Di Penyulang GG1 Daerah Kerja PT. PLN

(Persero) ULP Medan Helvetia .”

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam laporan tugas akhir ini yaitu :

1). Bagaimana pengawatan yang ada di gardu portal ?

2). Bagaimana sistem pembumian yang ada di gardu portal ?

3). Bagaimana pemeliharaan gardu portal di PT PLN (Persero) ULP Medan

Helvetia ?

1.3 Batasan Masalah

Dalam pembahasan dan penulisan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi

permasalahan pada ruang lingkup :

1) Data visual serta pengaman gardu transformator distribusi tiang, data

pembebanan, dan pembumian transformator distribusi yang meliputi Gardu

Transformator Tiang MH 091 / 100 kVA.

2) Pemeliharaan komponen-komponen pada gardu portal.

3) Kontruksi pemasangan sistem pembumian pada gardu portal.

4) Jadwal pemeliharaan gardu portal.

1.4 Tujuan Tugas Akhir

Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini antara lain:

a) Mengetahui pengawatan yang ada di gardu portal.

b) Mengetahui sistem pembumian yang terkait dengan gardu portal.

c) Mengetahui bagaimana pemeliharaan gardu portal yang dilaksanakan di PT

PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.

1.5 Manfaat Tugas Akhir

Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :

a) Bagi penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan pengalaman.

b) Bahan ajar bagi mahasiswa yang ingin membahas hal yang sama.

c) Dapat digunakan sebagai dasar dalam mengambil tindakan untuk melakukan 2

penanganan dalam menghadapi kasus-kasus gangguan yang ada di gardu

portal pada wilayah kerja PT.PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.

d) Dapat mengidentifikasi gangguan lebih awal, sehingga dapat melakukan

tindakan pencegahan.

1.6 Metode Pengumpulan Data

Adapun metode pengumpulan data yang akan diterapkan oleh penulis dalam

penyelesaian laporan Tugas Akhir ini sekaligus di dalam pengambilan data

sebagai berikut :

1) Metode Kepustakaan

Dengan membaca buku – buku yang dapat dijadikan referensi sebagai pendukung

dalam pembahasan masalah yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.

2) Metode Interview

Metode ini merupakan pengumpulan data dengan cara berkomunikasi dengan

narasumber yang mengerti tugas akhir ini.

3) Metode Diskusi

Melakukan konsultasi kepada dosen pembimbing, dan teman-teman yang

mengetahui tentang pembahasan yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.

4) Metode Observasi

Dengan melakukan pengamatan dan pengukuran secara langsung ke lokasi

transformator secara berkala, untuk kemudian data tersebut diteliti.

1.7 Sistematika Penulisan

Laporan ini ditujukan untuk memaparkan hasil pengamatan, pengukuran,

dan pengolahan data transformator distribusi. Untuk mempermudah pemahaman,

maka penulis menyusun tugas akhir ini dalam beberapa bab, yang masing-masing

bab mempunyai hubungan saling terkait dengan bab yang lain. Bab yang

terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut:

3

BAB 1 Pendahuluan Dalam bab ini berisikan mengenai Latar Belakang, Batasan Masalah, Rumusan

Masalah, Tujuan, Manfaat, Metode Pengumpulan Data, dan Sistematika

Penulisan.

BAB 2 Landasan Teori Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung tentang komponen-

komponen pada gardu portal yang memerlukan pemeliharaan..

BAB 3 Pengumpulan Data Dalam bab ini berisi tentang pemeliharaan gardu portal yang dilakukan di PT PLN

(Persero) ULP Medan Helvetia serta data-data pendukungnya, seperti data

transformator dan kondisi umum transformator.

BAB 4 Analisa Data

Dalam bab ini berisi tentang analisa penyebab dan upaya mengurangi terjadinya

kerusakan pada komponen yang ada di gardu portal.

BAB 5 Simpulan dan Saran

Dalam bab ini berisi tentang simpulan dan saran dari keseluruhan pembahasan.

4

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Tenaga Listrik

Sistem Tenaga Listrik adalah kumpulan atau gabungan komponen-

komponen berupa alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran

transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan sehingga

membentuk suatu sistem dengan tujuan mendistribusikan energi listrik dari

pembangkit sampai ke konsumen seperti pada gambar 2.1 di bawah ini.

Gambar 2. 1 Ruang Lingkup Sistem Tenaga Listrik

Tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat tenaga listrik seperti PLTA,

PLTP, PLTG, PLTU, PLTGU, PLTD, dan PLT lainnya kemudian disalurkan

melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh

transformator penaik tegangan (step up transformer) yang ada di pembangkit

listrik.

5

Pemberian nama PLTA, PLTU, PLTP, dan sebagainya yang umum

diberikan kepada unit pembangkit listrik di lingkungan PLN didasarkan atas

nama tenaga penggerak mulanya. PLTA misalnya, mesin pembangkit listriknya

(generator) yang ada di kawasan tersebut digerakan atau diputarkan oleh suatu

turbin penggerak yang berputar karena digerakkan oleh pergerakan aliran air

(turbin air) demikian juga halnya dengan PLTU, mesin pembangkit listriknya

digerakkan oleh turbin uap.

Saluran tenaga listrik yang menghubungkan pembangkit dengan gardu

induk (GI) dikatakan sebagai saluran transmisi karena saluran ini memakai

standar tegangan tinggi yang disebut sebagai saluran transmisi tegangan tinggi

yang kita kenal dengan saluran udara tegangan tinggi atau sering disingkat

dengan SUTT.

Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka

sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) sebagai pusat beban untuk

diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down

transfomer) menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut sebagai

tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN

adalah 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa

tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV.

Jaringan distribusi primer yaitu jaringan tenaga listrik yang keluar dari GI

baik itu berupa saluran kabel tanah, saluran kabel udara atau saluran kawat

terbuka yang menggunakan standar tegangan menengah dikatakan sebagai

Jaringan Tegangan Menengah yang sering disebut dengan singkatan JTM dan

sekarang salurannya masing masing disebut SKTM untuk jaringan tegangan

menengah yang menggunakan saluran kabel tanah, SKUTM untuk jaringan

tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel udara dan SUTM untuk

jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kawat terbuka.

Setelah tenaga listrik disalurkan melalui jaringan distribusi primer maka

kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dengan menggunakan

6

transformator distribusi (step down transformer) menjadi tegangan rendah

dengan tegangan standar 380/220 Volt. Pada sistem distribusi komponen yang

paling penting adalah transformator pada gardu distribusi. Transformator

distribusi merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran

tenaga listrik dari gardu distribusi ke pelanggan.

2.2 Jaringan Tegangan Menengah

Jaringan tegangan menengah berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik

dari pembangkit atau gardu induk ke gardu portal. Jaringan ini dikenal dengan

feeder atau penyulang. Tegangan menengah yang digunakan PT. PLN adalah 12

kv dan 20 kv antar fasa (VL-L).

Konstruksi JTM terdiri dari :

a. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)

SUTM merupakan jaringan kawat tidak berisolasi dan berisolasi. Bagian

utamanya adalah tiang (beton, besi), Cross arm, pin isolator, dan konduktor.

Konduktor yang digunakan adalah All Alloy Aluminium Conductor (AAAC),

berukuran 240 mm2, 150 mm2, 70 mm2 dan 35 mm2.

b. Saluran Kabel Tegangan Menegah (SKTM)

Kabel yang digunakan adalah berisolasi XLPE. Kabel ini ditanam langsung di

tanah pada kedalaman tertentu dan diberi pelindung terhadap pengaruh

mekanis dari luar. Kabel tanah ini memiliki isolasi sedemikian rupa sehingga

mampu menahan tegangan tembus yang ditimbulkan. Dibandingkan dengan

kawat pada SUTM maka kabel tanah banyak memiliki keuntungan diantaranya

:

1) Tidak mudah mengalami gangguan baik oleh cuaca dan binatang.

2) Tidak merusak estetika (keindahan) kota. 7

3) Pemeliharaannya hampir tidak ada.

SKTM juga memiliki beberapa kerugiannya antara lain:

1) Biaya pembuatan mahal.

2) Gangguan biasanya bersifat permanent.

3) Pencarian lokasi gangguan jauh lebih sulit dibandingkan menggunakan

sistem hantaran udara.

2.3 Gardu Distribusi

Gardu Distribusi adalah suatu bangunan gardu listrik berisi atau terdiri dari

instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB-TM), Trafo

Distribusi, dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk

memasok kebutuhan daya listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan

Menengah (TM 20kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380 V). Konstruksi

Gardu Distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan

tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan

pemerintah daerah setempat. Gardu distribusi berfungsi sebagai saluran

penghubung antara jaringan tegangan menengah dengan jaringan tegangan

rendah. Di dalam gardu distribusi terdapat tiga komponen penting, yaitu :

a. Kubikel 20 kV

Adalah seperangkat peralatan kelistrikan yang dipasang pada gardu-gardu

distribusi yang berfungsi sebagai pembagi, pemutus, penghubung, pengontrol,

dan proteksi sistem penyaluran tenaga listrik tegangan 20 kV. Adapun jenis-

jenis kubikel yang digunakan pada gardu distribusi antara lain : kubikel

pemisah (PMS), kubikel LBS (Load Break Switch), kubikel CB Out

Metering(PMT CB), kubikel PT (Potential Transformer), kubikel PGDB,

kubikel PB, dan kubikel B1 (terminal outgoing). ( Gardu Beton)

8

b. Transformator Distribusi

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian

listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip

induksi-elektromagnet.Transformator digunakan secara luas, baik dalam

bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam

sistem tenaga listrik yaitu untuk menaikan tegangan dari pembangkit listrik,

untuk ditransmisikan. Transformator juga dipakai untuk menurunkan

tegangan listrik yang akan didistribusikan. Digunakan untuk keperluan

pendistribusian tenaga listrik dari pusat listrik ke pemakaian beban. Fungsi

transformator distribusi adalah untuk menurunkan tegangan menengah (20

kV) menjadi tegangan rendah (380 V) sesuai dengan peralatan yang dipakai

konsumen.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan daya transformator adalah

sebagai berikut :

IVS ..3= ........................................................................(2.1)

Dimana :

S = Daya Transformator (kVA)

V = Tegangan (V)

I = Arus (A)

Dengan demikian dalam menentukan arus beban penuh (Full Load)

digunakan persamaan sebagai berikut :

𝑰𝑰𝑭𝑭𝑭𝑭 = 𝑺𝑺√𝟑𝟑𝑽𝑽

............................................................................ (2.2)

Dimana :

IFL = Arus Beban Penuh (A)

V = Tegangan Sisi Sekunder Transformator (V)

9

Untuk menghitung persentase pembebanan transformator digunakan rumus

sebagai berikut :

%𝒃𝒃 = 𝑰𝑰𝒑𝒑𝒑𝒑𝑰𝑰𝑭𝑭𝑭𝑭

× 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏% ................................................................................. (2.3)

Dimana :

%b = Persentase Pembebanan (%)

Iph = Arus Fasa (A)

c. Peralatan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB TR) / Rak TR

Berfungsi menghubungkan sisi sekunder (sisi TR) transformator distribusi

dengan hantaran TR. Dari rak TR ini tenaga listrik dibagi-bagikan ke setiap

jurusan kelompok pelanggan melalui penghantar. Bagian-bagian rak TR

antara lain : saklar utama (main switch), busbar, penjepit fuse (ground plate),

dan fuse (NH Fuse).

2.4 Jenis - Jenis Gardu Distribusi

1. Gardu Beton Atau Gardu Tembok

Yaitu sebuah Gardu yang seluruh komponen utama instalasinya seperti

Transformator dan Peralatan Proteksi terangkai di dalam sebuah bangunan

sipil yang di rancang di bangun dan di fungsikan dengan kontruksi pasangan

Batu Dan Beton. Kontuksi Bangunan Gardu ini bertujuan untuk memenuhi

persyaratan terbaik bagi sistem keamanan Ketenagalistrikan. Cara mudah

membedakanya yaiu Gardu ini lebih cenderung seperti bangunan sipil dan

memiliki Halaman cukup luas. Gardu beton mempunyai komponen penting

didalamnya seperti Kubikel, Transformator, Load Break Switch, dan PHB-

TR. Berikut adalah one line diagram pada gardu beton.

10

http://seputarbanjarpatroman.blogspot.com/2014/07/spesifikasi-gardu-tembok-beton.html

Gambar 2. 2 Gardu Beton

Gambar 2. 3 One Line Diagram Gardu Beton

11

2. Gardu Tiang

Merupakan sebuh Gardu distribusi tenaga listrik yang komponen kontruksi

utamanya menggunakan Tiang, Tiang tersebut bisa berupa Tiang Beton Atau

Tiang Besi, yang memiliki kekuatan beban kerja sekurang kurangnya 500

dAn dan memiliki panjang 11, 12 bahkan 13 meter sesuai dengan kebutuhan

dan lokasi pendiriannya. Secara garis besarnya, Gardu Tiang ini ada 2 jenis,

yaitu :

a. Gardu Portal

Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik Tipe Terbuka ( Out-door ), dengan

memakai kontruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan Transformator

sekurang kurangya 3 meter di atas permukaan tanah. Dengan sistem

proteksi di bagian atas dan Papan Hubung Bagi Tegangan di bagian bawah

untuk memudahkan kerja teknis dan pemeliharaan. Gardu portal berbeda

dengan gardu beton yang memiliki kubikel didalamnya. Gardu portal juga

mempunyai komponen penting seperti Fuse Cut Out, Lightning Arrester,

Transformator, dan PHB-TR. Berikut adalah single line diagram pada

gardu portal.

Gambar 2. 4 Gardu Portal

12

http://seputarbanjarpatroman.blogspot.com/2014/07/spesifikasi-gardu-distribusi-tipe-portal.html

Gambar 2. 5 Single Line Diagram Gardu Portal

b. Gardu Cantol

Yaitu Tipe Gardu Distribusi Tenaga Listrik dengan Transformator,

proteksi, dan Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) di

cantokan atau dipasang langsung pada tiang yang memiliki kekuatan

minimal 500 dAn. Sama halnya dengan gardu portal yang tidak memiliki

kubikel, gardu cantol juga memiliki kesamaan komponen seperti gardu

portal yaitu mempunyai Fuse Cut Out, Lightning Arrester, dan PHB-TR.

Berikut adalah single line diagram pada gardu cantol.

13

http://seputarbanjarpatroman.blogspot.com/2014/07/spesifikasi-gardu-distribusi-tipe-Cantol.html

Gambar 2. 6 Gardu Cantol

Gambar 2. 7 Single Line Diagram Gardu Cantol

3. Gardu Kios / Gardu Metal Clad

Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik yang kontruksi pembuatanya terbuat

dari bahan kontruksi baja, fiberglas atau kombinasinya. Gardu ini dibangun di

lokasi yang tidak memungkinkan didirikanya Gardu Beton atau Gardu tembok.

14

Karna Sifatnya Mobilitas, maka kapasitas Transformator yang terpasang terbatas

yakni maksimum 400 Kva. Ada beberapa jenis Gardu Kios ini, seperti Gardu

Kios Kompak, Gardu Kios Modular dan Gardu Kios Bertingkat. Husus untuk

Gardu Kompak, Seluruh Komponen Utama Gardu sudah dirangkai selengkapnya

di pabrik, sehingga pembuatan gardu ini lebih cepat di banding pembuatan Gardu

Beton.

Gambar 2. 8 Gardu Kios

2.5 Konstruksi Gardu Portal

Gardu Portal merupakan salah satu dari Jenis Konrtuksi Gardu

Tiang, Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik Tipe Terbuka ( Out-door ), dengan

memakai kontruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan Transformator

sekurang kurangya 3 meter di atas permukaan tanah. Dengan sistem proteksi di

bagian atas dan Papan Hubung Bagi Tegangan di bagian bawah untuk

memudahkan kerja teknis dan pemeliharaan. Transformator dipasang pada tiang

listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk mengamankan transformator

dan sistemnya, gardu dilengkapi dengan unit-unit pengaman. Karena tegangan

yang masih tinggi belum dapat digunakan untuk mencatu beban secara langsung,

kecuali pada beban yang didisain khusus, maka digunakan transformator penurun

15

tegangan (step down) yang berfungsi untuk menurunkan tegangan menengah

20kV ke tegangan rendah 400/230Volt. Gardu portal ini terdiri dari dua sisi, yaitu

sisi primer dan sisi sekunder. Sisi primer merupakan saluran yang akan mensuplai

ke bagian sisi sekunder seperti terlihat pada gardu distribusi pada gambar berikut

ini.

Gambar 2. 9 Konstruksi Gardu Portal

16

Gambar 2. 10 Diagram Pengawatan Gardu Portal

Lightning Arrester Fuse Cut-out

NT-Fuse

SUTM 20 kVRST

SUTR 380/220V

R S T

r s t

Transformator Distribusi (DY)

Gro

undi

ng

Ligh

ting

Arr

este

r

Gro

undi

ng B

ody

Tra

nsfo

rmat

or

Gro

undi

ng

Net

ral

17

2.6 Komponen-Komponen Gardu Portal

a. Penghantar (Konduktor)

Penghantar berfungsi untuk menghantarkan arus listrik, pada distribusi

primer penghantar yang biasa digunakan adalah kawat aluminium

campuran dengan diperkuat oleh baja (aluminium conductor steel

reinforsed), sedangkan pada distribusi sekunder yang biasa digunakan

yaitu Twisted Insulation Cable (TIC).

Gambar 2. 11 Penghantar (Konduktor)

b. Tiang

Tiang berfungsi sebagai penyangga penghantar agar berada di atas

tiang dengan jarak aman sesuai dengan ketetentuan, pada distribusi

primer tiang yang digunakan berukuran 12 m, sedangkan untuk distribusi

sekunder menggunakan tiang 9 m.

Gambar 2. 12 Tiang Listrik 18

c. Cross Arm

Palang (Cross Arm) adalah tempat dudukan isolator, hanya digunakan

pada jaringan distribusi primer.

Gambar 2. 13 Cross Arm

d. Isolator

Isolator memiliki fungsi utama sebagai penyekat listrik pada penghantar

terhadap penghantar lainnya dan penghantar terhadap tanah, hanya

digunakan pada jaringan distribusi primer.

Gambar 2. 14 Isolator

19

e. Lightning Arrester (LA)

Lightning arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga

listrik terhadap surja petir (Surge), hanya digunakan pada jaringan

distribusi primer.

Gambar 2. 15 Lightning Arrester

f. Fuse Cut Out

Fuse cut out adalah peralatan proteksi yang bekerja apabila terjadi

gangguan arus lebih, ditempatkan pada lateral JTM dan sebelum trafo.

Gambar 2. 16 Fuse Cut Out

20

g. Transformator Distribusi

Transformator distribusi adalah suatu peralatan tenaga listrik yang

berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke

tegangan rendah atau sebaliknya.

Gambar 2. 17 Transformator Distribusi

h. Low Voltage Cabinet (LVC)

LVC biasa juga disebut dengan PHB-TR (Panel Hubung Bagi Tegangan

Rendah), dengan peralatan kontrol, peralatan ukur, pengaman dan kendali

yang saling berhubungan. Keseluruhannya dirakit lengkap dengan sistem

pengawatan dan mekanispada bagian-bagian penyangganya.PHB TR

digunakan untuk membagi dan menyalurkan daya ke pusat-pusat beban

dengan kapasitas yang lebih kecil.pada LVC terdapat komponen-

komponen untuk membagikan tegangan yang sudah distep-down oleh

transformator distribusi.

21

Gambar 2. 18 Low Voltage Cabinet

i. NH Fuse

NH fuse berfungsi untuk mengamankan jaringan distribusi tegangan

rendah dari gangguan hubung singkat.

Gambar 2. 19 NH Fuse

2.7 Pembagian Kapasitas Transformator dan PHB TR pada Gardu Portal

Pada gardu distribusi tipe portal, maka penggunaan kapasitas transformator distribusi dibagi menjadi 2 kriteria, yaitu:

22

1. Gardu Portal 50 kVA – 100 kVA

Pada gardu portal dimana transformator distribusi yang dipasang pada kisaran 50kVA ~ 100kVA, maka PHB TR (papan hubung bagi tegangan rendah ) yang dipasang adalah PHB TR 2 jurusan.

2. Gardu Portal 160 – 400 kVA

Pada gardu portal dimana transformator distribusi yang dipasang pada kisaran 160kVA ~ 400kVA, maka PHB TR (papan hubung bagi tegangan rendah ) yang dipasang adalah PHB TR 4 jurusan.

Gambar di bawah adalah monogram gardu portal dengan phb tr 2 jurusan dan 4 jurusan.

Gambar 2. 20 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 2 Jurusan

23

Gambar 2. 21 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 4 Jurusan

2.8 Pengaman Gardu Portal

2.8.1 Lightning Arrester

Penggunaan Lightning Arrester pada jaringan distribusi adalah untuk

melindungi peralatan terhadap gangguan akibat sambaran petir. Arrester juga

digunakan untuk melindungi saluran dari flashover(tegangan lebih). Arrester

dipasang dekat atau pada peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke

tanah.

24

Pada saat sistem bekerja dalam keadaan normal, arrester memiliki sifat

sebagai isolator. Apabila terjadi sambaran petir, arrester akan berubah menjadi

konduktor dan membuat jalur ke tanah yang mudah dilalui oleh arus petir,

sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi pada transformator. Jalur

ke tanah tersebut harus sedemikian rupa sehingga tidak akan mengganggu aliran

daya normal. Setelah petir hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi

isolator, sehingga tidak menyebabkan pemutus daya terbuka. Pada kondisi operasi

normal, arus bocor pada arrester tidak boleh melebihi 2 mA. Apabila arus bocor

melebihi angka tersebut, kemungkinan besar arrester mengalami kerusakan.

Pada saluran distribusi, arrester yang biasanya digunakan adalah arrester

jenis katup (valve type). Arrester jenis katup terdiri dari sela percik terbagi atau

sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik

tidak linear. Tegangan frekuensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela

seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat

tersebut menjadi penghantar. Sela seri tidak bisa memutuskan arus susulan. Dalam

hal ini dibantu oleh tahanan non linier yang mempunyai karakteristik tahanan

kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekuensi dasar.

Arrester sedapat mungkin dipasang pada titik percabangan dan pada ujung ujung

saluran yang panjang, baik saluran utama maupun saluran cabang. Jarak antara

arrester yang satu dengan yang lain tidak boleh melebihi 1000 meter dan di daerah

yang berpotensi banyak petir berjarak tidak boleh melebihi 500 meter. Jika

terdapat kabel tanah sebagai bagian dari sistem, arrester sebaiknya dipasang pada

ujung kabel dan dipasang pada tiap kawat fasa. Pada gambar 2.15 ditunjukkan

bentuk fisik Lighning Arrester yang sering ditemukan pada gardu distribusi.

Pemasangan Lightning Arrester dapat dibuat sebelum atau setelah

pemasangan fuse cut‐out (FCO). Berikut ini diberikan beberapa pertimbangan

keuntungan dan kerugian masing‐masing letak pemasangan Lightning Arrester.

25

1) Pemasangan LA sebelum FCO

Pemasangan Lightning Arrester (LA) sebelum Fuse Cut Out (FCO) memiliki

keuntungan dan kerugian sebagai berikut :

Keuntungan : Pengamanan terhadap surja petir tidak dipengaruhi oleh

kemungkinan FCO putus.

Kerugian : Kegagalan LA memadamkan sistem penyulang

Penghantar LA lebih panjang

Gambar 2. 22 Pemasangan LA sebelum FCO

2) Pemasangan LA setelah FCO

Pemasangan Lightning Arrester (LA) setelah Fuse Cut Out (FCO) memiliki

keuntungan dan kerugian sebagai berikut :

Keuntungan : Jika LA rusak atau gagal, FCO putus tidak memadamkan

sistem SUTM.

Kerugian : fuse link rentan terhadap surja petir

Untuk saluran udara sangat panjang, pemasangan LA sesudah FCO dapat

dipertimbangkan dengan menggunakan fuse link type – H. Untuk saluran udara

pendek, pemasangan LA sebelum FCO lebih baik sebagai pilihan.

26

Gambar 2. 23 Pemasangan LA setelah FCO

2.8.2 Fuse Cut Out (FCO)

Fuse Cut Out (FCO) merupakan suatu alat pengaman yang melindungi

transformator dari gangguan arus beban lebih (over load current) yang mengalir

melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan oleh hubung singkat (short

circuit) atau beban lebih (overload), dan pada jaringan distribusi digunakan untuk

mengisolasi jaringan yang terganggu dari bagian lain yang normal sehingga

dampak gangguan tidak merusak peralatan lain di sepanjang jaringan distribusi

yang merasakan gangguan tersebut.

Fuse Cut Out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat jaringan di

dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga fasa maka dibutuhkan

fuse cut out sebanyak tiga buah. Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian

yang terlemah di dalam jaringan distribusi. Sebab fuse cut out boleh dikatakan

hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan dengan

besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di dalam kawat tersebut.

Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse cut out ini didasarkan pada faktor

lebur yang rendah dan harus memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi.

27

28

Faktor lebur ini ditentukan oleh temperatur bahan tersebut. Biasanya bahan-bahan

yang digunakan untuk fuse cut out ini adalah kawat perak, kawat tembaga, kawat

seng, kawat timbel atau kawat paduan dari bahan-bahan tersebut. Mengingat

kawat perak memiliki konduktivitas 60,6 mho/cm lebih tinggi dari kawat tembaga,

dan memiliki temperature 960°C, maka pada jaringan distribusi banyak

digunakan.

Jenis fuse cut out untuk jaringan distribusi digunakan dengan saklar

pemisah. Pada ujung atas dihubungkan dengan kontak-kontak yang berupa pisau

yang dapat dilepaskan. Sedangkan pada ujung bawah dihubungkan dengan sebuah

engsel. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.24 (a) di bawah ini.

Gambar 2. 24 a) Fuse Cut Out b) Fuse Link

Pengaman lebur untuk gardu distribusi pasang luar dipasang pada Fuse

Cut Out (FCO) dalam bentuk Fuse Link seperti pada gambar 2.24 (b). Jika terjadi

gangguan arus lebih, maka Fuse Link di dalam tabung akan putus dan arus yang

membahayakan dapat dihentikan. Terdapat 3 jenis karakteristik Fuse Link, tipe-K

(cepat), tipe–T (lambat) dan tipe–H yang tahan terhadap arus surja. Jika

penempatan Lighning Arrester (LA) sesudah Fuse Cut Out (FCO), dipilih Fuse

Link tipe–H. jika sebelum Fuse Cut Out (FCO) dipilih fuse titik tipe–K. Pada

percabangan dapat menggunakan Fuse Link tipe–T apabila berada pada cabang

(a) (b)

bagian awal/hulu, semakin ke ujung jaringan maka Fuse Link tipe–K lebih baik

digunakan.

Dalam menentukan rating fuse link yang dipergunakan perlu diketahui

terlebih dahulu besar arus beban penuh dari transformator sesuai dengan daya

kapasitas transformator seperti terlihat pada tabel 2.1 dan rating Fuse Link yang

digunakan pada tabel 2.2 berikut :

Tabel 2. 1 Besar Arus Kumparan Transformator

No. Daya Transformator (kVA)

Arus ( A ) Keterangan Primer Sekunder 1 16 1,39 69,3 1 Fasa

231 V 2 25 2,17 106,2 3 50 4,33 216,5 4 25 0,72 36,1

3 Fasa 400 V

5 50 1,44 72,2 6 100 2,89 144,3 7 160 4,62 230,9 8 200 5,77 288,7 9 250 7,22 360,9 10 315 9,09 454,7 11 400 11,55 577,4 12 500 14,43 721,7 13 630 18,19 909,4 14 800 23,09 1154,7 15 1000 28,87 1443,4

Tabel 2. 2 Rating Fuse Link

No. Daya

Transformator (kVA)

Rating Fuse Link 1.2*In

(Inrush)

SPLN 64 Tahun 1985 Arus

Maksimum (A) Fuse Pasar

Lambat Cepat 1 16 1.7 - 6.3 2 2 25 2.6 6.3 6.3 3 3 50 5.2 10 10 6 4 25 0.9 - - 2 5 50 1.7 - 6.3 2 6 100 3.5 8 10 3 7 160 5.5 12.5 12.5 6 8 200 6.9 12.5 20 8 9 250 8.7 16 25 10

29

10 315 10.9 25 31.5 12 11 400 13.9 25 40 14 12 500 17.3 31.5 40 18 13 630 21.8 40 63 22 14 800 27.7 63 80 28 15 1000 34.6 63 100 35

2.8.3 Fuse Tegangan Rendah

Fuse tegangan rendah dikenal juga dengan NH( Niederspannungs

Hochleistungs) Fuse yang berfungsi sebagai pengaman terhadap gangguan arus

lebih yang disebabkan karena hubung singkat ataupun beban lebih pada jaringan

tegangan rendah. NH Fuse yang terdapat di dalam Low Voltage Cabinet (LVC) di

bagi menjadi dua yaitu NH Fuse jurusan dan NH Fuse utama. NH Fuse jurusan

berfungsi untuk mengamankan jaringan distribusi tegangan rendah dari gangguan

hubung singkat yang mungkin terjadi sesuai dengan tiap-tiap jurusannya dan NH

Fuse utama berfungsi sebagai back up NH Fuse jurusan sehingga pada saat

terjadi gangguan hubung singkat pada jaringan distribusi tegangan rendah dan NH

Fuse jurusan gagal bekerja maka NH Fuse utama yang akan bekerja sebagai back

up. Bentuk fisik NH Fuse ditunjukkan pada gambar 2.25 berikut ini serta rating

NH Fuse utama dan jurusan ditunjukkan pada tabel 2.3.

Gambar 2. 25 NH Fuse

30

Tabel 2. 3 Rating NH Fuse

No. Daya

transformator (kVA)

Rating NH Fuse 1.2

In*0.9

SPLN 64-1985

Maks. (A)

Jumlah Jurusan 1 2 3 4

(A) (A) (A) (A)

1 16 74.8 100 100 50 33 25 2 25 116.9 125 125 63 42 31 3 50 233.8 250 250 125 83 63 4 25 39.0 40 40 20 13 10 5 50 77.9 100 100 40 27 25 6 100 155.9 200 200 80 53 50 7 160 249.4 250 250 125 83 63 8 200 311.8 315 315 158 105 79 9 250 389.7 400 400 200 133 100 10 315 491.1 500 500 250 167 125 11 400 623.6 630 630 315 210 158 12 500 779.4 800 800 400 267 200

2.9 Pentanahan Pada Gardu Portal

Sistem pentanahan pada jaringan distribusi digunakan sebagai pengaman

langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya gangguan tanah atau

kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan lebih pada peralatan

jaringan distribusi. Petir dapat menghasilkan arus gangguan dan juga

tegangan lebih dimana gangguan tersebut dapat dialirkan ke tanah dengan

menggunakan sistem pentanahan. Sistem pentanahan adalah suatu tindakan

pengamanan dalam jaringan distribusi yang langsung rangkaiannya

ditanahkan dengan cara mentanahkan badan peralatan instalasi yang

diamankan, sehingga nilai terjadi kegagalan isolasi terhambatlah atau

bertahannya tegangan system karena terputusnya arus oleh alat-alat pengaman

tersebut. (Malendes,2015)

Agar sistem pentanahan dapat bekerja secara efektif, harus memenuhi

persyaratan sebagai berikut:

1) Membuat jalur impedansi rendah ketanah untuk pengamanan personil dan

peralatan mengguanakan rangkaian yang efektif.

31

2) Dapat melawan dan menyebarkan gangguan berulang dan arus akibat surja

hubung.

3) Menggunakan bahan tahan terhadap korosi terhadap kondisi kimiawi

tanah. Untuk meyakinkan kontinuitas penampilan sepanjang umur

peralatan yang dilindungi.

4) Menggunakan system mekanis yang kuat namun mudah dalam

pelayanannya.

2.9.1 Fungsi atau Kegunaan dari Pentanahan:

1) Mengurangi tegangan kejut listrik pada peralatan.

2) Membuat jalan untuk arus gangguan, baik akibat terjadinya arus hubung

singkat atau akibat terjadinya sambaran petir.

3) Untuk membatasi tegangan pada fasa yang tidak mengalami gangguan.

4) Memberikan perlindungan terhadap bahaya listrik bagi pemanfaat listrik

dan lingkungannya.

5) Mendapatkan keandalan penyaluran pada system baik dari segi kualitas,

keandalan ataupun kontinuitas penyaluran tenaga listrik.

6) Membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terhubung tanah dan nilai

tegangan kerja minimal.

7) Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi dan memudahkan dalam

menentukan lokasi gangguan.

2.9.2 Teknik Sistem Pentanahan

Pada sistem distribusi dikenal ada 2 (dua) jenis sistem pembumian, yaitu :

1) Sistem Pentanahan Pengaman ( Sistem PP atau TT ) yaitu

menghubungkan titik netral pada sistem tenaga listrik di sumbernya

dan Bahan Konduktif Tanah ( kerangka ) perlengkapan maupun

instalasi.

a. Titik netral transformator TR langsung dihubungkan ke elektroda

pentanahan.

32

b. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) instalasi dihubungkan secara listrik

ke elektroda pentanahan terpisah.

2) Sistem Pentanahan Netral Pengaman ( Sistem PNP atau sistem TN ) yaitu

menghubungkan semua BKT ( Bahan Konduktif Terbuka) perlengkapan

maupun instalasi dengan penghantar proteksi ke titik sistem tenaga listrik

disumbernya.

a. Titik netral transformator TR langsung dihubungkan ke elektroda

pentanahan.

b. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) suatu isntalasi dihubungkan ke

penghantar PE melalui elektroda pentanahan yang sama.

Bagian‐bagian yang dibumikan pada gardu distribusi portal adalah :

1) Terminal netral sekunder transformator

2) Lightning Arrester (LA)

3) Bagian konduktif terbuka/ massa transformator panel PHB-TR

2.9.3 Elektroda Pentanahan

Elektroda pentanahan adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan

membuat kontak langsung dengan tanah. Adanya kontak langsung tersebut

bertujuan agar diperoleh pelaluan arus yang sebaik-baiknya apabila terjadi

gangguan sehingga arus tersebut disalurkan ke tanah.

Menurut PUIL 2000 [3.18.11], elektroda adalah pengantar yang ditanamkan

ke dalam tanah yang membuat kontak langsung dengan tanah. Untuk bahan

elektroda pentanahan biasanya digunakan bahan tembaga maupun baja yang

bergalvanis atau dilapisi tembaga sepanjang kondisi setempat tidak

mengharuskan memakai bahan lain misalnya pada perusahaan kimia.

(Suswanto,2009). Nilai standar mengacu pada Persyaratan Umum Instalasi

Listrik atau PUIL 2000 (peraturan yang sesuai dan berlaku hingga saat ini)

yaitu kurang dari atau sama dengan 5 (lima) ohm. Dijelaskan bahwa nilai

sebesar 5 ohm merupakan nilai maksimal atau batas tertinggi dari hasil resistan

pembumian (grounding) yang masih bisa ditoleransi. Nilai yang berada pada

33

range 0 ohm - 5 ohm adalah nilai aman dari suatu instalasi pembumian

grounding. Nilai tersebut berlaku untuk seluruh sistem dan instalasi yang

terdapat pembumian (grounding) di dalamnya.

Gambar 2. 26 Standart Resistansi Pembumian PLN

Jenis-jenis elektroda yang digunakan dalam pentanahan adalah sebagai

berikut:

1) Elektroda batang

Elektroda batang adalah elektroda dari pipa besi baja profil atau

batangan logam lainnya yang dipancangkan ke dalam tanah secara

dalam. Panjang elektroda yang digunakan sesuai dengan pentanahan

yang diperlukan.

Gambar 2. 27 Elektroda Batang

34

Untuk menentukan besarnya tahanan pentanahan dengan satu buah

elektroda batang dipergunakan rumus sebagai berikut:

𝑅𝑅𝑏𝑏𝑏𝑏 = 𝜌𝜌2𝜋𝜋𝜋𝜋

ln 4lr− 1 ......................................................................... (2.1)

(Suswanto,2009)

keterangan:

Rbt = tahanan pentanahan elektroda batang [Ω]

ρ = tahanan jenis tanah [Ω.m]

L = panjang batang yang tertanam [m]

r = jari-jari elektroda batang [m]

2) Elektroda plat

Elektroda plat adalah elektroda dari plat logam. Pada pemasangannya

elektroda ini dapat ditanam tegak lurus atau mendatar tergantung dari

tujuan penggunaannya. Bila digunakan sebagai elektroda pentanahan

pengaman maka cara pemasangannya adalah tegak lurus dengan

kedalaman kira-kira 1 meter di bawah permukaan tanah dihitung dari

sisi plat sebelah atas. Bila digunakan sebagai elektroda pengatur yaitu

mengatur kecuraman gradien tegangan guna menghindari tegangan

langkah yang besar dan berbahaya, maka elektroda plat tersebut ditanam

mendatar.

Gambar 2. 28 Elektroda Plat 35

𝑅𝑅𝑝𝑝𝜋𝜋 = 𝜌𝜌4,1𝐿𝐿

1 + 1,84 𝑏𝑏𝑏𝑏 ..................................................................... (2.2)

(Suswanto,2009)

keterangan:

Rpl = tahanan pentanahan elektroda plat [Ω]


L = panjang elektroda plat [m]

b = lebar plat [m2]

t = kedalaman plat tertanam dari permukaan tanah [m]

3) Elektroda pita

Elektroda ini merupakan logam yang mempunyai penampang yang

berbentuk pita atau dapat juga berbentuk bulat, pita yang dipilin atau

dapat juga berbentuk kawat yang dipilin. Elektroda ini dapat ditanam

secara dangkal pada kedalaman antara 0,5 sampai 1 meter dari

permukaan tanah, tergantung dari kondisi dan jenis tanah. Dalam

pemasangannya elektroda pita ini dapat ditanam dalam bentuk

memanjang, radial, melingkar atau kombinasi dari lingkaran dan radial.

Gambar 2. 29 Elektroda Pita

Besar tahanan pentanahan untuk elektroda pita dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut: 36

𝑅𝑅𝑝𝑝𝑏𝑏 = 𝜌𝜌𝜋𝜋𝐿𝐿

(𝑙𝑙𝑙𝑙 2𝐿𝐿𝑟𝑟

) ................................................................................ (2.3)

(Suswanto,2009)

keterangan:

Rpt = tahanan pentanahan elektroda pita [Ω]


L = panjang elektroda pita yang tertanam [m]

r = lebar pita/jari-jari elektroda pita kalau bulat [m]

4) Elektroda lain

Bila persyaratan dipenuhi jaringan air minum dari logam dan selubung

logam kabel yang tidak diisolasi yang langsung ditanamkan kedalam

tanah. Besi tulang beton atau kontruksi baja bawah tanah lainnya boleh

dipakai untuk elektroda.

Penghantar pembumian lightning arrester dihubung secara metalik

dengan penghantar pembumian terminal netral transformator di bawah

permukaan tanah. Pembumian bagian-bagian konduktif terbuka

dijadikan satu dengan pembumian titik netral transformator.Untuk

menghindari kerusakan dan atau pencurian, penghantar pembumian

harus dilindungi dengan pipa galvanis ¾ inch, setinggi 3 meter dari

permukaan tanah dan diisi adukan cor beton). Penghantar pembumian

menggunakan kawat tembaga (BC) berukuran 50 mm2. Elektroda

pembumian memakai elektroda batang sepanjang minimal 3 meter.

Nilai tahanan pembumian tidak melebihi 1 Ohm. Kontruksi

pemasangan pembumian pada gardu transformator distribusi

ditunjukkan pada gambar 2.29.

37

Gambar 2. 30 Pembumian Gardu Portal Keterangan Gambar : 1 .Parallel Groove 8.Elektroda Bumi LA

2 .Bimetal 9.Elektroda Bumi BKT

3 .Lightning Arrester (LA) 10.Pipa Galvanis 41 MCl

4 .Fuse Cut Out 11.Pipa Galvanis 5/8 MCl

5 .Transformator 12.Jaringan TR

6 .PHB-TR 13.Ranjau Panjat 7 .Elektroda Bumi Titik Netral Transformator -

Tidak boleh membumikan bagian‐bagian tersebut sendiri‐sendiri, kecuali

pembumian lightning arrester. Penghantar pembumian bagian‐bagian tersebut

dihubungkan pada suatu ikatan ekipotensial, selanjutnya ikatan ekipotensial 38

tersebut dibumikan, sehingga gradien kenaikan tegangan terhadap bumi akibat

gangguan ke tanah pada semua bagian instalasi sama besarnya.

2.10 Gangguan-gangguan Pada Gardu Portal

Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan – gangguan

yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga listrik ke konsumen.

Gangguan adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu

keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi

normal. Suatu gangguan di dalam peralatan listrik didefinisikan sebagai terjadinya

suatu kerusakan di dalam jaringan listrik yang menyebabkan aliran arus listrik

keluar dari saluran yang seharusnya.

Gangguan terdiri dari gangguan temporer atau permanen, rata-rata jumlah

gangguan temporer lebih tinggi dibandingkan gangguan permanen. Kebanyakan

gangguan temporer di amankan dengan circuit breaker (CB) atau pengaman

lainnya. Gangguan permanen adalah gangguan yang menyebabkan kerusakan

permanen pada sistem. Seperti kegagalan isolator, kerusakan penghantar,

kerusakan pada peralatan seperti transformator atau kapasitor. Pada saluran bawah

tanah hampir semua gangguan adalah gangguan permanen. Kebanyakan gangguan

peralatan akan menyebabkan hubung singkat. Gangguan permanen hampir

semuanya menyebabkan pemutusan/gangguan pada konsumen. Untuk melindungi

jaringan dari gangguan digunakan fuse, recloser atau CB.

Gangguan- gangguan yang terjadi pada gardu transformator distribusi meliputi :

a. Gangguan Internal

Untuk setiap peralatan yang mempunyai tugas memberikan pelayanan, akan

mempunyai suatu batas umur dimana peralatan tersebut tidak dapat dipakai lagi.

Umur perkiraan transformator didefinisikan sehubungan dengan timbulnya panas

yang diakibatkan adanya pembebanan, sehingga transformator tersebut mengalami

kegagalan dalam melaksanakan fungsinya. Ditambah lagi transformator tersebut

dioperasikan secara terus-menerus sepanjang waktu dalam melayani kebutuhan

39

listrik konsumen. Sehingga kerusakan pada transformator juga dapat dikarenakan

faktor internal yaitu faktor usia (life time) dan perawatan yang kurang teratur.

Gangguan internal transformator sebagai akibat dari penurunan kemampuan kerja

seiring dengan pertambahan usia dan kurangnya pemeliharaan antara lain :

b) Kegagalan Minyak Transformator

Kegagalan isolasi minyak transformator (insulation breakdown) disebabkan

karena beberapa hal antara lain minyak transformator tersebut sudah lama dipakai,

berkurangnya kekuatan dielektris dan karena minyak transformator tersebut

dikenakan tegangan lebih. Pada prinsipnya tegangan pada isolator merupakan

suatu tarikan atau tekanan (stress) yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu

sendiri agar isolator tidak gagal. Dalam struktur molekul material isolasi minyak

transformator, elektron-elektron terikat erat pada molekulnya, dan ikatan ini

mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang disebabkan oleh adanya tegangan.

Bila ikatan ini putus pada suatu tempat maka sifat isolasi pada tempat tersebut

hilang. Bila pada bahan isolasi tersebut diberikan tegangan akan terjadi

perpindahan elektron-elektron dari suatu molekul ke molekul lainnya sehingga

timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan berubah bila

material tersebut kemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti adanya arang

atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan gagal.

Oksigen yang terdapat di udara yang berhubungan dengan minyak yang panas

dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi dan terbentuknya bahan asam dan

endapan. Kadar asam yang terdapat dalam minyak transformator merupakan suatu

ukuran taraf deteriorasi dan kecenderungan untuk membentuk endapan. Endapan

ini sangat mengganggu karena melekat pada semua permukaan transformator dan

mempersulit proses pendinginan. Lagipula endapan-endapan itu akan

meningkatkan kemungkinan terjadinya bunga api antara bagian-bagian

transformator yang terbuka. Suatu endapan setelah mencapai tebal 0,2 sampai 0,4

mm pada inti dan kumparan akan dapat meningkatkan suhu sampai 10° sampai

15°C.

40

Bila dalam minyak terdapat kelembaban, maka kelembaban tersebut dapat

membentuk jalur-jalur yang membuka jalan terhadap terjadinya hubung singkat.

Kelembaban tidak saja menurunkan daya isolasi minyak, melainkan kelembaban

itu dapat pula diserap oleh bahan isolasi lainnya, sehingga seluruh transformator

menjadi terancam.

c) Kegagalan Isolasi Padat Pada Transformator

Secara umum isolasi padat mempunyai sifat dielektrik yang baik,

mempunyai kemampuan mekanik dan dapat menjadi protektor terhadap

lingkungan. Isolasi padat mempunyai berbagai keuntungan diantaranya bersifat

self supported (tidak perlu didukung) dan tidak perlu wadah. Beberapa kelemahan

isolasi padat diantaranya recovery sifat isolasinya sangat rendah sehingga sekali

mengalami tembus maka sudah tidak dapat dipergunakan lagi dan fungsi sebagai

pendingin kurang baik.

Pada transformator, isolasi padat terdapat pada belitan. Tujuan isolasi belitan

yaitu untuk mengisolasi masing-masing belitan terhadap belitan yang lainnya,

sehingga tidak terjadi flashover antar belitan. Biasanya dalam aplikasinya

transformator menggunakan kertas sebagai bahan isolasi padat. Pada

transformator, kertas dalam pemakaiannya biasanya bersamaan dengan isolasi cair

dalam bentuk impregnasi. Impregnasi kertas menggunakan minyak akan

mengurangi pengaruh kelembaban dan terisinya pori-pori kertas sehingga sifat

dielektrik dalam bentuk komposit menjadi lebih baik. Kandungan air, oksigen,

dan penuaan merupakan penyebab degradasi isolasi transformator yang kemudian

dapat mengurangi umur transformator secara signifikan. Bagian paling panas dari

isolasi merupakan faktor penyebab percepatan kegagalan isolasi.

Untuk mengetahui kondisi internal transformator dalam hal ini apakah

fungsi utama transformator untuk mengisolasi tegangan antar belitan masih berada

dalam kondisi baik saat dioperasikan maka dilakukan pengujian tahanan isolasi

transformator. Dalam pelaksanaannya pengujian ini dilakukan dengan

menggunakan alat pengukur tahanan isolasi yang sering disebut Megger.

41

Jika hasil pengujian tahanan isolasi tidak baik, seringkali menggambarkan

kondisi kertas isolasi transformator distribusi yang sudah terdegradasi (rusak) atau

kualitas dari minyak isolasi yang sudah tidak baik. Berikut ini merupakan gambar

dari alat pengukur tahanan isolasi (gambar 2.30).

Gambar 2. 31 Mega Ohm Meter (Megger)

Besarnya nilai tahanan isolasi transformator minimum yang dikatakan baik

ditentukan oleh kapasitas (kVA) dari masing-masing transformator dengan

menggunakan rumusan dibawah ini (Standar IEEE Std. 43-2000 / IEC 17025 /

KEMA Nederland B.V.) :

𝑹𝑹 = 𝑪𝑪 . 𝑽𝑽√𝑺𝑺 . 𝑲𝑲𝒔𝒔

(𝑴𝑴Ω) ................................................................................... (2.4)

dimana :

R = Tahanan isolasi minimum kumparan pada suhu ambien 30°C

C = 0,8 adalah faktor belitan yang terendam isolasi minyak.

V = Tegangan Tertinggi Transformator (Volt)

S = Kapasitas Daya Transformator (KVA)

Ks = Faktor Koreksi Suhu Belitan

42

Tabel 2. 4 Faktor Koreksi Suhu Belitan

Faktor Koreksi Suhu Belitan ( ks )

Suhu belitan ( ° C ) Faktor koreksi

0

5

10

15

20

30

40

50

0,25

0,36

0,50

0,72

1,0

1,98

3,95

7,85

b. Gangguan Eksternal

Gangguan Eksternal dapat didefenisikan sebagai gangguan yang berasal dari

luar atau lingkungan luar transformator. Gangguan eksternal biasanya disebabkan

oleh bencana alam, hewan ataupun pohon yang menyentuh jaringan sehingga

menyebabkan gangguan, kesalahan manusia, dan lain-lain. Gangguan-gangguan

eksternal pada jaringan distribusi meliputi :

1) Tegangan Lebih

Gangguan tegangan lebih salah satunya disebabkan oleh sambaran petir

yang tidak cukup teramankan oleh alat-alat pengaman petir. Gangguan sambaran

petir dibagi atas dua, yaitu sambaran langsung dan sambaran tidak langsung.

Sambaran langsung adalah sambaran petir dari awan yang langsung menyambar

jaringan sehingga menyebabkan naiknya tegangan dengan cepat. Daerah yang

terkena sambaran dapat terjadi tower, kawat petir, dan kawat penghantar.

Besarnya arus atau tegangan akibat sambaran ini tergantung pada besar arus kilat,

waktu muka dan jenis tiang saluran. Sambaran tidak langsung atau sambaran

induksi terjadi akibat sambaran petir ke bumi atau sambaran petir dari awan kea

wan di dekat saluran sehingga menyebabkan timbulnya muatan induksi pada

43

jaringan. Pada SUTM, gangguan kilat akibat sambaran petir tidak langsung atau

sambaran induksi tidak boleh diabaikan. Justru gangguan kilat akibat sambaran

induksi ini lebih banyak terjadi dibandingkan dengan gangguan akibat sambaran

langsung dikarenakan luasnya daerah sambaran induksi.

2) Hubung Singkat

Hubung singkat dapat terjadi melalui dua atau tiga saluran fasa sistem

distribusi. Arus lebih yang dihasilkan oleh hubung singkat tergantung pada besar

kapasitas daya penyulang, besar tegangan, dan besar impedansi dari rangkaian

yang mengalami gangguan. Hubung singkat menghasilkan panas yang cukup

tinggi pada sisi primer transformator, sebagai akibat dari naiknya rugi – rugi

tembaga sebagai perbandingan dari kuadrat arus gangguan. Arus gangguan yang

besar ini mengakibatkan banyak tekanan mekanik (mechanical stress) pada

transformator.

3) Beban Lebih

Gangguan beban lebih terjadi karena pembebanan sistem distribusi yang

melebihi kapasitas sistem terpasang. Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan

murni, tetapi bila dibiarkan terus-menerus berlangsung dapat merusak peralatan.

Beban lebih adalah sejumlah arus yang mengalir yang lebih besar dari arus

nominal. Hal ini terjadi karena penggunaan daya listrik oleh konsumen melampaui

kapasitas nominal peralatan. Hal ini tidaklah segera merusak perlengkapan listrik

tetapi mengurangi umur peralatan listrik tersebut. Apabila gangguan arus lebih

terjadi dalam waktu yang singkat, maka hal tersebut tidak akan berakibat buruk

terhadap perlengkapan listrik, misalnya pada waktu menjalankan motor-motor,

arus mulanya cukup besar dalam waktu yang singkat tetapi tidak banyak

berpengaruh terhadap peralatan listrik. Namun apabila beban lebih ini terjadi

untuk waktu lama seperti misalnya pada transformator distribusi, hal tersebut

dapat mempersingkat umur transformator sehingga transformator akan rusak lebih

cepat dari waktu yang semestinya.

44

BAB 3

PENGUMPULAN DATA

3.1 Pendahuluan

PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia merupakan salah satu rayon di

bawah garis koordinasi PT PLN (Persero) Area Medan Utara yang beralamat di

Jalan Yos Sudarso Km. 10,5 Medan dan bergerak dibidang distribusi dan

pelayanan. Sebagian besar konsumen dan wilayah kerjanya merupakan kawasan

industri. PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia berintegrasi dengan gardu induk

Mabar, gardu induk Glugur dan gardu induk Paya Geli dalam hal pendistribusian

tenaga listrik dengan menggunakan 10 penyulang (feeder) yang digunakan

sebagai saluran utama untuk mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen.

Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo – trafo

distribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang

lebih rendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo – trafo ini kemudian para

pelanggan listrik hanya dilayani dengan menarik kabel – kabel tegangan rendah

menjelajah ke sepanjang pusat – pusat pemukiman, baik itu komersial maupun

beberapa industri yang ada. Seperti kita ketahui, sistem distribusi adalah bagian

sistem tenaga listrik yang paling banyak mengalami gangguan sehingga masalah

utama dalam operasi sistem distribusi adalah mengatasi gangguan. Begitu juga

halnya di PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia, banyak gangguan yang terjadi

pada jaringan distribusi di wilayah kerjanya, mulai dari gangguan yang

disebabkan oleh faktor alam, kesalahan manusia, maupun penuaan alat-alat pada

jaringan distribusi. Salah satu akibat yang terjadi dari gangguan tersebut adalah

terjadinya kerusakan pada transformator distribusi.

Jumlah kerusakan transformator yang terjadi setiap tahunnya di PT PLN

(Persero) ULP Medan Helvetia tergolong banyak. Jumlah kerusakan transformator

berdasarkan tahun rusak pada lima tahun terakhir dapat dilihat pada Tabel 3.1.

45

Tabel 3. 1 Data Jumlah Transformator Rusak Thn 2015 s.d. Bulan Mei 2019

No. Tahun Jumlah Transformator Rusak (Buah) 1 2015 44 2 2016 28 3 2017 43 4 2018 25 5 Mei 2019 10

dan tabel 3.1 ditunjukkan bahwa pada tahun 2019 sampai dengan bulan Mei

transformator distribusi yang rusak telah mencapai 10 buah transformator

distribusi. Lebih lengkapnya, data transformator yang rusak pada tahun 2019 akan

dimuat pada tabel 3.2.

Tabel 3. 2 Data Transformator Yang Rusak Januari s.d. Mei 2019

No. Rayon Card

Kapasitas Daya Transformator

(kVA) Tanggal Rusak

1 MH 46 250 29 Januari 2019 2 MH 93 250 03 Pebruari 2019 3 MH 113 200 12 Pebruari 2019 4 MH 20 200 22 Maret 2019 5 MH 227 200 31 Maret 2019 6 MH 172 200 04 April 2019 7 MH 376 100 07 April 2019 8 MH 79 160 29 April 2019 9 MH 159 100 7 Mei 2019 10 MH 091 100 8 Mei 2019

Penulis melakukan pengamatan terhadap satu gardu transformator yang

rusak pada tahun 2019 dengan melakukan pengukuran beban pada saat beban

siang dan beban malam serta mengukur resistansi pembumian pada gardu

transformator dengan kapasitas yang berbeda dan melakukan pemeriksaan

kelengkapan serta kesesuaian peralatan proteksi gardu secara visual. Pengamatan

dilakukan pada gardu transformator tiang dengan kode gardu MH-091.

46

Dalam menentukan batas (rating) pengaman transformator distribusi pada

sisi primer dan sisi sekunder, PT PLN (Persero) Wilayah Sumatera Utara Cabang

Medan berpedoman pada daftar batas pengaman pada gambar 3.1 berikut :

Gambar 3. 1 Daftar Batas Pengaman Transformator Distribusi

47

48

3.2 Kondisi Instalasi (Data Visualisasi) Analisa kondisi instalasi merupakan langkah awal yang harus dilakukan

dalam menganalisa kondisi transformator distribusi. Kondisi ini ditunjukkan

dengan data visualisasi yang didapatkan dari kegiatan inspeksi / pengukuran.

Melalui data visualisasi tersebut maka kita dapat mengetahui kondisi

ketidaknormalan transformator yang sedang beroperasi seperti : kebocoran

minyak, bushing transformator retak / pecah, loss kontak pada terminasi akibat

ketidaksesuaian KHA kabel, grounding putus, ketidaksesuaian peralatan proteksi,

dll. Kondisi tersebut merupakan salah satu titik fokus bagi penulis dalam

mengambil kesimpulan analisa transformator. Gambaran kondisi instalasi seperti

yang dijelaskan dapat dilihat pada gambar 3.2, 3.3, da 3.4 di bawah ini.

Gambar 3. 3 Kebocoran Minyak Transformator

Gambar 3. 2 Ketidaknormalan Instalasi

Arresster tidak ada Fuse TR sambung langsung

Grounding Arrester putus Fuse Cut Out sambung langsung

3.2.1 Gardu Distribusi MH-091

Gardu Transformator Tiang MH-091 berlokasi di wilayah kerja PT PLN

(Persero) ULP Medan Helvetia yang beralamat di Jalan H. Adam Malik Medan.

Penulis melakukan pengamatan terhadap Transformator Distribusi MH-091 yang

merupakan transformator dari penyulang GG 1 (Gardu Induk GLUGUR). Untuk

melihat letak Gardu Portal MH-091 di penyulang GG 1 terdapat pada (Lampiran

1). Transformator distribusi yang rusak ini tergolong transformator baru. Sesuai

tahun produksinya yang tercantum pada nameplate, transformator ini diproduksi

pada tahun 2013. Gardu distribusi dan LVC MH-091 ditunjukkan pada gambar

3.5 di bawah ini.

Gambar 3. 4 Ketidaknormalan Sistem Proteksi dan Grounding

(a) (b)

Gambar 3. 5 a) Gardu Distribusi MH-091 b) LVC Gardu MH-091

49

b) Data Transformator

Tabel 3. 3 Nameplate Transformator MH-091

Nama Pabrik Voltra

Dibuat sesuai SPLN D3.002 – 1 : 2013

Transformator Distribusi (Hermetik) 3 Fasa 50 Hz

No. Seri 131102B0967

Primer Sekunder

Daya Nominal (kVA) 100 100

Kelompok Vektor Y zn5

Tegangan Nominal (V) 20000 400

Arus Nominal (A) 2,89 144,34

Bahan Belitan Cu Al

Rugi Besi/Belitan (W) 210 / 1420

Tegangan Impedans 4%

Jenis Minyak Mineral

Cara Pendinginan ONAN

Kenaikan Suhu (K) Minyak 50

Kumparan 55

Tingkat Isolasi Dasar 125 kV

Volume Minyak 179 Liter

Berat Total 670 Kg

50

Tabel 3. 4 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Setelah Transformator Rusak Tahanan Isolasi

Fasa-Fasa

Primer

Fasa-Fasa

Primer-Sekunder

Fasa-Fasa

Sekunder Primer – Body

Sekunder -

Body

R – S = 0 MΩ R – r = 500 MΩ r – s = 0 MΩ R – B = 500 MΩ r – B = 750

MΩ

S – T = 0 MΩ S – s = 500 MΩ s – t = 0 MΩ S – B = 500 MΩ s – B = 750

MΩ

R – T = 0 MΩ T – t = 500 MΩ r – t = 0 MΩ T – B = 500 MΩ t – B = 750

MΩ

Hasil pengukuran beban terakhir transformator sebelum rusak yaitu :

Fasa R : 104 A

Fasa S : 126 A

Fasa T : 158 A

Persen Pembebanan : 86 % (86 kVA)

c) Data Transformator Pengganti

Merk : Morawa

Nomor Seri : 1692/100M.02

Kapasitas (kVA) / Jumlah Fasa : 160 kVA / 3 Fasa

Keterangan (Baru/Revisi) : Revisi (Ex. MH 614)

Tabel 3. 5 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Transformator Pengganti Tahanan Isolasi

Fasa-Fasa

Primer

Fasa-Fasa

Primer-Sekunder

Fasa-Fasa

Sekunder Primer – Body

Sekunder

- Body

R – S = 0 MΩ R – r = 2500 MΩ r – s = 0 MΩ R – B = 3000 MΩ r – B =

2500 MΩ

S – T = 0 MΩ S – s = 2500 MΩ s – t = 0 MΩ S – B = 3000 MΩ s – B =

2500 MΩ

51

R – T = 0 MΩ T – t = 2500 MΩ r – t = 0 MΩ T – B = 3000 MΩ t – B =

2500 MΩ

3.3 Pengukuran Beban

Analisa pembebanan merupakan salah satu hal yang harus dilakukan dalam

menentukan resiko kesehatan transformator distribusi yang sedang beroperasi.

Analisa pembebanan pada transformator berhubungan terhadap beberapa hal yaitu

kertas isolasi transformator, KHA dari kabel dan lilitan, serta suhu dari

transformator. Semakin besar beban yang dipikul oleh sebuah transformator maka

semakin besar pula suhu yang akan dirasakan.

Analisa pembebanan dimaksudkan untuk menghindari beroperasinya sebuah

transformator distribusi melewati batas ratingnya (overload) maupun beban tidak

seimbang (unbalance). Bila hal ini terjadi maka potensi kegagalan transformator

distribusi akan semakin meningkat karena transformator yang dibebani secara

overload akan berhubungan langsung terhadap kenaikan suhu (belitan dan isolasi)

yang berdampak pada kerusakan belitan dan kertas isolasi transformator,

sedangkan unbalance berhubungan terhadap besarnya arus yang mengalir pada

kawat netral transformator yang berujung pada rusaknya belitan transformator.

Dalam melakukan pengukuran beban, penulis menggunakan Clamp Meter

digital. Seperti terlihat pada Gambar 3.6. Clamp Meter adalah alat

untuk mengukur tegangan dan arus listrik tanpa memutus jalur arus tersebut.

52

Gambar 3. 6 Clamp Meter Digital

Cara menggunakan Clamp Meter :

1) posisikan switch pada posisi Ampere (A), karena selain untuk mengukur arus,

tang ampere juga bisa di pakai untuk pengukuran tahanan dan tegangan.

2) adjust tang ampere sehingga menunjukan angka nol.

3) pilih skala yang paling besar dulu, bila hasil pengukuran lebih kecil maka

pindahkan ke skala yang lebih kecil untuk hasil pengukuran yang lebih akurat.

4) pilihlah jenis pengukuran yang akan kita lakukan, arus AC atau Arus DC.

Tetapi ada juga tang ampere yang hanya untuk mengukur AC saja, biasanya

tang ampere jenis analog.

5) kalungkan tang ampere ke salah satu kabel. Hasil pengukuran akan segera

terlihat.

6) geser tombol hold untuk menahan hasil pengukuran tersebut.

7) matikan posisi hold untuk melakukan pengukuran kembali.

Penulis melakukan pengukuran beban saat siang dan malam hari.

Pengukuran salah satu gardu distribusi pada siang hari ditunjukkan pada gambar

3.7 di bawah ini.

53

Gambar 3. 7 Pengukuran Beban Transformator

3.3.1 Pengukuran Beban MH-091

a) Beban Malam

Fasa Arus

Incoming (A)

Arus Outgoing Jurusan 1 Jurusan 2

Besar Arus (A)

NH Fuse (A)

Besar Arus (A)

NH Fuse (A)

R 109 107 250 10 100 S 158 134 250 22 100 T 243 238 250 0 100 N 100 97 - 19 -

Tegangan (V) Fasa – Fasa Fasa – Netral

R-S 381 R-N 218 R-T 380 S-N 218 S-T 380 T-N 215

54

b) Beban Siang

Fasa Arus

Incoming (A)

Arus Outgoing Jurusan 1 Jurusan 2

Besar Arus (A)

NH Fuse (A)

Besar Arus (A)

NH Fuse (A)

R 101 93 250 5 100 S 121 107 250 14 100 T 151 151 250 0 100 N 44 47 - 12 -

Tegangan (V) Fasa – Fasa Fasa – Netral

R-S 385 R-N 221 R-T 381 S-N 222 S-T 383 T-N 220

3.4 Pengukuran Resistansi Pembumian

Pengukuran nilai resistansi pembumian peralatan / sistem merupakan suatu

kegiatan yang dimaksudkan untuk mengetahui kondisi dari sistem pembumian

gardu (kubikel, transformator, dan arrester) yang juga merupakan salah satu

peralatan proteksi. Nilai tahanan pembumian peralatan yang sangat besar (diatas

standard) merupakan gambaran kondisi sistem pembumian peralatan yang tidak

baik, dalam arti sistem pembumian tidak akan berfungsi optimal dalam

memproteksi peralatan terhadap adanya arus bocor yang mengalir saat kondisi

normal maupun terjadinya gangguan.

Dalam pelaksanaannya, kegiatan ini dilakukan dengan menggunakan alat yang

disebut Eart tester seperti yang terdapat pada gambar 3.8.

55

.

Adapun langkah mengukur resistansi pembumian antara lain :

1) Hubungkan kabel merah, kuning dan hijau pada terminal C, P dan E dengan

Paku Grounding yang ditanamkan pada tanah (Beri jarak sekitar 5 meter pada

setiap paku).

2) Pertama – tama arahkan selektor pada x10Ω, jika tahanan yang terbaca

melebihi 120Ω, pindahkan selektor pada x100Ω untuk mendapatkan hasil

pengukuran yang lebih akurat.

3) Tekan tombol Press To Test dan Lock untuk mengunci hasil pengukuran.

4) Jika resistansi bumi terlalu besar (melebihi 1200Ω), maka lampu OK pada

earth tester tidak akan menyala.

Penulis melakukan pengukuran resistansi pembumian pada ketiga gardu

transformator seperti ditunjukkan pada gambar 3.9 di bawah ini.

Gambar 3. 8 Earth Tester

56

Gambar 3. 9 Pengukuran Resistansi Pembumian Transformator

3.4.1 Hasil Pengukuran Resistansi Pembumian Gardu MH-091

Netral : Terpasang dengan nilai R = 20 Ω

Body Transformator : Terpasang dengan nilai R = 40 Ω

Arrester : Terpasang dengan nilai R = 10 Ω

3.5 Gangguan Lain yang Terdapat di Gardu Portal

1) Kondisi FCO (Fuse Cut Out)yang sudah banyak rusak.

Ditemukan banyak FCO yang dilangsungkan tanpa menggunakan fuse

tube. Hal ini jelas sangat berpengaruh terhadap keandalan suatu

transformator distribusi karena alat proteksi FCO tidak bekerja maksimal.

pada gambar 3. 10 berikut menunjukkan FCO yang tidak memiliki fuse

tube.

57

3. 10 Fuse Tube Tidak Terpasang

2) Lightning Arrester pada transformator yang tidak terpasang.

Pemasangan Lightning Arrester pada transformator masih belum

maksimal. Salah satu penyebabnya adalah pada saat terjadi gangguan

pada Lightning Arrester, petugas pemeliharaan tidak segera

menggantinya dengan yang baru dan membiarkan begitu saja. Kondisi

lain adalah terpasangnya Lightning Arrester pada gardu tetapi tidak

dihubungkan ke bumi sehingga tidak bekerja pada saat adanya

sambaran petir yang mengenai gardu.

3) Keadaan LVC yang buruk.

Banyak NH fuse yang dilangsungkan dan tidak memakai kabel schoen.

Berikut adalah foto satu LVC yang tidak terpelihara. NH fuse dijumper,

Kabel incoming dan outgoing tidak memakai kabel schoen. Gambar

3.11 berikut menunjukkan kondisi LVC yang tidak terpelihara.

58

59

Gambar 3. 11 LVC Yang Tidak Terpelihara

4) Banyaknya kawat grounding yang tidak tersambung dengan elektroda

pembumian. Ditemukan banyak kawat grounding tidak ditanam ke

bumi. Pada gambar 3.12 berikut ditunjukkan sebuah kawat grounding

pada gardu distribusi yang lepas begitu saja diatas tanah tanpa

disambungkan ke elektroda pembumian.

Gambar 3. 12 Kawat Grounding Tidak Terpasang

BAB 4

PEMELIHARAAN GARDU PORTAL

4.1 Peralatan Kerja

Sesuai dengan SOP ( Standart Operasional Prosedur ), hal-hal yang

dilakukan sebelum melakukan pemeliharaan adalah menyiapkan peralatan kerja

seperti :

1) Tool Set

2) Tali Tambang

3) Tangga Fiber

4) Megger 1000 – 5000 / 10000 V

5) AVO Meter

6) Earth Tester

7) Tang Ampere 1000 A

8) Schakel Stick 20 KV

9) Fuse Holder/Fuse Puller

10) Corong Minyak

11) Selang Plastik

12) Pompa Minyak

13) Kertas Gosok

14) Cable Cutter

15) Botol Kosong Bersih + Tutup

16) Kuas + Kikir

17) Grounding Lokal

4.2 Perlengkapan K3 Dan juga menyiapkan perlengkapan K3 agar petugas yang berkerja selalu

dalam keadaaan aman dan tidak mengalami kecelakaan kerja seperti :

1) Sarung tangan kain ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )

2) Sarung tangan 20 Kv ( Sesuai dengan personil yang kerja inti ) 60

3) Safety shoes 20 Kv ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )

4) Helm Pengaman ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )

5) Sabuk Pengaman ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )

6) Rambu-rambu tanda area kerja

7) Kacamata ultraviolet

8) P3K

Gambar 4. 1 Peralatan Kerja dan Perlengkapan K3 di ULP Medan Helvetia

4.3 Peralatan Bantu

Dan untuk memudahkan pekerjaan kita membutuhkan peralatan bantu

seperti :

1) Single Line Diagram

2) Kendaraan Operasional

3) Radio Komunikasi (HT)

4) Kamera Digital

61

4.4 Material yang Dibutuhkan

Ada material yang dibutuhkan untuk pemeliharaan agar jika terjadi

kesalahan proteksi pada gardu portal bisa cepat dikerjakan oleh petugas seperti :

1) Minyak Trafo

2) Ground Road

3) Fuse Link

4) Stopping Buckle

5) Semen

6) Alkohol

7) Majun Kaos

8) Red Vernis 20 Kv

9) Paste / Vaseline

10) Thinner

4.5 Langkah Kerja 1) Melakukan brifing dan berdoa sebelum melakukan pekerjaan yang dipimpin

oleh pengawas pekerjaan,

2) Lakukan dokumentasi sebelum melaksanakan pekerjaan

3) Gunakan peralatan APD / K3 serta siapkan rambu-rambu kerja di sekitar

lokasi kerja.

4) Pasang dan ikat tangga pada posisi yang benar dengan kemiringan 60º.

5) Pasang Rambu-rambu tanda pekerjaan.

6) Pengawas di lapangan menyampaikan ke Piket Rayon terkait bahwa

pekerjaan pemeliharaan gardu portal siap dilaksanakan.

7) Pastikan penghantar dalam posisi aman (tidak bertegangan) dengan

menggunakan Tang Ampere.

8) Mengurangi beban trafo, dengan cara :

a. Untuk pelanggan umum dan beban kecil, maka bukalah satu persatu nh

fuse, kemudian bukalah saklar masuk.

62

b. Untuk pelanggan industri, bukalah saklar utama, kemudian bukalah

seluruh NH fuse.

9) Buka FCO

10) Hubungkan kabel pentanahan yang sudah dihubungkan ke elektrode

pentanahan dimulai dari ke empat bushing trafo sisi tegangan rendah, lalu

ketiga bushing trafo sisi tegangan menengah.

11) Buka kabel / kawat yang terhubung pada terminal / bushing sisi TR dan

TM.

12) Kabel / kawat yang sudah terlepas hubungkan jadi satu dan tersambung

pada kabel pentanahan.

13) Pemeliharaan Gardu Portal

a. Lightning Arrester

Pembersihan pada sela-sela lightning arrester

b. FCO

Jumper CO sisi atas disesuaikan dengan konduktor SUTM (TC

Aluminium 25 mm2 konektor ke jaringan dengan CCO dan ujung

terminal CO dengan SKAT3). Jumper CO bagian bawah (ke trafo)

diperbaiki/dipasang SKT3, bila perlu ganti dengan NYAF 50 mm2.

Periksa kembali mur baut pada terminalnya, kencangkan bila perlu.

Penggantian FCO jika diperlukan.

c. Transformator

Minyak trafo ambil 1 botol melalui bawah , untuk test minyak dan

tambah bila level minyak dibawah batas minimum melalui atas. Bushing

primer, bersihkan dengan sakapen, periksa, kencangkan mur bila

perlu/ganti bila rusak (untuk isolator yang dipasang arching horn dari

kawat baja 10 mm2 atur jarak sparking rod selebar 13 cm. Bushing

sekunder bersihkan dengaan sakapen, pasang plat tembaga (copper) 4 x

4 x 90 mm untuk daya transformator > 160 Kva, periksa kencangkan

mur bila perlu ganti yang rusak. Tap Changer periksa mekaniknya dan

catat posisi tap changer (posisikan tap changer pada trafo beban kosong

63

tegangan sekunder antara phasa – nol 231 Volt). Body trafo periksa,

bersihkan/bila berkaratan cat total dengan kuas (Cat Emco warna abu-

abu). Packing periksa kencangkan bila perlu/ganti packing bila

rembes/bocor. Grounding titik netral trafo periksa,ukur tahanan

pentanahan, bila hasil pengukuran > 5 ohm tambah ground rod 2,5 meter

(paralel).

d. LVC Panel

LVC Panel periksa, bersihkan, perbaiki/las bagian yang kropos dan cat

kembali sesuai standart (termasuk perbaikan engsel dan grendel pintu

besi diberi grease/gemuk), bila rusak tidak bisa diperbaiki ganti dengan

yang baru. Saklar utama periksa, kencangkan mur baut bila perlu dan

beri vaselin putih pada kontaknya. NH Fuse periksa, sesuaikan rating

arus dengan daya trafo dan arus beban line. Fuse Holder periksa/ganti

bila rusak, kencangkan mur baut bila perlu dan beri vaselin putih pada

kontaknya, bila ada grease (gemuk) bersihkan dulu dengan cleaner.

Sepatu kabel periksa dan ganti sepatu kabel bila rusak atau kondisi ujung

kabel masuk (fudeng) trafo maupun kabel keluar ke JTR terbakar,

disesuaikan dengan jenis (CU/AL) dengan bimetal yang sama dan

ukuran konduktor. Kunci HS/LS periksa/bila macet semprot dengan

pembersih (contact cleaner). Grounding body LVC Panel, body trafo dan

lightning arrester periksa/ukur tahanan pentanahan/pasang ground rod

2,5 meter bila tahanan pentanahannya > 5 ohm.

e. SUTR

Sambungkan out going ke JTR periksa/bila menggunakan percing

konektor ganti dengan join bimetal/disesuaikan dengan jenis konduktor.

Ujung SUTR periksa, bila belum terpasang ground rod pasang rod 1,5

meter. Gambar SUTR lengkap dengan SR per gardu. Pergantian material

harus dilaporkan pengawas PLN, bila material disediakan rekanan maka

harus ada jaminan kualitas selama 1 tahun.

64

14) Pengoperasian Kembali

Setelah semua pekerjaan selesai dilaksanakan, sebelum pengisian tegangan

maka perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut:

a. Lepas semua grounding yang terpasang.

b. Lakukan pengecekan secara visual, apakah semua peralatan sudah

terpasang dengan baik dan yakinkan tidak ada lagi peralatan kerja yang

tertinggal.

c. Masukkan Fuse Cut Out satu persatu mulai dari phasa R, S, dan T.

d. Ukur tegangan masuk di LVC Panel antara phasa-phasa, phasa-netral,

bila normal lakukan pembebanan trafo.

e. Masukkan saklar utama, bila terpasang.

f. Pembebanan trafo dengan memasukkan NH Fuse jurusan satu persatu

mulai phasa R, S, dan T.

g. Ukur parameter-parameter tegangan, arus dan temperatur mur baut NH

Fuse, koneksi/sambungan.

h. Bila semua telah selesai dilakukan, dari pengamatan visual dan

pengukuran tidak ada kelainan, maka pintu LVC Panel dapat ditutup

kemudian dikunci dan pekerjaan dinyatakan selesai.

4.6 Analisa Penyebab Kerusakan Transformator

1) Ditinjau dari Kondisi Pembebanan

Dari hasil perhitungan pembebanan transformator pada gardu MH-091

diperoleh hasil sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.6 berikut :

Tabel 4. 1 Persentase Kapasitas Terpakai Transformator (%)

Pengukuran Beban Kapasitas Terpakai Transformator (%)

MH-091/100Kva

Siang 86,14

Malam 117,78

Dari hasil perhitungan kapasitas terpakai transformator pada siang dan

malam, dapat dilihat bahwa kondisi pembebanan transformator melebihi batas 65

nominal (100%) dari kapasitas daya nominal transformator (overload) untuk

transformator MH-091 pada saat beban puncak, dan untuk beban siang hari daya

terpakai transformator sudah melebihi batas normal (80%) untuk transformator

MH-091.

Pembebanan yang berlebihan (Overload) akan mengakibatkan panas

berlebih pada transformator dimana akan mempercepat proses oksidasi pada

minyak. Hasil oksidasi inilah sebagai pemicu pengikisan unsur logam hingga pada

akhirnya penurunan kemampuan isolasi yang pada akhirnya akan menyebabkan

kegagalan isolasi. Umur transformator merupakan fungsi dari umur sistem

isolasinya. Umur isolasi didefinisikan berakhir bila kekuatan mekanikalnya telah

menurun hingga 50% kekuatan awal. Pada batas ini transformator masih dapat

beroperasi namun rentan terhadap berbagai gangguan. Untuk transformator

dengan desain SPLN, transformator masih dapat beroperasi namun sangat rentan

terhadap berbagai gangguan. Pada batas inilah sistem isolasi didalam

transformator akan mengalami penurunan kemampuan.

2) Ditinjau dari kondisi pengaman gardu

Dari hasil pengamatan terhadap alat proteksi pada satu gardu masih ditemui

adanya ketidaknormalan alat proteksi yang ditandai dengan adanya NH Fuse yang

disambung langsung dengan kawat bahkan dengan pelat besi. Hal tersebut

mengakibatkan hilangnya fungsi pengamanan terhadap transformator pada alat

pengaman itu sendiri. Sehingga saat terjadi gangguan baik beban lebih maupun

hubung singkat pada sisi tegangan rendah fuse tidak akan bekerja sesuai dengan

fungsinya, sehingga arus gangguan yang relatif besar akan langsung menuju ke

transformator sehingga menyebabkan kegagalan isolasi transformator.

Ketidaksesuaian alat proteksi ini akan mempengaruhi secara langsung kondisi

internal transformator saat terjadi gangguan.

66

Gambar 4. 2 Ketidaksesuaian Proteksi pada Gardu Portal yang Lain

Pengaman gardu distribusi sangat erat kaitannya dengan pembumian gardu

distribusi, pengaman yang dalam kondisi baik (misalnya Lightning Arrester) tidak

akan bekerja secara optimal saat terjadi tegangan lebih yang diakibatkan surja

petir apabila nilai resistansi pembumiannya tidak sesuai (besar). Sehingga apabila

nilai pembumian besar dan terjadi gangguan tegangan lebih, muatan listrik yang

berasal dari petir tidak akan mengalir ke bumi sehingga transformator akan

langsung terkena imbasnya yang mana dapat menyebabkan kegagalan pada isolasi

transformator. Untuk itu diperlukan perbaikan terhadap nilai resistansi

pembumian. Sebab dari hasil pengukuran yang dilakukan ditunjukkan bahwa nilai

dari resistansi pembumian masing-masing gardu tergolong besar. Perbaikan nilai

resistansi ini dilakukan agar fungsi grounding transformator dan arrester dapat

bekerja secara optimal apabila terjadi gangguan.

4.7 Upaya Minimalisasi Kerusakan Transformator

4.7.1 Upaya Yang Dilakukan Untuk Mengurangi Transformator Rusak

Akibat Overload

Overload merupakan keadaan dimana transformator dibebani melebihi

batas kemampuannya. Apabila hal ini terjadi maka transformator akan menarik

arus yang besar untuk menyupplai beban. Hal ini menjadi masalah karena isolasi 67

yang terdapat pada transformator telah disesuaikan dengan dengan arus nominal

transformator, apabila keadaan ini berlangsung dalam waktu yang lama maka

isolasi transformator akan mengalami kerusakan akibat panas yang berlebihan dari

arus yang besar (tidak sesuai standar).

Kerusakan isolasi akan berakibat fatal, yakni dapat menyebabkan terjadinya

kerusakan pada transformator. Dari hasil analisa terhadap pembebanan

transformator yang rusak pada tahun 2019 ditemukan satu gardu di

penyulang GG1 transformator dibebani lebih dari 100% yaitu pada MH-091.

Perlunya tindakan yang serius dalam menangani masalah ini untuk mencegah ke

depannya kasus seperti ini terjadi lagi. Overload pada transformator dapat terjadi

akibat beberapa hal berikut :

1) Pembebanan pada transformator yang berlebihan.

2) Pertumbuhan beban yang terus-menerus namun tidak diperhatikan.

3) Kurangnya tindakan inspeksi dan pemeliharaan pada gardu transformator.

Penanggulangan yang dilakukan untuk menyelesaikan kasus tersebut adalah

mengganti transformator yang rusak dengan transformator yang baru dengan

kapasitas daya yang lebih tinggi (mutasi).

Untuk mengurangi dan mencegah agar tidak terjadi kasus seperti ini maka

perlu dilakukan tindakan sebagai berikut :

4.7.1.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Overload

Inspeksi adalah kegiatan yang dilakukan secara periodik yang bertujuan

untuk menggumpulkan data-data dari lapangan yang akan digunakan sebagai

acuan melakukan tidakan pemeliharaan. Inspeksi yang dilakukan untuk kasus

tranformator rusak akibat overload adalah :

a. Pengambilan Data Pembebanan Transformator

Pengambilan data pembebanan transformator dilakukan untuk mengetahui

pertumbuhan beban pada transformator, yang akan digunakan sebagai acuan

68

untuk pengambilan tindakan pemeliharaan ataupun tindakan perencanaan yang

akan dilakukan, seperti perluasan jaringan, penambahan beban dan lain-lain.

Pengambilan data pembebanan dapat dilakukan pada waktu beban puncak

(WBP) dan luar waktu beban puncak (LWBP).

b. Memeriksa Visual Transformator

Kegiatan ini penting dilakukan untuk mengetahui gejala-gejala awal apakah

transformator bekerja dalam keadaan normal atau tidak, hal yang sering di

perhatikan dalam kegiatan ini adalah :

a) Melihat tampak fisik bagian luar transformator

Bagian ini memastikan bahwa tidak ada fisik bagian luar transformator

dalam keadaan tidak normal seperti kebocoran pada minyak (bocor pada

sirip, bocor pada kran, dan bocor pada bushing transformator), bushing

transformator retak / pecah, dll.

b) Memeriksa kondisi thermal transformator

Kondisi thermal (panas) pada transformator / peralatan dimaksudkan untuk

mengetahui kondisi suhu transformator / peralatan yang diukur apakah

berada dalam kondisi yang normal. Sebagaimana kita ketahui bahwa

transformator / peralatan akan mengalami kelebihan panas (Overheat)

sebelum mengalami kegagalan. Oleh karena itu untuk mengidentifikasi hal

tersebut sangatlah perlu dilakukan pemeriksaan thermal. Melalui

pemeriksaan ini dapat diketahui potensi-potensi kegagalan yang ditandai

dengan titik-titik panas pada transformator.

Pada prinsipnya transformator atau peralatan gardu dirancang untuk

memikul beban, dalam hal ini besarnya arus (beban) terwakili oleh suhu

yang dihasilkan akibat pembebanan, semakin besar transformator tersebut

memikul beban maka semakin besar pula panas yang akan dirasakan.

Selain pembebanan, besarnya panas yang dihasilkan oleh transformator

maupun peralatan gardu bisa disebabkan oleh suhu ruangan (ambient)

69

yang terlalu panas padanya, pemasangan terminasi atau kontak yang tidak

bagus sehingga mengakibatkan Loss contact yang kemudian berdampak

terhadap panas yang berlebih (Overheat).

c) Mendengar suara dengungan dari transformator

Suara dengungan yang keluar dari transformator dapat menjadi tanda

bahwa transformator tidak bekerja dalam kondisi normal, yaitu dibebani

lebih dari batas kemampuannya.

4.7.2 Upaya Yang Dilakukan Untuk Kasus Transformator Rusak Akibat

Gangguan Internal

Kerusakan transformator yang disebabkan oleh gangguan internal adalah

kerusakan yang terjadi pada transformator akibat transformator itu sendiri

(akibat penuaan), gangguan tersebut bisa disebabkan oleh banyak hal.

Gangguan internal yang paling sering terjadi dan menyebabkan rusaknya

tranformator distribusi adalah :

1) Gangguan sistem pendingin yang menyebabkan kegagalan isolasi.

2) Ketidaksesuaian alat proteksi gardu sehingga arus gangguan langsung

diterima oleh transformator dan menyebabkan gangguan pada poin pertama.

Seperti pada kasus gardu portal yang lain, data visual transformator saat

rusak yang terlihat yaitu kebocoran pada body transformator sehingga minyak

transformator menetes terus menerus dan dalam waktu lama sehingga

mengurangi volume minyak yang seharusnya dan mengakibatkan minyak

transformator yang berperan sebagai pendingin dan isolasi tidak akan befungsi

secara optimal dan dapat menyebabkan transformator memiliki suhu yang

tinggi, suhu yang tinggi dapat memperpendek usia isolasi dan menyebabkan

isolasi rusak dimana kerusakan isolasi inilah yang menyebabkan transformator

mengalami kerusakan. Dan data visual pengaman gardu menunjukkan bahwa

terdapatnya ketidaksesuaian pada fuse tegangan rendah (sambung langsung)

pada gardu transformator.

70

Tindakan penanggulangan yang dilakukan untuk kasus berikut adalah

mengganti transformator yang rusak dengan transformator baru dalam kondisi

yang baik dan memasang pengaman dengan rating yang tepat dalam artian

sesuai standar pengaman untuk kapasitas transformator pada gardu tersebut.

Upaya yang dilakukan dalam mencegah dan mengurangi kasus seperti ini,

adalah :

4.7.2.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Gangguan Internal

Inspeksi adalah kegiatan yang dilakukan secara periodik dengan tujuan

menggumpulkan data-data dari lapangan yang akan digunakan sebagai acuan

untuk melakukan tindakan pemeliharaan. Adapun tindakan inspeksi yang

dilakukan untuk kasus kerusakan transformator akibat gangguan internal

adalah :

a. Pemeriksaan fisik

Pemeriksaan fisik transformator meliputi :

1) Packing transformator, jika packing tertutup apakah masih tertutup baik.

2) Pemeriksaan aksesoris transformator apakah masih lengkap dan dalam

kondisi yang baik.

3) Pemeriksaan fisik apakah terdapat karat, bagian yang gosong atau bagian

yang rusak.

4) Pemeriksaan Volume minyak pada gelas duga (oil Level), apakah terdapat

kebocoran pada transformator.

b. Pemeriksaan tahanan isolasi

1) Antara sisi Tegangan rendah (TR) dengan sisi Tegangan Menengah (TM).

2) Antara sisi Tegangan rendah (TR) dengan bodi.

3) Antara sisi Tegangan Menengah (TM) dengan bodi.

4) Periksa hubungan phasa-phasa pada sisi TM dan sisi TR apakah terhubung

dengan baik ( Megger 0 Ohm).

c. Pemeriksaan minyak

71

Minyak transformator sebagai bahan isolasi utama setelah kertas, harus selalu

dalam kondisi diatas batas minimum yang diijinkan. Apabila sampai terjadi

kondisi minyak berada dibawah kondisi yang diijinkan, maka fungsi utama

minyak sebagai isolasi transformator, peredam busur api, pelarut gas-gas dan

sebagai mediator pendingin, tidak akan berfungsi secara optimal sehingga hal

ini memungkinkan terjadinya kegagalan pada transformator, baik itu karena

stress tegangan ataupun karena stress panas yang ditimbulkan oleh belitan.

Dengan memahami perubahan karakteristik minyak transformator dengan

sendirinya bisa di amati kecenderungan resiko akibat degradasi fungsi isolasi

yang terjadi di dalam tangki transformator.

Untuk transformator yang telah lama digunakan (lebih dari 1 tahun) perlu

diadakan pemeriksaan tegangan tembus minyak transformator. Hal ini

diperlukan karena dimungkinkan adanya benturan-benturan atau kebocoran-

kebocoran yang menyebabkan packing yang rusak sehingga adanya udara

yang masuk ke transformator dan menyebabkan minyak transformator

tercemar oleh zat asing dari luar transformator.

4.7.2.2 Tindakan Pemeliharaan

Tindakan pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki kasus ini

adalah:

a. Membersihkan transformator (misalnya bushing dari kotoran seperti

lumut, debu yang menumpuk, dll.)

b. Mengganti minyak transformator apabila sudah dalam kondisi yang kurang

baik dan mengisi kembali apabila volume minyak berkurang.

c. Meggencangkan sambungan dan baut-baut yang terdapat pada

transformator.

d. Melakukan perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan seperti

packing yang bocor, bushing yang retak, dan bagian hubungan elektrik

seperti bushing transformator dan lain-lain.

72

4.8 Proses Perbaikan Pengukuran Pembumian

Resistansi pentanahan total seluruh sistem tidak boleh lebih dari 5 ohm.

Untuk daerah yang resistansi jenis tanahnya sangat tinggi, resistansi

pembumian total seluruh sistem boleh mencapai 10 ohm. Setelah dilakukan

pengukuran di beberapa transformator, diketahui ada transformator yang

memiliki nilai resistansi pentanahan nya lebih dari 5 ohm tidak sesuai standar

yang telah ditentukan. Untuk itu dilakukan restandarisasi pentanahan untuk

mengembalikan nilai pentanahan sesuai standar. Semakin kecil nilai

resistansinya, semakin baik pentanahannya.

Transformator distribusi yang memiliki nilai resistansi pentanahan yang

paling tinggi dari data pengukuran adalah transformator distribusi MH -091

yang berada di tanah yang tidak terlalu kering dan tidak berair sehingga sulit

untuk mendapatkan nilai resistansi yang kecil dan sesuai dengan strandar.

Untuk melakukan restandarisasi, dibutuhkan beberapa metode sederhana

untuk memperkecil nilai resistansinya.

Penulis menggunakan metode dengan cara memperbanyak jumlah elektroda.

Dua elektroda yang dihubungkan secara parallel di tanah akan mengakibatkan

nilai resistansi pentanahan kecil. Yang penting diperhatikan dalam metode ini

adalah jarak antara elektroda yang sudah ada dengan elektroda tambahan

harus sama. Semakin jauh jarak antar elektroda maka semakin cepat proses

memperkecil nilai resistansi pentanahannya.

73

Gambar 4. 3 Rangkaian Paralel Elektroda Pentanahan

Hasil pengukuran transformator distribusi pada MH-091 ialah sebesar:

Body transformator : 30 ohm

Lightning arrester : 10 ohm

Netral : 20 ohm

Metode yang dilakukan untuk memperkecil nilai resistansi pada transformator

distribusi tersebut adalah dengan menambah jumlah elektroda pentanahan

yang dihubungkan secara parallel. Untuk memparallel elektroda,

direncanakan penambahan elektroda pentanahan sebanyak 2 elektroda.

Sebelum melakukan pekerjaan penambahan elektroda pentanahan, dilakukan

persiapan peralatan dan material.

1) Elektroda pentanahan

Elektroda yang digunakan adalah jenis elektroda batang berupa besi

berlapis tembaga. Elektroda batang biasanya berukuran 1,5 meter sampai 3

meter. Elektroda yang digunakan dengan data sebagai berikut:

Panjang elektroda : 3 m

Jari-jari elektroda : 2,5 x 10-3 m

Jarak setiap elektroda : 3 m

74

Gambar 4. 4 Elektroda Batang

2) Kawat AAAC 70 mm2

Kawat penghantar ini digunakan untuk menghubungkan semua batang

elektroda yang akan ditanam dengan kawat grounding pada gardu. Kawat

AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang

seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. Kawat ini merupakan

penghantar telanjang tanpa isolasi. Kawat yang menghubungkan sirkuit ke

batang grounding dibiarkan tanpa isolasi, agar material logam yang

mengenainya akan sama-sama menjadi netral dengan bumi secara elektris.

75

Gambar 4. 5 Kawat AAAC 70 mm2 3) H-type 70 mm2

Untuk menyambung antara dua penghantar, secara umum dipakai material

penyambung yang disebut Connector. Prinsip, fungsi dan tujuan utama

dari Connector jenis H-type ini adalah menyatukan dua penghantar

sedemikian rupa sehingga tahanan kontak penyambungan itu menjadi

sangat kecil atau sama dengan nol. Setelah kawat menghantar diposisikan

dengan benar, H-type dipress menggunakan tang press di bagian tengah.

Gambar 4. 6 H-Type sebagai Connector

76

4) Palu/martil

Sebagai alat bantu dalam penanaman elektroda ke dalam tanah.

Gambar 4. 7 Palu/martil

5) Tang press

Digunakan untuk mengepres sambungan dengan h-type.

Gambar 4. 8 Tang Press

77

4.9 Pemasangan Elektroda Pentanahan

Berikut langkah-langkah yang penulis lakukan dalam melakukan

restandarisasi pentanahan.

1) Penulis dibantu tim HAR dalam menyiapkan peralatan dan material

yang dibutuhkan untuk perbaikan transformator distribusi MH-091.

2) Mengukur nilai resistansi pentanahan body transformator, lightning

arrester dan netral sebelum dilakukan perbaikan dengan menggunakan

alat ukur earth tester.

3) Mencatat hasil pengukuran yang terbaca pada alat ukur earth tester.

4) Menyiapkan elektroda batang yang akan digunakan dalam

restandarisasi pentanahan ini.

5) Sebelum menancapkan batang elektroda kedalam tanah, dilakukan

pembersihan disekitar transformator distribusi untuk memudahkan

dalam penanaman batang elektroda. Karena disekitar transformator

distribusi MH-091 terdapat batu-batu yang akan mengganggu dalam

proses penanaman batang elektroda. Setelah dilakukan pembersihan,

kami mulai menancapkan batang elektroda ke tanah. Karena keadaan

tanah sekitar termasuk tanah kering, maka dalam penanaman elektroda

ini dibantu dengan palu/martil sebagai alat pukul yang digunakan untuk

membantu dalam penanaman batang elektroda yang dilakukan di daerah

tanah kering. Secara perlahan batang elektroda dipukul dengan

palu/martil untuk membantu supaya batang elektroda cepat tertanam ke

tanah. Hal yang sama dilakukan untuk elektroda selanjutnya hingga

ketiga elektroda tertanam ke dalam tanah.

6) Kami melakukan penanaman batang elektroda sebanyak 2 elektroda

tambahan disetiap bagian transformator distribusi yang ditanahkan

dengan jarak masing-masing elektroda 3 meter. Penanaman 2 batang

elektroda ini dilakukan untuk memenuhi standar nilai resistansi

pentanahan. Setelah itu kami menghubungkan masing-masing batang

78

elektroda dengan kawat AAAC 70 mm2. Dengan menggunakan h-type

untuk menghubungkan kawat AAAC dan batang elektroda kemudian di

pres dengan tang pres.

Gambar 4. 9 Menghubungkan Kawat A3C dengan Batang Elektroda dengan H-type

7) Setelah semua batang elektroda ditanam dan dihubungkan dengan kawat

A3C, kami menyambungkan batang elektroda yang ditambah dengan

batang elektroda pentanahan yang sebelumnya.

8) Kemudian dilakukan pengukuran kembali setelah dilakukan perkerjaan

restandarisasi nilai resistansi pentanahan.

9) Catat kembali hasil pengukuran dan bandingkan dengan hasil pengukuran

sebelum pekerjaan.

Hasil sebelum pekerjaan adalah sebagai berikut:

Body transformator : 30 ohm


Netral : 20 ohm 79

Hasil yang diperoleh setelah dilakukan perbaikan sebagai berikut:

Body transformator : 3,2 ohm


Netral : 3,2 ohm

Hasil tersebut sudah menunjukkan bahwa nilai resistansi pentanahannya

sudah sesuai standar yang ditentukan PUIL yaitu resistansi pentanahan total

seluruh sistem tidak lebih dari 5 ohm.

Dari persamaan (2.1) kita dapat mengetahui resistansi jenis tanah pada body

transformator dan netral berdasarkan teori:

Dik:

R = 40 ohm

L = 3 m

𝑅𝑅 =𝜌𝜌

2𝜋𝜋𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙

4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1

𝜌𝜌 =𝑅𝑅 2𝜋𝜋𝑙𝑙

𝑙𝑙𝑙𝑙 4𝑙𝑙𝑟𝑟 − 1

𝜌𝜌 =40 × 2 × 3,14 × 3

𝑙𝑙𝑙𝑙 4 × 32,5 × 10−3 − 1

𝜌𝜌 = 565,25

8,47

𝜌𝜌 = 66,72 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚.𝑚𝑚

Jadi berdasarkan teori resistansi jenis tanah adalah 66,72 ohm.m.

Setelah mengetahui resistansi jenis tanahnya, dengan menggunakan

persamaan 2.5 kita dapat menghitung tahanan tanah dari dua batang elektroda

yang ditanam sejajar untuk R1 dan R2 berdasarkan teori dengan s = 3 m

80

𝑅𝑅 =𝜌𝜌


4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1 +

𝜌𝜌4𝜋𝜋𝜋𝜋

1 −𝑙𝑙2

3𝜋𝜋2+

25𝑙𝑙4

𝜋𝜋4

𝑅𝑅 =66,72

4 × 3,14 × 3 𝑙𝑙𝑙𝑙

4 × 32,5 × 10−3

− 1 +66,72

4 × 3,14 × 3 1 −

33 × 32

+25

34

34

𝑅𝑅 = 1,77(8,47) + 1,77 (0,89 + 0,4)

𝑅𝑅 = 15 + 2,28

𝑅𝑅 = 17,28 ohm

Dengan menggunakan persamaan:

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=1𝑅𝑅1

+1𝑅𝑅2

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=1

17,28+

117,28

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=2

17,28

𝑅𝑅𝑏𝑏 = 8,64 ohm

Untuk perhitungan resistansi tanah pada LA diketahui:

R = 10 ohm

L = 3 m

𝑅𝑅 =𝜌𝜌


4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1

𝜌𝜌 =𝑅𝑅 2𝜋𝜋𝑙𝑙

𝑙𝑙𝑙𝑙 4𝑙𝑙𝑟𝑟 − 1

𝜌𝜌 =10 × 2 × 3,14 × 3

𝑙𝑙𝑙𝑙 4 × 32,5 × 10−3 − 1

𝜌𝜌 = 188,48,47

81

𝜌𝜌 = 22,24 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚.𝑚𝑚

Berdasarkan teori resistansi jenis tanah adalah 22,24 ohm.m.

Setelah mengetahui resistansi jenis tanahnya, dengan menggunakan

persamaan 2.5 kita dapat menghitung tahanan tanah dari dua batang elektroda

yang ditanam sejajar untuk R1 dan R2 berdasarkan teori dengan s = 3 m

𝑅𝑅 =𝜌𝜌


4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1 +

𝜌𝜌4𝜋𝜋𝜋𝜋

1 −𝑙𝑙2

3𝜋𝜋2+

25𝑙𝑙𝜋𝜋4

𝑅𝑅 =22,24

4 × 3,14 × 3 𝑙𝑙𝑙𝑙

4 × 32,5 × 10−3

− 1 +22,24

4 × 3,14 × 3 1 −

32

3 × 32+

25

34

34

𝑅𝑅 = 0,59(8,47) + 0,59(0,89 + 0,4)

𝑅𝑅 = 5 + 0,76s

𝑅𝑅 = 5,76 ohm

Dengan menggunakan persamaan:

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=1𝑅𝑅1

+1𝑅𝑅2

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=1

5,76+

15,76

1𝑅𝑅𝑏𝑏

=2

5,76

𝑅𝑅𝑏𝑏 = 2,4 ohm

Perbandingan hasil perhitungan diatas dengan hasil pengukuran dilapangan

sebagai berikut:

Hasil pengukuran untuk tahanan pada body transformator dan netral adalah

3,2 ohm.

Hasil perhitungan berdasarkan teori untuk tahanan pada body transformator

dan netral adalah 8,64 ohm.

82

Hasil pengukuran untuk tahanan pada LA adalah 3 ohm.

Hasil perhitungan berdasarkan teori untuk tahanan pada LA adalah 2,4 ohm.

Dari hasil diatas diperoleh perbedaam nilai tahanan untuk body transformator

dan netral sebesar 5,44 ohm dan nilai tahanan untuk LA sebesar 0,12 ohm.

Gambar 4. 10 Perbaikan Pengukuran Resistansi Pentanahan setelah Penanaman

Elektroda

83

84

4.10 Proses Pemeliharaan Komponen yang Lain Pada Gardu Portal

1) Pemeliharaan PHB-TR Ditemukan banyaknya material yang digunakan tidak sesuai standart, juga

pemasangan peralatan yang kurang baik serta factor usia dari peralatan,

untuk itu PHB-TR dibersihkan guna meningkatkan kinerja PHB-TR. PHB-

TR yang telah dibersihkan akan terlihat lebih rapi dan mempermudah

pemeliharaan.

Gambar 4. 11 Penggantian PHB-TR yang kropos dan rusak

Gambar 4. 12 PHB-TR yang telah dibersihkan

2) Memotong JTR yang bebannya besar ke JTR yang lain yang trafonya

belum overload

Tindakan ini merupakan cara untuk mengurangi beban trafo yang hampir

overload bahkan yang sudah overload yaitu dengan memotong JTR yang

trafonya sudah overload ke JTR yang trafonya belum overload. Sehingga

85

Beban trafopun menjadi lebih ringan seteleh dipindahkan ke Trafo yang

belum overload.

3) Uprating Trafo yang Over Load

Tindakan ini adalah solusi apabila trafo tersebut yang sudah over load.

Yaitu dengan merubah trafo yang daya sebelumnya kecil ke trafo yang

dayanya lebih besar.

4) Evaluasi SR Deret/Seri

Kendala pembangunan JTR oleh kondisi lingkungan sekitar membuat

adanya deret seri dari sambungan rumah lebih dari yangdiperbolehkan, hal

ini menyebabkan tingginya drop tegangan pada ujung deretan.

5) Penggantian peralatan yang rusak dari hasil inspeksi

Usia peralatan yang sudah cukup tua perlu diadakan pergantian, untuk itu

perlu disiapkan RAB dari material yang akan diganti guna meningkatkan

kinerja dari peralatan.

6) Penggantian isolator tumpu dan hang tarik

Gambar 4. 13 Proses Penggantian Isolator Tumpu dan Hang Tarik

4.11 Jadwal Pemeliharaan

Salah satu usaha untuk meningkatkan mutu, daya guna, dan keandalan

tenaga listrik yang telah tercantum dalam tujuan pemeliharaan adalah menyusun

program pemeliharaan periodik dengan jadwal tertentu.

Menurut siklusnya kegiatan pelaksanaan pemeliharan dapat dikelompokan

dalam tiga kelompok yaitu :

1. Pemeliharaan bulanan

Pemeliharaan bulanan dilaksanakan tiap satu bulan sekali. Kegiatan

pemeliharaan bulanan antara lain :

a. Inspeksi jaringan SUTM meliputi tiang, bracket, cross arm, pentanahan.

b. Penghantar, Isolator, Ligthning Arrester, FCO, PHB-TR.

c. Pemeliharaan bulanan dimaksudkan untuk pemeliharaan gardu distribusi.

2. Pemeliharaan tri wulanan

Pemeliharaan tri wulanan atau 3 bulanan adalah suatu kegiatan di lapangan

yang dilaksanakan dalam tiga bulan dengan maksud untuk mengadakan

pemeriksaan kondisi sistem. Dengan harapan langkah-langkah yang perlu dil

aksanakan perbaikan sistem peralatan yang terganggu dapat ditentukan lebih

awal.

Bila ada keterbatasan dalam masalah data pemeliharaan, program

pemeliharaan triwulan dapat dibagi untuk memelihara bagian-bagian jaringan

distribusi yang rawan gangguan, diantaranya adalah saluran telanjang atau

tidak berisolasi. Dimana saluran udara semacam ini diperkirakan paling

rawan terhadap gangguan external. Kegiatan yang perlu dilakukan dalam

program triwulanan adalah :

a. Mengadakan inspeksi terhadap trafo seperti halnya pengukuran trafo saat

kondisi berbeban. Tujuannya melakukan pengukuran beban pada saat

trafo, tujuannya adalah agar megetahui besar beban trafo secara berkala

agar trafo dalam kondisi yang optimal,kondisi yang baik untuk trafo saat

berbeban adalah tidak lebih dari 80 % dari kapasitas trafo.

86

Gambar 4. 14 Pengukuran transformator pada saat berbeban

b. Mengadakan evaluasi terhadap hasil inspeksi yang telah dilaksanakan dan

segera mengadakan tindak lanjut. Evaluasi yang dimaksudkan adalah

membuat laporan pengukuran tegangan phasa R, S, dan T di LVC diwaktu

siang dan malam.

c. Pemeliharaan pembumian pada gardu portal dilakukan pada saat

triwulanan, dan pemeliharaan pembumian yaitu seperti, Pemeriksaan

secara visual kondisi pembumian, pemeriksaan / perbaikan terhadap baut

kelm yang kendor, lepas atau putus, membersihkan bagian–bagian dari

kotoran dan benda–benda yang bersifat menyekat seperti elektroda

pentanahan yang berkarat, mengganti kabel yang sudah rusak.

d. Pemeliharaan semesteran atau enam bulanan adalah suatu kegiatan yang

dilakukan di lapangan dengan maksud untuk mengetahui sendiri

kemungkinan keadaan beban pada jaringan.

3. Pemeliharaan Tahunan

Pemeliharaan tahunan merupakan suatu kegiatan yang dilaksanakan

untuk mengadakan pemeriksaan dan perbaikan sistem peralatan. Kegiatan

pemeliharaan tahunan biasanya dilaksanakan menurut tingkat prioritas

tertentu. Pekerjaan perbaikan sistem peralatan yang sifatnya dapat menunjang 87

operasi secara langsung atau pekerjaan-pekerjaan yang dapat mengurangi

adanya gangguan operasi sistem perlu mendapat prioritas yang lebih tinggi.

a. Pemeliharaan Tahunan Keadaan Bertegangan

Pekerjaan-pekerjaan yang perlu dilakukan untuk pemeliharaan tahunan

keadaan bertegangan adalah mengadakan pemeriksaan secara visual (

inspeksi ) dengan maksud untuk menemukan hal-hal atau kelainan-kelainan

yang dikawatirkan / dicurigai dapat menyebabkan gangguan pada operasi

sistem, sebelum periode pemeliharaan tahunan berikutnya terselenggara.

Pemeliharaan semacam ini pada pelaksanaanya menggunakan chek list untuk

memudahkan para petugas memeriksa dan mendata hal – hal yang perlu

diperhatikan dan dinilai

b. Pemeliharaan Tahunan Keadaan Bebas Tegangan

Pemeliharaan tahunan keadaan bebas tegangan adalah pemeliharaan

peralatan / perlengkapan jaringan distribusi TM / TR yang dilaksanakan

dimana obyeknya dalam keadaan tanpa tegangan atau pemadaman. Hal ini

bukan berarti disekitar obyek pemeliharaan benar-benar sama sekali tidak

bertegangan. Pekerjaan – pekerjaan pemeliharaan tahunan pada keadaan

bebas tegangan adalah pekerjaan-pekerjaan yang meliputi pemeriksaan,

pembersihan, pengukuran dan penggantian material bantu. Pemeriksaan mulai

dari komponen pada gardu portal yaitu FCO, Lightning Arrester, LVC dan

lain-lain. Pembersihan yang dimaksudkan adalah pembersihan pada LVC dan

juga komponen didalam LVC. Pengukuran disini yang dimaksudkan adalah

pengukuran tegangan phasa R, S, dan T di waktu siang dan malam.

Penggantian material bantu misalnya : fuse link.

88

BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Setelah mengikuti pemeliharan gardu portal di penyulang GG 1 yang

dilaksanakan di PT. PLN (Persero) ULP Medan Helvetia penulis dapat

menyimpulkan yaitu sebagai berikut.

1. Pemeliharaan pada gardu distribusi jenis gardu portal sebaiknya dilakukan

sesuai SOP.

2. Pengawatan yang ada di gardu portal selalu diperhatikan kondisinya,

apabila melewati standart maka wajib dilakukan pemeliharaan.

3. Pemeliharaan pada gardu distribusi jenis gardu portal dilaksanakan guna

menghindari terjadinya kerusakan pada gardu distribusi.

4. Pemeliharaan gardu distribusi tipe portal harus dijaga agar tetap handal

dan tidak mengalami gangguan yang tidak diinginkan.

5. Pemeliharaan sistem pembumian juga penting dilaksanakan agar nilai

resistansinya tidak lebih dari 5 ohm.

5.2 Saran

1. Perlunya pemantauan yang serius terhadap gardu-gardu yang perlu

dipelihara khususnya pada trafo yang sudah overload.

2. Selalu mensurvey keadaan gardu distribusi dan tiang listrik agar dapat

diketahui kerusakannya dan dapat di lakukan perbaikan dan perawatan.

3. Selalu memonitor kondisi beban Trafo pada Rayon.

4. Daerah yang drop tegangan perlu di survey dan di usulkan pembangunan

gardu sisipan agar tegangan disana normal dan stabil.

5. Pemeliharaan pada gardu distribusi di PT. PLN (PERSERO) ULP Medan

Helvetia masih kurang diterapkan.

89

DAFTAR PUSTAKA

Banjarweb-info, 2013, Spesifikasi Gardu Distribusi Sistem Portal, online,

http://seputarbanjarpatroman.blogspot.com/2014/07/spesifikasi-gardu-distribusi-tipe-portal.html., diakses 23 Maret

Hadi, abdul, 1986. sistem distribusi daya listrik, Erlangga, Jakarta.

Marsudi, Djiteng, 2011, Pembangkit Energi Listrik, Erlangga, Jakarta.

Mohan Ned, 2004, Very Small Aperture Terminal, Application and Design, John Wiley & Son, Inc.

PT. PLN (Persero), SPLN 50:1997, Direksi PT.PLN (Persero), Jakarta, 1997.

PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan Pelatihan. 2010. Gardu Distribusi

PT PLN (PERSERO), 2010, Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik, PT PLN (PERSERO), Jakarta

Sarimun, Wahyudi N, 2014, Buku Saku Pelayanan Teknik, Garamond, Jakarta

Wibowo, Satrio, 2014, Pemeliharaan Gardu Distribusi, online, https://www.scribd.com/presentation/350458951/Presentasi-4-Pemeliharaan-Gardu-Distribusi, diakses 24 Maret 2019

90

LAMPIRAN 1 SINGLE LINE DIAGRAM FEEDER KESELURUHAN ULP MEDAN HELVETIA

91

Kel Tanjung Gusta

Kel Helvetia Tengah

Kel Helvetia Timur

Kel Seagul

KAB. DELI SERDANG

MEI 2019Up date gambar Mei 2019

GARDU TIANG 1 POLEGARDU TIANG 2 POLE

JL SULT AN ARAB

PAJAK KLUMPANG

KWB 25

JL P

SR

1 K

AM

PU

NG

BAN

JAR

AN

JL SRIWIJAYA

GG KAPAS

JL PSR 2 KLAMBIR V KUBURAN

GG DAME

LBS M TR LO 5 PERTEMUAN PL 8 - PY 7

PY 7

JL KLAM BIR V PSR 4 JL L EM BAGA PEMASYARAKATANJL

KLA

MBI

R V

JL K

LAM

BIR

V

JL B

AN

TEN

BA

RU

JL C

EMPA

KA

JL SETIA

JL GAPERTA

GG ALBADAR

GG SAMIRUJUK

PERUM KELAPA GADING

PERUMAHAN ACM

GIVENCY O NE

THEMANSIONGAPERTA

PT ASIA KARET

PT KLAM BIR JAYA

JL BANTEN BARU

JL P

EM

BAN

GU

NA

N P

SR

2

PDAM

JL A

SR

AMA

JL GAPERTA

JL B

AKTI

JL KEM IRI

LBS LO 1 MT R PL 8

SUNG

AI K

P LA

LANG

SUNG

AI K

P LA

LANG

LBS LO 2 MT RPERTEMUAN PL 8 - GL 5

LBS LO 3 VACUMPERTEMUAN PL 8 - PA 4

KWB 5

PA 4

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN SUNGGAL

PER

UM

BA

LI IN

DA

H

LBS LO 2 M TRGL 5

LBS LO 3 M TRPERTEMUAN GL 5- GL2

JL KPT SUM ARSONOJL. KPT SUMARSONO

LBS LO 1 MT R PERTEMUAN

HV 7 - PL 8

LBS LO 3 M TR

LBS LO 2 M TR GL6

TD 1/ 60 MVA

GU 1

GG 1GG 3GG 8

TD 2/ 60 MVA

GL6

GL 1GL 2GL5

TD 3/ 60 MVA

GI GLUGUR

JL BARU

JL T

OB

A P

ER

MA

I

GG

HO

RA

S

JL T PERMAI

Jl PRINGGAN

JL. IM PRES JL GURU S INEMBAH

JL P

ON

DO

K S

URY

A

JL K

PT M

US

LIM

JL K

PT M

US

LIM

INCO

MING

GG8

OUT G

G8/H

V7

JL K

PT M

US

LIM

OUT G

L2/HV

3

OUT G

L2/HV

4

INCO

MING

GL2

LBS LO 1 AIRBREAK

GL 2

LBS LO 2 M ANUALPERTEMUAN GL 2-PA4

LBS LO 4 AIRBREAK PERTEMUAN GL 2-HV7

LBS LO 2 M TRPERTEMUAN M A6- GL2

JL M ESJID

JL S

IDO

MUL

YO

JL KEBUN SAYUR

MA 6MA 5MA 4

TD 3/60 MVA

GI MABAR

JL V

ETE

RAN

JL SERBAGUNA

JL BA

NTE

N

JL KARYA

JL G

UR

U S

INE

MB

A

JL KPT SUM ARSONO

PERUM GRAHA METROPOLIT AN

JL K

PT S

UMAR

SO

NO

LBS LO 1 M TR GL5

LBS LO 2 MT R MA6

LBS LO 1 M TRPERTEMUAN M A5-GL1

KWB 30

KWB 6

LBS LO 3 AIRBREAK PERTEMUAN GL 2-GL1

JL D

MAR

SAB

UT

JL D T OBA JL GEREJA

JL K

ARY

A

KWB 7

KWB 28

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M TIMUR

SUNG

AI D

ELI

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN LABUHAN

LBS

LO

1

AIR

BR

EAK

GG

1

LBS LO 1 AIRBREAK GL6

LBS LO 3 M TRPERTEMUAN GG 1-GL1

REC LO 1 GL1

LBS LO 2 M TR GG1

KWB 24

JL PENGAYOM AN JL S

EKIP

SEC L O 2 GL 1

IKD

JL KARTINI

GG MARUT O

GG IDI 1

GG IDI 2

JL KARYA KOWILHAN

JL KARYA SET UJU

JL M AKMUR

JL A

DAM

MA

LIK

JL T AMIR HAMZAH

JL S

EKA

TAJL

SE

I DEL

I

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M BARU

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M BARU

BATAS WILAYAHKERJA PLN RYN M BARU

REL K A REL K AREL K AREL K A

BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN SUNGGAL

REL K A

JL SETIA BUDI

296

201

341

095

359206

198

358

199

094

247

375

357

197

139302

142

PSR 6 BANTEN

JL SUBUR

391

164274

090 392

189

039

327

393

JL BA

MB

U

092

275

138 306334211441

247163

089

363

310

006

318

322

165319

008009

236205

013

346

166

057303

005 354

360

409

099

098

097

410

212

181

344

096

340

100

241

195

126

320242

196

343

147

081

297

348 141234180335336052295

294

210

JL K

AR

YA 1

032

257 283 194049

308050259

149

269

051

213

207

395

193

045

JL K

AR

YA 7

153

022178

185 017

087272

182

046

381

048

380

396

325

355

324

132258

307

366378301399400171

173

091

398

108

385

224

140

136

133

125

299

127

148

277

128 239

282

333

364 130134

356

131

223

124

305115

JL KARYA RAKYAT

JL KARYA MESJID

278113

266383

GH

HEL

VETI

A

255060 265

152

065246150235066

JL PERKUT UT

JL D SINGKARAKJL ABD MANAF LBS

064 063

547

061 256

JL GAPERTA 5271

059347

172

058

331

321

068

389

248

155

088

219

106

101

390

204

350102

159

373

135

367

214

129300

397

109

103

403

253

323

122 123

117

104

298

116 404

112

110107

118332 406119

273

137

402

228174

384

408314292056MH

047316

268055240407

054

JL PEMBANGUNAN

JL BOM

510

001

JL M ATAHARI RAYA

035

029

369

233

031

JL N

US

A IN

DAH

RA

YA

JL W

IJA

YA

KE

SUM

A

JL F

ILIS

IUM

RA

YA

JL A

STE

R

004

313

317

312

007

038

026

028368023JL F ILISIUM 4

JL M

AWA

R 9

JL T

ANJU

NG

JL C

EN

DAN

A

039

311

611

037

JL B

ER

ING

IN R

AYA

293 053 412

309

JL R

ES

TU

411

010

040

041

021

044

JL S

AKU

RA

RAY

A

JL KE

MUNI

NG R

AYA

218

012

JL MATAHARI RAYA

015

069

250

016

JL H

ELV

ETIA

RAY

A

105

JL MELATI 4

JL BA

LAI D

ESA

330

JL B

ER

ING

IN I

146

226

227 JL PE

MBAN

GUNA

N KO

MP PI

AZZA

249328 329 067 217

JL TERATAI 3JL SAKURA 1

JL M

ELAT

I 5

GARDU BETON

KODE RAYON CARD TRAFO = MH ..

PARAF

PT.PLN ( Persero ) WIL-SU AREA MEDANRAYON HELVETIA

1

LAMPIRAN 2 Single Line Diagram Penyulang GG 1

1

LAMPIRAN 3 Foto-Foto Kegiatan Pemeliharaan di ULP

Medan Helvetia

5

studi pemeliharaan gardu portal di penyulang gg 1 …

Documents