Makalah Seminar Kerja PraktekPEMELIHARAAN TRAFO DISTRIBUSI

Yusuf Dewantoro.[1], Muchammad Facta, ST MT, PhD.[2].[1]Mahasiswa dan [2]Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang

Abstrak Trafo Distribusi adalah merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen. Kerusakan pada Trafo Distribusi menyebabkan kontiniutas pelayanan terhadap konsumen akan terganggu (terjadi pemutusan aliran listrik atau pemadaman). Pemadaman merupakan suatu kerugian yang menyebabkan biaya -biaya pembangkitan akan meningkat tergantung harga KWH yang tidak terjual. Pemilihan rating Trafo Distribusi yang tidak sesuai dengan kebutuhan beban akan menyebabkan efisiensi menjadi kecil, begitu juga penempatan lokasi Trafo Distribusi yang tidak cocok mempengaruhi drop tegangan ujung pada konsumen atau jatuhnya/turunnya tegangan ujung saluran/konsumen.

Kata Kunci: Transformator distribusi, efisiensi, pemeliharaan.

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Bisnis PLN erat kaitannya dengan pelayanan terhadap masyarakat. Untuk mengukur dan memacu kinerja dari suatu unit dalam melayani dan menyediakan energi listrik tanpa terhenti maka perlu digunakan suatu perangkat parameter yang terukur. Tingkat pelayanan yang akan diberikan menentukan aspek teknis/ekonomis sistem yang diperlukan dan harga jual (tarif listrik). Untuk itu, salah satu cara digunakanlah parameter SAIDI – SAIFI sebagai tolak ukur pelayanan energi listrik kepada konsumen SAIDI adalah parameter kinerja unit untuk melihat berapa lama pelanggan mengalami pemadaman listrik. Sedangkan SAIFI adalah parameter kinerja unit untuk melihat berapa kali pelanggan mengalami pemadaman listrik.

Trafo Distribusi dapat dipasang di luar ruangan (pemasangan di luar) dan dapat dipasang diruangan (pemasangan dalam) tergantung kepada keadaan lokasi beban. Pemeliharaan tidak saja merupakan pekerjaan fisik yang langsung terhadap peralatan yang bersangkutan, tetapi diperlukan suatu perencanaan yang baik dan pengawasan terhadap pelaksanaannya, sehingga dengan demikian pemeliharaan akan dapat dilakukan dengan teratur dan sesuai dengan ketentuan-ketentuan, petunjuk-petunjuk yang berlaku terhadap peralatan yang bersangkutan.

Distribusi yang tepat, rating sesuai dengan kebutuhan beban akan menjaga tegangan jatuh pada konsumen dan akan menaikkan efisiensi penggunaan Trafo Distribusi. Jadi Trafo Distribusi merupakan salah satu peralatan yang perlu dipelihara dan dipergunakan sebaik mungkin (seefisien mungkin), sehingga keandalan/kontinuitas pelayanan terhadap konsumen tetap terjamin.

1.2 Tujuan

1. Menambah informasi dan pengetahuan mengenai prinsip yang dipelajari selama kuliah dengan aplikasinya di lapangan.

2. Untuk mengetahui sifat dan karakteristik trafo distribusi.

3. Untuk mengetahui sistem pemeliharaan trafo distribusi pada Udiklat PLN Semarang.

1.3 Batasan masalahDalam pembahasan makalah kali ini,

hanya membahas mengenai cara perawatan Trafo Distribusi di Udiklat PLN Semarang. Tidak membahas ketika transformator terjadi gangguan.

II. Landasan Teori

2.1 Teori Trafo

1

Transformator merupakan suatu alat listrik yang termasuk ke dalam klasifikasi mesin listrik statik yang berfungsi menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah dan sebaliknya. Atau dapat juga diartikan mengubah tegangan arus bolak- balik dari satu tingkat ke tingkat yang lain melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip- prinsip induksi - elektromagnet.

Transformator terdiri atas sebuah inti, yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.

Penggunaan transformator dalam sistem tenaga listrik memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan, misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dasar teori dari transformator adalah apabila ada arus listrik bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet dan apabila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnet, sehingga akan timbul Gaya Gerak Listrik (GGL).[2]

2.2 Trafo DistribusiAdalah trafo yang digunakan untuk

menurunkan tegangan menengah (11,6/20kV) menjadi tegangan rendah (220/380V). Trafo ini tersebar luas di lingkungan masyarakat dan mudah mengenalinya karena biasa dicantol di tiang. Oleh karena itu, biasa juga disebut dengan gardu cantol. Dalam tulisan ini, penulis hanya membahas tentang trafo ini saja.

Gambar 1. Trafo Distribusi 3 fasa

Sesuai dengan penjelasan diatas, maka sebuah transformator distribusi berfungsi untuk menurunkan tegangan transmisi menengah 20kV ke tegangan distribusi 220/380V sehingga dengan demikian, peralatan utamanya adalah unit trafo itu sendiri, antara lain:1. Inti Besi/KernelInti besi berfungsi untuk membangkitkan dan mempermudah jalan fluks yang timbul akibat adanya arus listrik dalam belitan atau kumparan trafo. Bahan inti tersebut terbuat dari lempengan -lempengan baja tipis mengurangi panas (sebagai rugi -rugi besi) yang diakibatkan oleh arus eddy (eddy current).[2]

2. Kumparan TrafoKumparan trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk kumparan, dan kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain- lain. Terdapat dua kumparan pada inti tersebut yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka mengalir arus pada kumparan tersebut. Sehingga pada kumparan ini berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus.[2]

3. Media pendingin Khusus jenis trafo tenaga tipe basah, kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas dan bersifat pula sebagai isolasi ( tegangan tembus tinggi ) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sbb:[3]

a. Ketahanan isolasi harus tinggi (>10kV/mm)

b. Berat jenis harus kecil, sehingga partikelpartikel di dalam minyak dapat mengendap dengan cepat.

c. Penyalur panas yang baik.

d. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap

4. BushingMerupakan penghubung antara kumparan trafo ke jaringan luar. Bushing adalah sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.[3]

2.5 Penyebab Gangguan Trafo1. Tegangan Lebih Akibat PetirGangguan ini terjadi akibat sambaran petir yang mengenai kawat fasa, sehingga menimbulkan gelombang berjalan yang merambat melalui kawat fasa tersebut dan menimbulkan gangguan pada trafo. Hal ini dapat terjadi karena arrester yang terpasang tidak berfungsi dengan baik, akibat kerusakan peralatan/pentanahan yang tidak ada. Pada kondisi normal, arrester akan mengalirkan arus bertegangan lebih yang muncul akibat sambaran petir ke tanah. Tetapi apabila terjadi kerusakan pada arrester, arus petir tersebut tidak akan dialirkan ke tanah oleh arrester sehingga mengalir ke trafo. Jika tegangan lebih tersebut lebih besar dari kemampuan isolasi trafo, maka tegangan lebih tersebut akan merusak lilitan trafo dan mengakibatkan hubungan singkat antar lilitan.[2]

2. Hubung Singkat.Hubung singkat dapat terjadi melalui dua atau tiga saluran fasa sistem distribusi. Arus lebih yang dihasilkan hubung singkat tergantung pada besar kapasitas daya penyulang, besar tegangan, dan besar impedansi rangkaian yang mengalami gangguan. Hubung singkat menghasilkan panas yang cukup tinggi pada sisi primer trafo sebagai akibat dari naiknya rugi-rugi tembaga sebagai perbandingan dari kuadrat arus gangguan. Arus gangguan yang besar ini mengakibatkan tekanan mekanik (mechanical stress) yang tinggi pada trafo.[3]

3. Gangguan Minyak TransformatorKegagalan isolasi (insulation breakdown) minyak trafo disebabkan oleh beberapa hal antara lain minyak trafo tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya kekuatan dielektrik dankarena isolasi 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 tersebut tidak gagal. Dalam struktur molekul material isolator, 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 itu akan 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 kemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti adanya arang atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan tembus.[3]

4. Isolator Bocor/Bushing PecahGangguan akibat isolator bocor/bushing pecah dapat disebabkan oleh:[3]

a) Flash OverFlash Over dapat terjadi apabila muncul tegangan lebih pada jaringan distribusi seperti pada saat terjadi sambaran petir/surja hubung. Bila besar surja tegangan yang timbul menyamai atau melebihi ketahanan impuls isolator, maka kemungkinan akan terjadi flash over pada bushing. Pada system 20 KV, ketahanan impuls isolator adalah 160 kV. Flash over menyebabkan loncatan busur api antara konduktor dengan bodi trafo sehingga mengakibatkan hubungan singkat fasa ke tanah.b) Bushing KotorKotoran pada permukaan bushing dapat menyebabkan terbentuknya lapisan penghantar di permukaan bushing. Kotoran ini dapat mengakibatkan jalannya arus melalui permukaan bushing sehingga mencapai body trafo. Umumnya kotoran ini tidak menjadi penghantar sampai endapan kotoran tersebut basah karena hujan/embun.

III. PEMELIHARAAN TRAFO DISTRIBUSI

1. Persiapan.a. Pengecekan Nameplate Trafo

Sebelum pekerjaan pemeliharaan trafo dilaksanakan, prosedur pelaksanaan pekerjaan yang pertama dilakukan adalah mendata spesifikasi teknis dari trafo tersebut dengan mengamati (nameplate).

Tabel 1. Nameplate Trafo DistribusiDaya Trafo 50 kVA

3

Merk France transfoNomor Seri 10298001Impedansi 4 %Voltage HV 20.000 V

LV 400 VAmpere HV 1,44 A

LV 72,2 AThn. Pembuatan

1979

Vektor Yzn 5Oli Trafo 65 kgNetto 240 kgTap Changer 1. 21.000 V

2. 20.000 V3. 19.000 V

Konstruksi Gardu

Gardu portal

Fuse Cut Out Fasa R 2AFasa S 2AFasa T 2A

b. Pengecekan alat-alatBerikut adalah alat-alat yang diperlukan untuk pemeliharaan:

-Alat ukur:o Insulator Testero Earth Testero AVO meter clip ONo Phase Sequence

-Alat Pelindung Diri:o Sarung tangan berisolasi 20kVo Pakaian kerjao Helm Pengamano Sabuk Pengamano Sepatu Berisolasi

-Alat Kerjao Telescopic Sticko Tangga Isolasio Toolkito Tambang Hand-lineo Pullero Kunci Gardu

o Kamera Digitalo Kantung Alat Kerjao Mobil Unit

c. Pemeriksaan Secara VisualMengamati kondisi fisik trafo, seperti adakah kebocoran pada tangki, baut kendor, dsb.

d. Pemberitahuan pemadaman ke pelanggan.

2. Pelaksanaan Pemeliharaan Trafoa) Mempersiapkan material, peralatan kerja, dan

K3 dengan baik.b) Mengukur parameter tegangan operasi trafo

dan arus beban trafo sebelum memulai pekerjaan.

c) Kurangi beban trafo, dengan cara membuka helfboom saklar setelah itu melepas satu-persatu NH-fuse, bila beban tidak terlalu besar.

d) Bebaskan tegangan pada transformator dengan membuka Fuse Cut Out ( FCO ).

e) Hubungkan kabel pentanahan yang sudah dihubungkan ke elektroda pentanahan mulai dari ke empat bushing trafo sisi tegangan rendah, lalu ketiga bushing trafo sisi tegangan menengah.

f) Buka kabel / kawat yang terhubung pada terminal kabel masuk dan kabel keluar.

g) Kabel / kawat yang sudah terlepas hubungkan jadi satu dan tersambung pada kabel pentanahan

h) Lakukan pemeriksaan kondisi trafo distribusi secara teliti.

i) Dari hasil kegiatan di atas dapat diambil tindakan berdasarkan kondisi berikut:

Trafo dalam keadaan baik dan layak dioperasikan

Trafo dalam keadaan kurang baik, perlu ada perbaikan sebelum dioperasikan.

Trafo dalam keadaan rusak, perlu penggantian.

3. Pemeliharaan Komponen Trafo DistribusiTabel 2. Pemeliharaan dan Kriteria Sehat Trafo Distribusi.

No Komponen yang akan dipelihara

Kriteria Sehat

1. Fuse Cut Out Instalasi Cut Out lengkap dan terpasang sesuai standar konstruksi.2. Arrester Instalasi arrester sesuai konstruksi dengan tahanan pentanahan

arrester < 1,73 Ohm, arus bocor arrester < 30mA atau disesuaikan dengan masing-masing standar pabrikan.

3. Transformator(Bushing Primer)

- Temperatur trafo<90o pada termometer terpasang trafo atau 85o

pada suhu dinding tangki bagian atas trafo beban puncak dengan yearly ambient normal (30o).

- I fasa < I nominal pada trafo- I normal < batas I netral analisa vektor arus beban

(Bushing Sekunder)

- Ukuran kabel inlet trafo ≤ 100 KVA ukuran kabelnya NYY 70 mm2, untuk trafo ≥ 160 KVA ukuran kabelnya NYY 150 mm2

- Kekencangan baut terminasi kabel 18Nm.(Tap Changer) - Ketidakseimbangan beban maksimum 25%.(Body Trafo) - Terminasi bersih tidak ada retakan.

- Kekencangan baut 18 Nm.- Tidak ada rembesan oli di body trafo.

4. LV Board - Kondisi panel bersih, tidak ada hewan/kotoran yang menghalangi- Nilai minimal tahanan isolasi fasa-fasa dan fasa-body pada LV

panel adalah 1000x Tegangan kerja.- Instalasi PHB-TR terpasang lengkap dan sesuai standar peralatan

dan konstruksi. Tidak terjadi overheated pada simpul-simpul kritis.IV.

V. HASIL PERAWATAN KONDISI TRAFO DISTRIBUSISetelah pemeliharaan, sebagai peralatan utama distribusi tenaga listrik, pengukuran dan penilaian resiko karakteristik atas pembebanan trafo distribusi dapat dibandingkan karakter sehat tidaknya trafo dari Tabel 3. Berikut adalah hasil perawatan dan rekomendasi untuk trafo distribusi di Udiklat PLN Semarang:

1. Tahanan pengukuran sebesar 6,6 Ω. Sementara tahanan yang diizinkan adalah 5 Ω. Untuk itu diperlukan penambahan elektroda pentanahan sebesar 30 Ω. Seperti perhitungan berikut:

1/RP = 1/6 + 1/R21/5 = 1/6 + 1/R21/5 = (R2+6)/6R26R2 = 5(R2+6)6R2 = 5R2+306R2-5R2 =30R2 = 30Ω

2. Absennya nomor pada tiang dan gardu. Untuk itu perlu ditambah nomor tiang dan gardu.

Gambar 2. Absennya nomor tiang dan gardu[4]

3. Kondisi PHB-TR berlubang, perlu penggantian.

Gambar 3. Bagian bawah PHB-TR berlubang[4]

4. Kunci gembok rusak, perlu penggantian

5

Gambar 4. Absennya kunci PHB-TR[4]

5. Perlunya perbaikan tahanan isolasi trafo.

VI. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari kerja praktek yang telah dilakukan di Udiklat PT PLN (Persero) Semarang dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pemeliharaan yang teratur, beserta pemakaian dan manajemen yang baik dari Trafo Distribusi akan meningkatkan keandalan sistem sehingga kontinuitas pelayanan listrik ke konsumen terjamin.

2. Cara pemeliharaan trafo distribusi meliputi, pemeliharaan bushing, arrester, LV board, pentanahan trafo. Kesemuanya berfungsi menjaga kestabilan kerja trafo agar tidak terjadi hal yang tidak diinginkan seperti kerusakan alat sebelum waktunya, dan lain sebagainya.

3. Pemeliharaan kapasitas/rating trafo distribusi yang sesuai dengan beban konsumen akan menyebabkan efisiensi yang baik, demikian juga penempatan trafo distribusi yang tepat akan menjaga tegangan jatuh minimal.

4. Hasil yang didapat dari pemeliharaan trafo di Udiklat PT.PLN (Persero) Semarang adalah:

a. Tahanan pentanahan saat pengukuran sebesar 6,6Ω. Karena nilai maksimal yang dijinkan adalah 5 Ω maka dibutuhkan penambahan elektroda dengan tahanan sebesar 30Ω.

b. Penambahan grounding trafo dan netral.c. Penambahan nomor gardu dan tiang.d. Penggantian PHB-TR karena sudah

berlubang cukup besar.e. Lampu penerangan di dalam PHB-TR

tidak ada.f. Dipasang gembok untuk keamanan.

5.2 Saran

Saran-saran yang dapat penulis sampaikan adalah sebagai berikut :

1. Melengkapi langkah dan gambar pada prosedur pemeliharaan agar setiap langkah pengujian yang dilakukan dapat lebih dimengerti.

2. Melengkapi langkah K3 yang harus diterapkan supaya tidak terjadi kecelakaan kerja.

3. PLN harus sering melakukan pemeliharaan, karena dalam kenyataan banyak sekali trafo distribusi yang dibiarkan terbengkalai dan baru diganti jika sudah mengalami kerusakan.

VII. DAFTAR PUSTAKA[1] Pusat Pendidikan dan Pelatihan PT. PLN

(Persero), Pemeliharaan Gardu Distribusi.

[2] PLN Corporate University, Analisa Kondisi Trafo Distribusi B.1.1.3.76.3, Edisi I Tahun 2013.

[3] Daman Suswanto; Sistem Distribusi Tenaga Listrik.

[4] Laporan SOP Pemeliharaan Gardu Distribusi Udiklat Semarang PT. PLN (Persero), 29 Agustus 2014.

VIII. BIODATAYusuf Dewantoro lahir di Semarang, 12 April 1994. Menempuh pendidikan di

RA Al-Khoiriyyah 2 Semarang, dan melanjutkan sekolah dasar di yayasan yang sama, yaitu MI Al-Khoiriyyah 2 Semarang (1999-2005), setelah itu melanjutkan ke SMPN 2 Semarang (2005-2008) dan SMAN 5 Semarang (2009-2011). Dan saat ini penulis

sedang dalam proses menyelesaikan studinya di Fakultas Teknik Elektro Universitas Diponegoro.

Semarang, 19 Desember 2014

Dosen PembimbingMochammad Facta, ST,MT, PhD

NIP. 1971061619990310

7