seminar tugas akhir analisis kinerja insulasi sf6 pada … filereferensi pemeliharaan 2. rumusan...

Hardian Ekaputra

2208100082

Dosen Pembimbing:

I Gusti Ngurah Satriyadi Hernanda, ST, MT

Dr. Eng. I Made Yulistya Negara, ST, M.Sc

ANALISIS KINERJA INSULASI SF6

PADA GAS INSULATED SWITCHGEAR

(GIS) P3B WARU BERDASARKAN

INTERPRETASI PENGUKURAN

ACOUSTIC INSULATION ANALYZER

(AIA) MENGGUNAKAN METODE

STOKASTIK

Seminar Tugas Akhir

Latar Belakang

• Partial Discharge dapat terjadi pada isolasi SF6

di Gas Insulated Switchgear (GIS) Waru

sehingga mengakibatkan kegagalan isolasi

• Lokasi terjadinya partial discharge pada

kompartemen GIS perlu diketahui

• Perlu adanya prediksi/ramalan kondisi isolasi

pada beberapa tahun yang akan datang sebagai

referensi pemeliharaan

2

Rumusan Masalah

• Bagaimana cara pengujian partial discharge pada

isolasi SF6 dalam kompartemen GIS menggunakan

piranti Acoustic Insulation Analyzer (AIA)

• Memprediksi peluang terjadinya pemeliharaan untuk

isolasi SF6 pada GIS Waru 150kV menggunakan

Metode Markov.

3

Batasan Masalah

• Analisis kinerja SF6 berdasarkan hasil pengukuran

partial discharge

• Pengukuran partial discharge menggunakan piranti

Acoustic Insulation Analyzer (AIA)

• Data yang digunakan dalam proses Markov hanya

berdasar pada Hasil Interpretasi AIA

4

Isolasi SF6

• Gas SF6 Sulfur Heksafluorida merupakan gas yang

cepat menyerap elektron sehingga busur api tidak

terjadi saat pelepasan pemutus.

• memiliki kekuatan dielektrik 2 sampai 3 kali

dielektrik udara, yaitu kira-kira 9 kV/mm

5

Partial Discharge

• “a localised electric discharge that only partially

bridges the insulation between conductors and which

may or may not occur adjacent to a conductor”

(IEC 60270)

6

Proses Kegagalan pada SF6

• Medan yang seragam

– aktivitas ionisasi

– banjiran elektron

• Medan tak seragam

– Corona

– leader

7

Gas Insulated Switchgear

8

Acoustic Insulation Analyzer

• Acoustic Insulation Analyzer (AIA) adalah alat untuk

menganalisa sinyal elektrik dengan menggunakan

sensor ultrasonik. Sensor ini akan mendeteksi sinyal

akustik yang dipancarkan secara terus menerus dari

partikel yang memantul dan partial discharge dalam

Gas Insulated Switchgear (GIS).

9

Pengukuran AIA

10

Sensor Filter Amplifier

RMSmeasurement

RectifierSmoothing

Envelope Curve

Generator

Loudspeaker, Peak Value

DetectorDisplay

Hasil Ukur Phase Mode

Dengan sudut phasa 360° terdapat sinyal yang

berasal dari partikel yang berada di dalam GIS

dengan amplitudo antara 0,4 mV hingga 1,54

mV; dengan nilai rata-rata 0,48 mV.

11

Pengukuran AIA

Tahun 2005

CB

(mV)

CT

busbar

A (mV)

CT

busbar

B (mV)

DS

(mV)

Sealing

End

(mV)

Maximum 1.67 1.67 1.67 1.67 1.67

Minimum 0.46 0.48 0.45 0.45 0.47

Average 0.63 0.80 0.60 0.60 0.63

Tahun 2006

CB

(mV)

CT

busbar

A (mV)

CT

busbar

B (mV)

DS

(mV)

Sealing

End

(mV)

Maximum 1.54 1.67 0.72 1.67 0.64

Minimum 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40

Average 0.48 0.49 0.48 0.48 0.48

Tahun 2008

CB

(mV)

CT

busbar A

(mV)

CT

busbar B

(mV)

DS

(mV)

Sealing

End

(mV)

Maximum 1.67 1.67 1.45 0.70 1.67

Minimum 0.14 0.14 0.15 0.15 0.16

Average 0.17 0.28 0.19 0.19 0.21

Hasil Pembacaan Pengukuran Phase Mode

12

Analisis Markov

13

Analisis Markov adalah suatu

teknik matematik untuk peramalan

perubahan pada variabel-variabel

tertentu berdasarkan pengetahuan dari

perubahan sebelumnya

Analisis Markov

• Keadaan 1: GI membeli gas SF6 pada supplier W

• Keadaan 2: GI membeli gas SF6 pada supplier L

• Dengan demikian matriks peluang transisi adalah P:

Supplier pilihan GI

pada suatu minggu

Pilihan pada minggu berikutnya

W L

W 90 10

L 20 80

14

Analisis MarkovKeadaan transient dan steady-state

15

Analisis MarkovKeadaan transient dan steady-state

16

Pemodelan Markov Hasil Uji AIA

pada GIS Waru

• Penentuan obyek

– CB, CT busbar A, CT

Busbar B, DS, Sealing

End

• Penentuan keadaanState (dalam mV)

– 0,05 – 0,149 → 0,1

– 0,15 – 0,249 → 0,2

– 0,25 – 0,349 → 0,3

– 0,35 – 0,449 → 0,4

– 0,45 – 0,549 → 0,5

– 0,55 – 0,649 → 0,6

– 0,65 – 0,749 → 0,7

– 0,75 – 0,849 → 0,8

– 0,85 – 0,949 → 0,9

– 0,95 – 0,1049 → 0,10

– 0,105 – 1,149 → 0,11

– 0,115 – 1,249 → 0,12

17

Diagram MarkovCircuit Breaker

18

Matriks Peluang TransisiCircuit Breaker

1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0

0.765 0.059 0.059 0.118 0 0 0

0.091 0.091 0.636 0.182 0 0 0

0 0 0.8 0.2 0 0 0

0 0 0.333 0.667 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0

19

Diagram MarkovCT Busbar A

20

Matriks Peluang TransisiCT Busbar A

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0.375 0.375 0.125 0 0.125 0 0 0

0 0.038 0.038 0.615 0.192 0.115 0 0

0 0 0 0.818 0.182 0 0 0

0 0 0 0.75 0.25 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

21

Diagram MarkovCT Busbar B

22

Matriks Peluang TransisiCT Busbar B

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0.6 0.1 0.1 0.15 0.05 0 0 0 0 0

0 0.042 0.042 0.833 0.083 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

23

Diagram MarkovDisconnector Switch

24

Matriks Peluang TransisiDisconnector Switch

1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0

0.632 0.105 0.053 0.105 0.053 0.053 0

0 0 0 0.867 0.067 0 0.067

0 0 0 0.818 0 0.182 0

0 0 0.2 0.8 0 0 0

25

Diagram MarkovSealing End

26

Matriks Peluang TransisiSealing End

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0.8 0.067 0.067 0 0 0 0.067 0

0.111 0 0 0.889 0 0 0 0

0 0 0 0.654 0.192 0.154 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

27

Analisis Hasil MarkovCircuit Breaker

Keadaan Peluang Steady State

0,2 0.823077013

0,4 0.176923074

0,5 0.000000013

0,6 0.0000000070

0,7 0

0,8 0

0,9 0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0,2 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Pelu

an

g

Keadaan

Peluang Steady State

28

Analisis Hasil MarkovCircuit Breaker

29

Keadaan Peluang Steady State

0,2 0.422667465

0,3 0.429555378

0,4 0.147777068

0,5 0.000000052

0,6 0.000000029

0,7 0.000000007

0,8 0

0,9 0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Pelu

an

g

Keadaan

Peluang Steady State

Analisis Hasil MarkovCT Busbar A

30

Analisis Hasil MarkovCT Busbar A

31

Keadaan Peluang Steady State

0,2 0.74576271175

0,3 0.12711864407

0,4 0.12711864407

0,5 0.00000000009

0,6 0.00000000002

0,7 0

0,8 0

0,9 0

1,0 0

1,1 0

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1

Pelu

an

g

Keadaan

Peluang Steady State

Analisis Hasil MarkovCT Busbar B

32

Analisis Hasil MarkovCT Busbar B

33

Keadaan Peluang Steady State

0,2 0.7992387999

0,3 0.1332064669

0,4 0.0675547081

0,5 0.0000000182

0,6 0.0000000027

0,7 0.0000000039

0,8 0.0000000004

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Pelu

an

g

Keadaan

Peluang Steady State

Analisis Hasil MarkovDisconnector Switch

34

Analisis Hasil MarkovDisconnector Switch

35

Keadaan Peluang Steady State

0,2 0.8582677143

0,3 0.0708661419

0,4 0.0708661419

0,5 0.0000000070

0,6 0

0,7 0.0000000029

0,9 0

1,2 00

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,9 1,2

Pelu

an

g

Keadaan

Peluang Steady State

Analisis Hasil MarkovSealing End

36

Analisis Hasil MarkovSealing End

37

Kesimpulan

1. Terdapat partial discharge dari hasil pengujian AIA yang dilakukan di 24

kompartemen GIS Waru dengan nilai maksimum 2 pC. Berdasarkan standar

IEC 270, maka hasil pengujian menunjukkan bahwa partial discharge yang

teruji berada di bawah standar batas nilai (< 4 pC), jadi yang terdeteksi oleh

AIA merupakan sinyal noise

2. Untuk setiap komponen dari bay kompartemen GIS yang terdiri dari Circuit

Breaker, Current Transformator Busbar A, Current Transformator Busbar

B, disconnector Switch, dan sealing end didapatkan peluang steady state

untuk setiap keadaannya menunjukkan peluang terbesar akan nilai yang

terdeteksi pada pengukuran beberapa tahun mendatang sebesar 0,15 – 0,449

mV. Dan peluang untuk pemeliharan adalah 0, yang artinya tidak perlu

dilakukan pemeliharan apalagi penggantian sistem isolasi sampai 10 tahun

mendatang

38

Terima Kasih

39