14

BAB III

DASAR TEORI

3.1 Gardu Induk

3.1.1 Definisi Umum

Gardu induk di sebut juga gardu unit pusat beban yang merupakan gabungan

dari transformer dan rangkaian switchgear yang tergabung dalam satu kesatuan

melalui sistem kontrol yang saling mendukung untuk keperluan operasional. Pada

dasarnya gardu induk bekerja mengubah tegangan yang dibangkitkan oleh pusat

pembangkit tenaga listrik menjadi tenaga listrik menjadi tegangan tinggi atau

tegangan transmisi dan sebaliknya mengubah tegangan menengah atau tegangan

distribusi.

Gardu Induk juga merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi)

tenaga listrik, atau merupakan satu kesatuan dari sistem penyaluran (transmisi).

Penyaluran (transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik. Berarti, gardu

induk merupakan sub-sub sistem dari sistem tenaga listrik. Sebagai sub sistem dari

sistem penyaluran (transmisi), gardu induk mempunyai peranan penting, dalam

pengoperasiannya tidak dapat dipisahkan dari sistem penyaluran (transmisi) secara

keseluruhan. Pengaturan daya ke gardu-gardu induk lainnya melalui tegangan tinggi

dan gardu-gardu induk distribusi melalui feeder tegangan menengah.

3.1.2 Fungsi Gardu Induk

Gardu Induk merupakan sub sistem dari sistem penyaluran (transmisi) tenaga

listrik, atau merupakan satu kesatuan dari system penyaluran (transmisi).  Penyaluran

(transmisi) merupakan sub sistem dari sistem tenaga listrik.

Fungsi gardu induk secara umum :

a. Mentransformasikan daya listrik :

1. Dari tegangan ekstra tinggi ke tegangan tinggi (500 KV/150 KV).

2. Dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah (150 KV/ 70 KV).

3. Dari tegangan tinggi ke tegangan menengah (150 KV/ 20 KV, 70 KV/20 KV).

4. Dengan frequensi tetap (di Indonesia 50/60 Hertz).

b. Untuk pengukuran, pengawasan operasi serta pengamanan dari system tenaga

listrik.

c. Pengaturan pelayanan beban ke gardu induk-gardu induk lain melalui tegangan

tinggi dan ke gardu distribusi-gardu distribusi, setelah melalui proses penurunan

tegangan melalui penyulang-penyulang (feeder- feeder) tegangan menengah yang

ada di gardu induk. 

d. Untuk sarana telekomunikasi (pada umumnya untuk internal PLN), yang kita

kenal dengan istilah SCADA.

e. Menyalurkan tenaga listrik (kVA, MVA) sesuai dengan kebutuhan pada

tegangan tertentu. Daya listrik dapat berasal dari Pembangkit atau dari gardu

induk lain.

3.2 Klasifikasi Gardu Induk

Gardu  induk dapat diklasifikasikan menjadi beberapa  macam menurut dari

segi fungsi, segi pemasangan, dll. Berikut adalah jenis-jenis dari Gardu Induk :

a. Gardu induk (substations) berdasarkan dari  pemasangan peralatan dapat

diklasifikasikan menjadi bebarapa jenis, antara lain :

1. Gardu Induk Pasang Luar (out door substation)

Gardu induk jenis pasangan luar terdiri dari peralatan tegangan tinggi

pasangan luar. Pasangan luar yang dimaksud adalah diluar gedung atau

bangunan. Walaupun ada beberapa peralatan yang lain berada di dalam

gedung, seperti peralatan panel kontrol, meja penghubung (switch board) dan

baterai. Gardu Induk jenis ini ini memerlukan tanah yang begitu luas namun

biaya kontruksinya lebih murah dan pendinginannya murah.

16

2. Gardu Induk Pasangan Dalam (indoor door substation)

Disebut gardu induk pasangan dalam karena sebagian besar 

peralatannya berada dalam suatu bangunan. Peralatan ini seperti halnya pada

gardu induk pasangan luar. Dari transformator utama, rangkaian switchgear

dan panel kontrol serta batere semuanya. Jenis pasangan dalam ini dipakai

untuk menjaga keselarasan dengan daerah sekitarnya dan untuk menghindari

bahaya kebakaran dan gangguan suara.

3. Gardu Induk Semi-Pasangan Luar (semi-out door  substation)

Sebagian peralatan tegangan tingginya terpasang di dalam gedung dan

yang lainnya dipasang diluar dengan mempertimbangkan situasi dan kondisi

lingkungan. Karena konstruksi yang berimbang antara pasangan dalam

dengan pasangan luar inilah tipe gardu induk ini disebut juga gardu induk

semi pasangan dalam.

4. Gardu Induk Pasangan Bawah Tanah (underground substation)

Sesuai dengan namanya, gardu induk pasangan bawah tanah hampir

semua peralatanya terpasang dalam bangunan bawah tanah. Hanya alat

pendinginan biasanya berada diatas tanah, dan peralatan-peralatan yang tidak

memungkinkan untuk ditempatkan di bangunan bawah tanah. Gardu induk

jenis ini umumnya berada dipusat kota, karena tanah yang tidak memadai.

b. Gardu induk (substations) berdasarkan dari  tegangan dapat diklasifikasikan

menjadi bebarapa jenis, antara lain :

1. Gardu induk transmisi

Yaitu gardu induk yang mendapat daya dari saluran transmisi untuk

kemudian   menyalurkannya ke daerah beban (industri, kota, dan sebagainya).

Gardu induk transmisi yang ada di PLN adalah tegangan tinggi 150 KV dan

tegangan tinggi 30 KV.

2. Gardu induk distribusi

Yaitu gardu induk yang menerima tenaga dari gardu induk transmisi

dengan menurunkan tegangannya melalui transformator tenaga menjadi

tegangan menengah (20 KV, 12 KV atau 6 KV) untuk kemudian tegangan

tersebut diturunkan kembali menjadi tegangan rendah (127/220 V atau

220/380 V) sesuai dengan kebutuhan.

c. Gardu induk (substations) berdasarkan dari  fungsinya dapat diklasifikasikan

menjadi bebarapa jenis, antara lain :

1. Gardu Induk Penaik Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menaikkan tegangan,

yaitu tegangan pembangkit (generator) dinaikkan menjadi tegangan sistem.

Gardu Induk ini berada di lokasi pembangkit tenaga listrik. Karena output

voltage yang dihasilkan pembangkit listrik kecil dan harus disalurkan pada

jarak yang jauh, maka dengan pertimbangan efisiensi, tegangannya dinaikkan

menjadi tegangan ekstra tinggi atau tegangan tinggi.

2. Gardu Induk Penurun Tegangan

Merupakan gardu induk yang berfungsi untuk menurunkan tegangan,

dari tegangan tinggi menjadi tegangan tinggi yang lebih rendah dan menengah

atau tegangan distribusi.  Gardu Induk terletak di daerah pusat-pusat beban,

karena di gardu induk inilah pelanggan (beban) dilayani.

3. Gardu Induk Pengatur Tegangan

Pada umumnya gardu induk jenis ini terletak jauh dari pembangkit

tenaga listrik. Karena listrik disalurkan sangat jauh, maka terjadi tegangan

jatuh (voltage drop) transmisi yang cukup besar. Oleh karena diperlukan alat

penaik tegangan, seperti bank capasitor, sehingga tegangan kembali dalam

keadaan normal.

18

4. Gardu Induk Pengatur Beban

Berfungsi untuk mengatur beban. Pada gardu induk ini terpasang beban

motor, yang pada saat tertentu menjadi pembangkit tenaga listrik, motor

berubah menjadi generator dan suatu saat generator menjadi motor atau

menjadi beban, dengan generator berubah menjadi motor yang memompakan

air kembali ke kolam utama.

5. Gardu Induk Distribusi

Gardu induk yang menyalurkan tenaga listrik dari tegangan sistem ke

tegangan distribusi. Gardu induk ini terletak di dekat pusat-pusat beban.

d. Gardu induk (substations) berdasarkan dari  isolasi yang digunakan dapat

diklasifikasikan menjadi bebarapa jenis, antara lain :

1. Gardu induk dengan isolasi udara

Merupakan gardu induk yang menggunakan isolasi udara antara bagian

yang bertegangan yang satu dengan bagian yang bertegangan lainnya. Gardu

Induk ini berupa gardu induk konvensional  memerlukan tempat terbuka yang

cukup luas.

2. Gardu induk yang menggunakan isolasi gas SF 6

Gardu induk yang menggunakan gas SF 6 sebagai isolasi antara bagian

yang bertegangan yang satu dengan bagian lain yang bertegangan, maupun

antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan. Gardu

induk ini disebut Gas Insulated Substation atau Gas Insulated Switchgear

(GIS), yang memerlukan tempat yang sempit.

e. Gardu induk (substations) berdasarkan dari sistem rel/ busbar yang digunakan

dapat diklasifikasikan menjadi bebarapa jenis, antara lain :

1. Gardu induk sistem ring busbar.

Merupakan gardu induk yang busbarnya berbentuk ring. Pada gardu

induk jenis ini, semua rel (busbar) yang ada, tersambung (terhubung) satu

dengan lainnya dan membentuk ring (cincin).

2. Gardu induk sistem single busbar.

Merupakan gardu induk yang mempunyai satu (single) busbar. Pada

umumnya gardu dengan sistem ini adalah gardu induk yang berada pada ujung

(akhir) dari suatu sistem transmisi.

3. Gardu induk sistem double busbar.

Merupakan gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Gardu

induk sistem double busbar sangat efektif untuk mengurangi terjadinya

pemadaman beban, khususnya pada saat melakukan perubahan sistem

(manuver sistem). Jenis gardu induk ini pada umumnya yang banyak

digunakan.

4. Gardu induk sistem satu setengah (on half) busbar.

Adalah gardu induk yang mempunyai dua (double) busbar. Pada

umumnya gardu induk jenis ini dipasang pada gardu induk di pembangkit

tenaga listrik atau gardu induk yang berkapasitas besar. Dalam segi

operasional, gardu induk ini sangat efektif, karena dapat mengurangi

pemadaman beban pada saat dilakukan perubahan system (manuver system).

Sistem ini menggunakan 3 buah PMT dalam satu diagonal yang terpasang

secara deret (seri).

3.3. Peralatan Perlengkapan Gardu Induk

Gardu induk merupakan suatu sistem Instalasi listrik yang terdiri dari

beberapa perlengkapan peralatan listrik dan menjadi penghubung listrik dari jaringan

20

transmisi ke jaringan distribusi primer. Gardu induk dilengkapi komponen utama

sebagai fasilitas yang diperlukan sesuai dengan tujuannya serta mempunyai fasilitas

untuk operasi dan pemeliharaan. , Secara umum perlatan dan perlengkapan pokok

yang ada di Gardu Induk terdiri dari :

3.3.1. Transformator  Daya

Transformator daya atau tenaga merupakan peralatan listrik yang berfungsi

untuk menyalurkan tenaga listrik dari tegangan tinggi ke tegangan menengah atau

sebaliknya (mentransformasikan tegangan). 

Gambar 3.1 Transformator Daya

3.3.2. Transformator Tegangan

Trafo tegangan disebut juga potensial transformator adalah trafo yang

berfungsi menurunkan tegangan tinggi menjadi tegangan menengah dan tegangan

rendah, untuk sumber tegangan alat-alat ukur dan alat-alat proteksi. Fungsi trafo

tegangan (potensial transformer) :

a. Memperkecil besaran tegangan pada system tenaga listrik menjadi besaran

tegangan untuk system pengukuran atau proteksi.

b. Mengisolasi rangkaian sekunder tehadap rangkaian primer.

c. Memungkinkan standarisasi rating tegangan untuk peralatan sisi

sekunder.

Gambar 3.2 Transformator Tegangan

3.3.3. Transformator Arus

Trafo arus disebut juga current transformer (CT) berfungsi untuk menurunkan

arus besar pada tegangan tinggi menjadi arus kecil pada tegangan rendah untuk

keperluan pengukuran dan pengaman. Menurut tipe kontruksinya :

a. Tipe Cincin (ring/window tipe)

b. Tipe Tangki Minyak

c. Tipe cor-coran Cast Resin (mounded cast resin tipe)

Gambar 3.3 Transformator Arus

22

3.3.4. Transformator Bantu

Transformator bantu adalah trafo yang digunakan untuk membantu

beroperasinya secara keseluruhan gardu induk tersebut. Jadi merupakan pasokan

utama untuk alat-alat bantu seperti motor-motor 3 fasa yang digunakan sebagai motor

pompa sirkulasi minyak trafo beserta motor-motor kipas pendingin. Yang

paling penting adalah sebagai pasokan sumber tenaga cadangan seperti sumber DC

yang merupakan sumber utama jika terjadi gangguan dan sebagai pasokan tenaga

untukproteksi sehingga proteksi tetap bekerja walaupun tidak ada pasokan arus AC.

3.3.5. Aresster

Berfungsi sebagai alat untuk melindungi isolasi atau mengamankan instalasi

(peralatan listrik pada instalasi) dari gangguan tegangan lebih yang diakibatkan oleh

sambaran petir atau tegangan transient yang tinggi dari suatu penyambungan atau

pemutusan rangkaian, alat ini bersifat sebagai by-pass disekitar isolasi yang

membentuk jalan yang mudah dilalui oleh arus kilat sistem pentanahan sehingga akan

menimbulkan tegangan lebih yang tinggi dan tidakmerusak isolasi peralatan listrik.

Surge Arrester merupakan peralatan yang didesain untuk melindungi peralatan

lain dari tegangan surja (baik surja hubung maupun surja petir) dan pengaruh follow

current. Sebuah arrester harus mampu bertindak sebagai insulator, mengalirkan

beberapa miliampere arus bocor ke tanah pada tegangan sistem dan berubah menjadi

konduktor yang sangat baik, mengalirkan ribuan ampere arus surja ke tanah, memiliki

tegangan yang lebih rendah daripada tegangan withstand dari peralatan ketika terjadi

tegangan lebih, dan menghilangan arus susulan mengalir dari sistem melalui arrester

(power follow current) setelah surja petir atau surja hubung berhasil didisipasikan.

Lightning Arrester/ Arrester/ Surge Arrester memiliki peran penting di dalam

koordinasi isolasi peralatan di gardu induk. Fungsi utama dari Lightning Arrester

adalah melakukan pembatasan nilai tegangan pada peralatan gardu induk yang

dilindunginya. Panjang lead yang menghubungkan arrester pun perlu diperhitungkan,

karena inductive voltage pada lead ini ketika terjadi surge akan mempengaruhi nilai

tegangan total paralel terhadap peralatan yang dilindungi.

Gambar 3.4 Arrester

3.3.6. Busbar/ rel

Merupakan titik pertemuan/hubungan antara trafo-trafo tenaga, Saluran Udara

TT, Saluran Kabel TT dan peralatan listrik lainnya untuk menerima dan menyalurkan

tenaga listrik/daya listrik.  Bahan dari rel terbuat dari bahan tembaga (bar copper atau

hollow conductor).  Ada beberapa jenis konfigurasi busbar yang digunakan hingga

saat ini.

3.3.6. Saklar Pemisah (PMS)

Berfungsi untuk mengisolasikan peralatan listrik dari peralatan lain atau

instalasi lain yang bertegangan. PMS ini boleh dibuka atau ditutup hanya pada

rangkaian yang tidak berbeban. Oleh karena itu pemisah tidak boleh dihubungkan

atau dikeluarkan dari rangkaian listrik dalam keadaan berbeban. Cara pemasangan

PMS dibedakan ataspasangan dalam dan pasangan luar. Tenaga penggerak dari PMS

adalah secara manual, motor, pneumatic atau angin dan hidrolis.

3.3.7. Pemutus Tenaga

24

Pemutus tenaga (PMT) adalah  peralatan atau saklar untuk menghubungkan

atau memutuskan suatu rangkaian/jaringan listrik sesuai dengan ratingnya. PMT

memutuskan hubungan daya listrik bila terjadi gangguaan, baik dalam keadaan

berbeban maupun tidak berbeban dan proses ini di lakukan dengan cepat. Pada waktu

menghubungkan atau memutus beban, akan terjadi tegangan recovery yaitu suatu

fenomena tegangan lebih dan busur api, oleh karena itu sakelar pemutus dilengkapi

dengan media peredam busur api tersebut, seperti media udara dan gas SF6. 

Gambar 3.5 Pemutus Tenaga

3.3.8. Sakelar Pentanahan

Sakelar ini untuk menghubungkan kawat konduktor dengan tanah / bumi yang

berfungsi untuk menghilangkan/ mentanahkan tegangan induksi pada konduktor pada

saat akan dilakukan perawatan atau pengisolasian suatu sistem. Sakelar Pentanahan

ini dibuka dan ditutup hanya apabila sistem dalam keadaan tidak bertegangan (PMS

dan PMT sudah membuka).

3.3.8. Kompensator

Kompensator didalam sistem Penyaluran tenaga Listrik disebut pula alat

pengubah fasa yang dipakai untuk mengatur jatuh tegangan pada saluran transmisi

atau transformator, dengan mengatur daya reaktif atau dapat pula dipakai untuk

menurunkan rugi daya dengan memperbaiki faktor daya. Alat tersebut ada yang

berputar dan ada yang stationer, yang berputar adalah kondensator sinkron dan

kondensator asinkron, sedangkan yang stationer adalah kondensator statis atau

kapasitor shunt dan reaktor shunt.

3.3.9. Rele Proteksi dan Papan Alarm

Rele proteksi yaitu alat yang bekerja secara otomatis untuk mengamankan

suatu peralatan listrik saat terjadi gangguan, menghindari atau mengurangi terjadinya

kerusakan peralatan akibat gangguan dan membatasi daerah yang terganggu sekecil

mungkin. Kesemua manfaat tersebut akan memberikan pelayanan penyaluran tenaga

listrik dengan mutu dan keandalan yang tinggi. Sedangkan papan alarm atau

announciator adalah sederetan nama-nama jenis gangguan yang dilengkapi dengan

lampu dan suara sirine pada saat terjadi gangguan, sehingga memudahkan petugas

untuk mengetahui rele proteksi yang bekerja dan jenis gangguan yang terjadi.

3.3.10. Baterai

Sumber tenaga untuk sistem kontrol dan proteksi selalu mempunyai keandalan

dan stabilitas yang tinggi, maka batere dipakai sebagai sumber tenaga kontrol dan

proteksi pada gardu induk. Peranan dari batery sangat penting karena pada saat

gangguan terjadi, batery sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan alat-alat kontrol

dan proteksi. Bentuk fisik baterai yang digunakan pada gardu induk :

Menurut bahan elektrolit yang digunakan maka baterai dapat dibedakan atas

dua, yaitu:

a. Baterai timah hitam (lead acid storage batery) : bahan elektrolitnya adalah larutan

asam belerang. Baterai timah hitam ada dua macam yaitu:

1) Lead-antimony

2) Lead-calcium

b. Baterai alkali (alkali stroge batery) : bahan elektrolitnya adalah larutan alkali

(patassium hydroxide). Batery alkali ada dua macam yaitu:

1) Nickel-iron-alkaline storage batery (NI-Fe batery).

26

2) Nickel-cadmium battery (Ni-Cd battery).

3.4. Bagian-Bagian dari Transformator

3.4.1. Bagian Utama

3.4.1.1.Inti Besi

Inti besi adalah tempat melekatnya kumparan dan berfungsi sebagai jalannya

fluks magnetik. Besi yang digunakan untuk inti transformator biasanya mempunyai

kadar silikon yang tinggi dan diproses agar memiliki permeabilitas yang tinggi dan

rugi-rugi histeris yang kecil pada operasi normal. Inti besi berfungsi untuk

mempermudah jalan fluks yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan.

Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi untuk mengurangi panas

(sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh Eddy Current. Ada dua jenis inti yang

biasanya digunakan pada trafo, yang membedakan tipe inti ini adalah cara

pemasangan kumparan primer dan skundernya. Kedua jenis inti tersebut adalah:

1. Tipe inti (core).

2. Tipe cangkang (shell).

Gambar 3.6 Inti Besi

3.4.1.2 Kumparan Transformator

Kumparan pada transformator adalah kawat penghantar yang dialiri oleh arus

listrik dibagian primer dan skunder yang dililitkan pada inti besi transformator untuk

mencegah mengalirnya arus dari kumparan tersebut ke inti besi atau bagian lain

dari transformator biasanya kawat kumparan tersebut dibatasi dengan isolasi padat

seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada transformator terdapat

kumparan primer dan skunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan

tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut akan terjadi fluksi. Fluksi ini

akan menginduksikan tegangan dan bila pada rangkaian skunder dihubungkan dengan

beban maka akan menghasilkan arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat

transformasi tegangan dan arus. Jumlah lilitan transformator pada bagian primer dan

sekunder juga menentukan apakah transformator berfungsi sebagai penaik (step up)

atau penurun tegangan (step down).

Gambar 3.7 Susunan Kumparan dari Transformator

3.4.1.3.Minyak Transformator

Minyak transformator mempunyai fungsi ganda yaitu sebagai bahan isolasi

dan bahan pendingin transformator. Sebagai bahan isolasi, minyak akan mengisi

ruangan antara kumparan primer dan skunder sehingga tidak akan menimbulkan

breakdown antara kumparan tersebut. Sebagai bahan pendingin minyak dipilih karena

minyak dapat mensirkulasikan panas dengan baik. Jenis minyak transformator yang

dipakai adalah #25. Jenis minyak ini berbeda dengan yang biasa dipakai di indonesia

pada umumnya seperti Sheel Dialla B. Sebagai minyak transformator pasti

mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi pula

28

sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi), maka minyak transformator

harus memenuhi persyaratan yaitu:

a. Kekuatan isolasi tinggi

b. Penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam

minyak dapat mengendap dengan cepat.

c. Viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki kemampuan

pendinginan menjadi lebih baik.

d. Titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat menimbulkan

bahaya

e. Tidak merusak bahan isolasi padat.

f. Sifat kimia yang stabil.

3.4.1.4 Tangki Konservator

Tangki konservator merupakan tempat untuk menampung pemuaian minyak

dari minyak yang ada di dalam transformator, minyak pada transformator dalam

keadaan tertentu akan memuai oleh sebab panas akibat temperatur yang tinggi. Hasil

pemuaian dari minyak ditampung didalam tangki yang bernama tangki konservator.

Saat terjadi kenaikan suhu operasi pada transformator, minyak isolasi akan memuai

sehingga volumenya bertambah. Sebaliknya saat terjadi penurunan suhu operasi,

maka minyak akan menyusut dan volume minyak akan turun.

Gambar 3.8 Tangki Konservator

3.4.1.5 Bushing

Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah

bushing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator yang sekaligus

berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator.

Gambar 3.9 Bushing

3.4.2 Bagian Peralatan Bantu Transformator

3.4.2.1 Pendingin Transformator

Transformator umumnya diisi minyak sebagai bahan isolasi antara kumparan

dengan kumparan dan kumparan dengan tangki. Transformator tenaga umumnya

dilengkapi dengan sistem pendingin yang dimaksudkan agar transformator dapat

bekerja sesuai rating yang tertera pada spesifikasinya.

Isolasi kumparan yang terdiri dari kertas kraft mempunyai batas panas yang

diijinkan sesuai dengan kelas isolasi spesifikasi transformator demikian juga minyak

isolasi transformator mempunyai batas panas yang diijinkan, apabila panas-panas

tersebut dilampaui maka isolasi akan rusak dan secara keseluruhan transformator

tersebut akan rusak. Panas tersebut harus direduksi dengan memasang sistem

pendingin yaitu: kipas-kipas radiator dan pompa minyak. Gambar pendingin Riben

dan kipas ditunjukan pada gambar di bawah ini:

30

Gambar 3.10 Pendingin Kipas – Kipas Radiator

3.4.2.2 Tap Changer

Tap changer adalah alat perubah perbandingan transformasi untuk

mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan

jaringan/primer yang berubah-rubah. Tap changer yang hanya bisa beroperasi untuk

memindahkan tap transformator dalam keadaan transformator tidak berbeban

disebut Off Load Tap Changer dan hanya dapat dioperasikan manual. Tap changer

yang dapat beroperasi untuk memindahkan tap transformator, dalam keadaan

transformator berbeban disebut On Load Tap Changer dan dapat dioperasikan secara

manual atau otomatis.

Ada dua cara kerja tap changer:

1. Mengubah tap dalam keadaan transformator tanpa beban.

2. Mengubah tap dalam keadaan transformator berbeban (On Load Tap

Changer/OLTC).

Transformator yang terpasang digardu induk pada umumnya menggunakan

tap changer yang dapat dioperasikan dalam keadaan transformator berbeban dipasang

disisi primer. Sedangkan transformator step up dipembangkit atau pada

transformator-transformator kapasitas kecil, umumnya menggunakan tap changer

yang dioperasikan hanya pada saat tenaga beban On Load Tap Changer terdiri dari:

1. Selector Switch.

2. Diverter Switch, dan

3. Transisi Resistor.

Agar dapat mengisolasi dari bodi transformator (tanah) dan meredam panas

pada saat proses perpindahan tap, maka OLTC direndam di dalam minyak isolasi

yang biasanya terpisah dengan minyak isolasi utama transformator (ada beberapa

transformator yang compartemennya menjadi satu dengan main tank). Karena pada

proses perpindahan hubungan tap di dalam minyak terjadi fenomena elektris,

mekanis, kimia dan panas, maka minyak isolasi OLTC kualitasnya akan cepat

menurun, tergantung dari jumlah kerjanya dan adanya kelainan di dalam OLTC.

3.4.2.3 Alat Pernafasan

Karena pengaruh naik turunnya beban transformator maupun udara luar,

maka suhu minyak pun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu

minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak

keluar dari tangki, sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusut maka

udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan

transformator. Akibat pernapasan transformator tersebut maka permukaan minyak

akan selalu bersinggungan dengan udara luar. Udara luar yang lembab akan

menurunkan nilai tegangan tembus minyak transformator, maka untuk mencegah hal

tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi dengan alat

pernapasan, berupa tabung berisi kristal zat hygroskopis.

Gambar 3.11 Alat Pernafasan Transformator

32

3.4.2.4 Indikator

Gambar 3.12 Indikator Winding Temperature

Berfungsi untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu

adanya indikator yang terpasang pada transformator, dan indikator yang biasa

digunakan sebagai berikut:

1. Indikator suhu minyak

2. Indikator permukaan minyak

3. Indikator winding temperatur

4. Indikator kedudukan tap

3.5 Peralatan Proteksi pada Transformator

Proteksi transrmator daya terutama bertugas untuk mencegah kerusakan

transformator sebagai akibat adanya gangguan yang terjadi dalam petak/ bay

transformator, disamping itu diharapkan juga agar pengaman transformator dapat

berpartisipasi dalam penyelenggaraan selektifitas sistem, sehingga pengamanan

transformator hanya melokalisasi gangguan yang terjadi  di dalam petak/bay

transformator saja.

Maksud dan tujuan pemasangan relay proteksi pada transformator daya adalah

untuk mengamankan peralatan /sistem sehingga kerugian akibat gangguan dapat

dihindari atau dikurangi menjadi sekecil mungkin dengan cara :

1) Mencegah kerusakan transformator akibat adanya gangguan/ketidak normalan

yang  terjadi pada transformator atau gangguan pada bay transformator.

2) Mendeteksi adanya gangguan atau keadaan abnormal lainnya yang dapat

membahayakan peralatan atau sistem.

3) Melepaskan (memisahkan) bagian sistem yang terganggu atau yang mengalami

keadaan abnormal lainnya secepat mungkin sehingga kerusakan instalasi yang

terganggu  atau yang dilalui arus gangguan dapat dihindari atau dibatasi

seminimum mungkin dan bagian sistem lainnya tetap dapat beroperasi.

4) Memberikan pengamanan cadangan bagi instalasi lainnya.

5) Memberikan pelayanan keandalan dan mutu listrik yang tbaik kepada konsumen.

Serta mengamankan manusia terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh listrik

Trafo tenaga diamankan dari berbagai macam gangguan, diantaranya dengan

peralatan proteksi  (sesuai SPLN 52-1:1983 Bagian Satu, C) :

Macam-macam peralatan proteksi pada transformator, yaitu :

a. Relay bucholz

Relay bucholz adalah alat atau rele untuk mendeteksi dan mengamankan

terhadap gangguan di dalam transformator yang menimbulkan gas. Gas yang timbul

diakibatkan oleh karena:

1. Hubung singkat antar lilitan/dalam fasa.

2. Hubung singkat antar fasa.

3. Hubung singkat antar phasa ke tanah.

4. Busur api listrik antar laminasi.

5. Busur api listrik karena kontak yang kurang baik.

b. Relay tekanan lebih (sudden pressure relay)

Relay tekanan lebih ini berfungsi hamper sama seperti relay bucholz, yakni

pengaman terhadap gangguan di dalam transformator. Bedanya Relay ini hanya

34

bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung menjatuhkan

PMT.

c. Relay differensial

Relay differensial berfungsi mengamankan transformator dari gangguan

didalam transformator antara lain, flash over antara kumparan atau kumparan dengan

tangki atau belitan dengan belitan didalam kumparan ataupun beda kumparan.

d. Relay arus lebih

Relay arus lebih berfungsi mengamankan transformator dari arus yang

melebihi dan dari arus yang telah diperkenankan lewat dari transformator tersebut dan

arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.

e. Relay tangki tanah

Relay tangki tanah berfungsi untuk mengamankan transformator bila ada

hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak

bertegangan pada transformator.

f. Relay hubung tanah

Relay hubung tanah berfungsi untuk mengamankan transformator bila terjadi

gangguan satu phasa ke tanah.

g. Relay termis

Relay termis berfungsi untuk mencegah atau mengamankan transformator dari

kerusakan isolasi kumparan akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan arus lebih.

Besarnya yang diukur di dalam relay ini adalah kenaikan temperatur.

h. Minyak trafo (transformator oil)

Fungsi dari minyak transformator adalah sebagai insulator yaitu

menginsolasikan kumparan di dalam transformator supaya tidak terjadi loncatan

bunga api listrik (hubungan pendek) akibat tegangan tinggi. Pendingin yaitu

mengambil panas yang ditimbulkan sewaktu transformator berbeban lalu

melepaskannya. Melindungi komponen-komponen di dalam transformator terhadap

korosi dan oksidasi.

3.6 Pemeliharaan Transformator Daya

3.6.1 Pemeliharaan Harian

Pemeliharaan transformator yang berupa monitoring dan dilakukan oleh

petugas operator setiap hari untuk Gardu Induk yang dijaga atau petugas patroli pada

Gardu Induk yang tidak dijaga dan dilaksanakan setiap minggu (Jadwal Mingguan)

dalam keadaan operasi.

Tabel 3.1 Jadwal Pemeliharaan Transformator setiap minggu

NoPeralatan/Komponen Yang Diperiksa

Cara PelaksanaanTrafo Besar Trafo Sedang Trafo Kecil

1

Tangki, radiator,

pompa-pompa

minyak, pipa-

pipa,

katup-katup,

sumbat-sumbat.

Tangki,

radiator,

pompa-pompa

minyak, pipa-

pipa,

katup-katup,

sumbat-

sumbat.

Tangki,

radiator,

pompa-pompa

minyak, pipa-

pipa,

katup-katup,

sumbat-

sumbat.

Periksa apakah ada

kebocoran minyak

2Kipas-kipas

pendingin

Kipas-kipas

pendingin

Kipas-kipas

pendingin

Periksa kipas kipas

apakah ada karat

pada sirip dan

berputar dengan

baik serta stabil.

36

3

Terminal utama,

rel, terminasi

kabel, jumper-

wire, lemari

control

Terminal

utama, rel,

terminasi

kabel,jumper-

wire, lemari

control

Terminal

utama, rel,

terminasi

kabel,

jumperwire,

lemari kontrol

Periksa dari

kotoran / bangkai

binatang atau

binatang serta

benda asing

lainnya.

4Indikator tinggi

minyak

Indikator

tinggi

minyak

Indikator

tinggi

minyak

Periksa tinggi

permukaannminyak

pada indikator

tangki,

konservator.

5 Bushing Bushing Bushing

Periksa apakah ada

yang retak, kotor,

pecah dan

kebocoran minyak.

6Indikator Pompa

sikulasi

Indikator

Pompa

sikulasi

Indikator

Pompa

sikulasi

Periksa indikator

pompa sirkulasi

apakah masih

menunjukkan

aliran minyak

dengan sempurna.

7 Sumber arus

searah (DC)

Sumber arus

searah (DC)

Sumber arus

searah (DC)

Periksa sumber

arus AC/DC

apakah sakelar

dalam keadaan

tertutup dan MCB

nya keadaan ON

dengan sempurna.

8Pemadam

kebakaran

Pemadam

kebakaran

Pemadam

kebakaran

Periksa tekananair

dalam tangki

pemadam, botol-

botol CO2 , BCF

dan sistim

alarmnya.

9

Suhu/

temperatur

minyak dan

kumparan

transformator

Suhu/

temperatur

minyak dan

kumparan

transformator

Suhu/

temperatur

minyak dan

kumparan

transformator

Periksa temperatur

minyak dan

kumparan

transformator.

10Beban

transformator

Beban

transformator

Beban

transformator

Periksa beban

transformator

11

Lemari kontrol

dan

Proteksi

Lemari kontrol

dan

Proteksi

Lemari kontrol

dan

Proteksi

Periksa pintu

apakah sudah

menutup dengan

sempurna , bila

perlu tutup kembali

dan bersihkan bila

kotor.

12

Tekanan gas

Nitrogen (untuk

transformator

tanpa

konservator)

Tekanan gas

Nitrogen

(untuk

transformator

tanpa

konservator)

Tekanan gas

Nitrogen

(untuk

transformator

tanpa

konservator)

Periksa tekanan gas

Nitrogen.

38

3.6.2 Pemeliharaan Bulanan

Pemeliharaan transformator yang berupa monitoring dan dilakukan oleh

petugas Pemeliharaan setiap bulan untuk Gardu Induk yang dijaga maupun Gardu

Induk yang tidak dijaga.

Tabel 3.2 Jadwal Pemeliharaan Transformator setiap bulan

NoPeralatan/Komponen Yang Diperiksa

Cara PelaksanaanTrafo Besar Trafo Sedang Trafo Kecil

1

Lemari

kontrol/

Proteksi dan

box kontrol

serta

Marshaling

kios.

Lemari

kontrol/

Proteksi dan

box kontrol

serta

Marshaling

kios.

Lemari

kontrol/

Proteksi dan

box kontrol

serta

Marshaling

kios.

Periksa Lemari kotrol/

Proteksi dan box

kontrol serta

Marshaling kios dari

kotoran / bangkai

binatang atau binatang

serta benda asing

lainnya.

2

Selicagel dan

sistem

pernapasan.

Selicagel dan

sistem

pernapasan.

Selicagel dan

sistem

pernapasan.

Periksa warna

selicagel pada sistem

pernapasan

transformator apakah

masih biru dan apakah

mulut pernapasannya

masih kerendam

minyak.

3 Kerja OLTC Kerja OLTC Kerja OLTC Periksa jumlah kerja

OLTC apakah sudah

melampaui jumlah

kerja untuk

penggantian

minyaknya atau

minyaknya sudah

kotor.

3.6.3 Pemeliharaan Tahunan

Pemeliharaan transformator yang berupa pemeriksaan, pengukuran dan

pengujian dan dilakukan oleh petugas Pemeliharaan setiap tahun untuk Gardu Induk

yang dijaga maupun Gardu Induk yang tidak dijaga.

Tabel 3.3 Jadwal Pemeliharaan Transformator setiap tahun

NoPeralatan/Komponen Yang Diperiksa

Cara PelaksanaanTrafo Besar Trafo Sedang Trafo Kecil

1 Diafragma Diafragma -

Periksa diapragma

apakah masih menutup

sempurna /rapat , Pada

diaphragma tipe tidak

hancur (non shaterring

type diaphragm),

periksa tertutup oleh

karat atau cat.

2 Tahanan

isolasi

pentanahan

dan tahanan

tanah

Tahanan

isolasi

pentanahan

dan tahanan

tanah

Tahanan

isolasi

pentanahan

dan tahanan

tanah

Periksa tahanan isolasi

dengan megger antara

belitan dan belitan

ketanah serta tahanan

tanahnya. Apabila ada

yang kendor

kencangkan dan nilai

40

tahanan tanah

pentanahan berubah,

kembalikan ke

nilainyanya.

3 Ratio Ratio Ratio

Ukur ratio

transformator apakah

terjadi perubahan.

4Dielektrik

minyak

Dielektrik

minyak

Dielektrik

minyak

Uji dielectrik minyak,

apakah masih sesuai

standar yang

dipergunakan

5Kadar asam

minyak

Kadar asam

minyak

Kadar asam

minyak

Uji dielectrik minyak,

apakah masih sesuai

standar yang

dipergunakan

6

Kadar air

dalam

minyak

Kadar air

dalam minyak

Kadar air

dalam

minyak

Uji kadar air dalam

minyak, apakah masih

sesuai standar yang

dipergunakan

7

Kadar

viscositas

minyak

Kadar

viscositas

minyak

Kadar

viscositas

minyak

Uji viscositas minyak,

apakah masih sesuai

standar yang

dipergunakan.

8Warna

minyakWarna minyak

Warna

minyak

Uji warna minyak,

apakah masih sesuai

standar yang

dipergunakan.

9 Kandungan Kandungan Kandungan Uji kandungan gas

gas dalam

minyak

gas dalam

minyak

gas dalam

minyak

dalam minyak

menggunakan DGA,

apakah masih sesuai

standar yang

dipergunakan.

10

Peralatan

pengaman

transformator

(Bucholz,

Sudden

Pressure, rele

temperatur.)

Peralatan

pengaman

transformator

(Bucholz,

Sudden

Pressure, rele

temperatur.)

Peralatan

pengaman

transformator

(Bucholz,

Sudden

Pressure, rele

temperatur.)

Bersihkan terminal dari

debu. Periksa seal pada

tempat masuk kabel

tripping dan alaram bila

rusak ganti. Bersihkan

rongga tempat

sambungan kabel dari

socket Sudden Pressure

dari bangkai binatang

kecil dan periksa seal

pada tempat masuk

kabel tripping dan

alarm bila rusak ganti.

Uji seluruh alarm dan

trippingnya. Bersihkan

dari debu dan kotoran

lalu beri vet.

11 Bushing

transformator

Bushing

transformator

Bushing

transformator

Bersihkan porselin

dengan air atau sakapen

Periksa dan keraskan

bila terdapat mur baut

yang kendor Periksa

perapat/paking,dan bila

42

bocor diganti yang baru

12Roda gigi

OLTC

Roda gigi

OLTC

Roda gigi

OLTC

Periksa dan kencangkan

serta bersihkan roda

gigi dan beri pelumas.

13

Baut

terminal, baut

bushing, baut

body dan

baut

pentanahan.

Baut terminal,

baut bushing,

baut body dan

baut

pentanahan.

Baut

terminal, baut

bushing, baut

body dan

baut

pentanahan.

Periksa dan kencangkan

bila terdapat baut-baut

sambungan yang

kendor Keraskan semua

baut penghubung.

14

Spark gap

bushing

primer

maupun

sekunder.

Spark gap

bushing primer

maupun

sekunder.

Spark gap

bushing

primer

maupun

sekunder.

Periksa Spark gap

bushing apakah masih

memenuhi syarat ( lihat

lampiran IV .4 buku

O&M SE 032) standard

VDE 0111/12.

15

Baut terminal

pada panel

kontrol dan

proteksi.

Baut terminal

pada panel

kontrol dan

proteksi.

Baut terminal

pada panel

kontrol dan

proteksi.

Periksa dan kencangkan

dan bila terdapat baut-

baut yang kendor pada

panel kontrol dan

proteksi.

16

Kontrol

mekanik,

limit switch,

indikator dari

OLTC.

Kontrol

mekanik, limit

switch,

indikator dari

OLTC.

Kontrol

mekanik,

limit switch,

indikator dari

OLTC.

Uji kontrol, limit switch

apakah bekerja sesuai

fungsinya dan periksa

indikator OLTC apakah

sesuai dengan

posisinya.

17 Tegangan Tegangan Tegangan Uji tegangan tembus

tembus

minyaktembus minyak

tembus

minyak

minyak apakah masih

sesuai standar yang

berlaku.

18 Pondasi Pondasi Pondasi

Periksa pondasi apakah

ada keretakkan-

keretakkan dan

perubahan kedudukan.

Periksa penahan roda

apakah masih tetap

kokoh pada tempatnya.

Periksa apakah isolasi

antara tangki terhadap

tanah masih baik

( untuk trafo yang

memakai pengaman

tangki ).

19

Motor Pompa

sirkulasi dan

Motor Kipas

Motor Pompa

sirkulasi dan

Motor Kipas

Motor Pompa

sirkulasi dan

Motor Kipas

Periksa arus beban

motor dan bandingkan

dengan arus nominal

motor tersebut. Periksa

bantalan motor dan

pelumasnya bila perlu