ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150 kV/70 kV DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN

METODE STOKASTIK

Lailiyana Farida2205 100 091

Pembimbing

:IGN Satriyadi H,ST,MTDr.

I Made Yulistya Negara,ST,M.Sc

OutlineOutline

I. Latar

Belakang

-

Gangguan sering terjadi pada internal transformator tenaga (baik pada tahanan isolasi, tegangan tembus maupun pada kandungan gas terlarut di minyak transformator)-

Gangguan harus dapat didiagnosa dan dianalisis lebih lanjut

demi keperluan pemeliharaan transformator

II.Permasalahan-

Mengevaluasi jenis gangguan yang terjadi di trasformator

150/70 kV di GI Banaran-

Menghitung

nilai

keandalan

transformator

menggunakan

metode

Markov

III. Tujuan-

Membuat

model analisis

kinerja

berdasarkan

data hasil

pengujian-

Menghitung

kualitas

transformator

berdasarkan

hasil

tes

DGA-

Menghitung

hasil

pengujian

tahanan

isolasi-

Menghitung

hasil

pengujian

tegangan

tembus

dengan

menggunakan

metode

Markov

IV. Batasan

Masalah-

Transformator tenaga yang dijadikan objek penelitian adalah transformator 150/70

kV, yang berada di GI Banaran Kediri-

Input

metode DGA adalah data-data hasil pengujian minyak transformator selama 10 tahun

oleh GI Banaran setelah dilakukan uji

kromatograf.-

Input

hasil pengujian tahanan isolasi dan pengujian tegangan tembus dilakukan

berkala pada saat pemeliharaan selama 10 tahun.-

Parameter jenis gangguan adalah hasil pengujian DGA,pengujian tahanan isolasi dan tegangan tembus pada transformator.-

Nilai kualitas transformator dianalisis dengan

metode Markov berdasarkan data hasil tes DGA,

pengujian tegangan tembus, dan tahanan isolasi.

4 Unsur

Sistem

Tenaga Listrik

:

1. Pembangkit

Tenaga

Listrik (PTL)

2. Sistem

Transmisi3. Saluran

Distribusi

4. Pemakaian

Atas

Utilisasi( Instalasi

Pemakaian

Tenaga

Listrik

)

4 Unsur

Sistem

Tenaga Listrik

:

1. Pembangkit

Tenaga

Listrik (PTL)

2. Sistem

Transmisi3. Saluran

Distribusi

4. Pemakaian

Atas

Utilisasi( Instalasi

Pemakaian

Tenaga

Listrik

)

Penampang

Transformator

Secara

Umum

Transformator

mengubah

tegangan

bolak-balik

dari

satu

harga

ke

harga

yang lainnya.Teg. Tinggi

Teg. Rendah

( Step Down )Teg. Rendah

Teg

Tinggi

( Step Up )

Bagian-bagian

Transformator:

-

Bagian

Utama

:a.Inti

Besib.Kumparan

Transformatorc.Minyak

Transformatord.Bushinge.Tangki

dan

Konsevator

-

Bagian

Bantu :a.Sistem

Pendingin

b.Peralatan

Proteksi

Transformator

Tenaga

Berfungi

untuk

menyalurkan

tenaga

/ daya

listrik

dari tegangan

tinggi

ke

tegangan

rendahatau

sebaliknya

(menyalurkan

tegangan)Macam-macam

Transformator

Tenaga

:a. Transformator

generator atau

lebih

dikenal

dengan

transformator

penaik

teganganb. Transformator

transmisi

digunakan

untuk

menyalurkan

daya

pada

sistem

transmisic. Transformator

pengatur

(control) digunakan

sebagai

pengatur

tegangan

Transformator

Distribusi

Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari

gardu

distribusi

ke

konsumenMacam-macam

Transformator

Distribusi

pada

saluran

udara

:a. Conventional Transformer b. Completely Self Protecting Transformer (CSP)c. Completely Self Protecting for Secondary Banking Transformer (CSPB)

Transformator

Pengukuran

Transformator yang khusus dipakai untuk pengukuran dan proteksi yaitu rele pengaman Terdiri

atas

:a. Transformator Arus (Current Transformer)b. Transformator Tegangan (Potential Transformer)

Potensial

TransformerPotensial

Transformer Current TransformerCurrent Transformer

Transformator

TenagaTransformator

Tenaga

Minyak transformator adalah minyak Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan mineral yang diperoleh dengan pemurnian minyak mentah. pemurnian minyak mentah. DalamDalam pemakaiannyapemakaiannya, , karenakarena pengaruhpengaruh panaspanas daridari rugirugi--rugirugi didi dalamdalam transformatortransformator akanakan timbultimbul hidrokarbonhidrokarbon..

Minyak transformator

MMinyak transformatorinyak transformator

Fungsi dari minyak transformator adalah Fungsi dari minyak transformator adalah sebagai :sebagai : 11..InsulatorInsulator

2.2.PendinginPendingin3.3.PelindungPelindung

Proses terbentuknya gas dalam minyak Proses terbentuknya gas dalam minyak transformatortransformator•• ProsesProses over heatingover heating•• Proses pirolisisProses pirolisis

Penyebab utama terbentuknya gas-gas

•Thermal degradation•Arcing•Partial discharge

Dissolved Gas AnalysisDissolved Gas Analysis

MetodeMetode laboratoriumlaboratorium yangyang digunakandigunakan untukuntuk menganalisismenganalisis gas gas dalamdalam minyakminyak transformatortransformator dengandengan mengambilmengambil samplesample minyakminyak dari dari transformatortransformator, , kemudiankemudian gas gas terlarutterlarut diekstrasidiekstrasi, , dipisahkandipisahkan, , diidentifikasidiidentifikasi, dan , dan ditentukanditentukan kwantitasnyakwantitasnya..

–– KarbondioksidaKarbondioksida (CO2)(CO2)–– KarbonmonoksidaKarbonmonoksida (CO)(CO)–– HidrogenHidrogen (H2)(H2)–– AsetilenAsetilen (C2H2)(C2H2)–– EtilenEtilen (C2H4)(C2H4)–– MetanaMetana (CH4)(CH4)–– EtanaEtana (C2H6)(C2H6)

Data pengujian

minyak

transformator

( Januari

2008 )

JenisJenis gasgasHasilHasil

((ppmppm)) KKHydrogen ( H2 )Hydrogen ( H2 ) 20.0020.00 11

Carbon Monoxide ( CO )Carbon Monoxide ( CO ) 5.25.2 11Methane ( CH4 )Methane ( CH4 ) 42.742.7 11

Carbon Dioxide ( CO2 Carbon Dioxide ( CO2 )) 2547.852547.85 22

Ethylene ( C2H4 )Ethylene ( C2H4 ) 1.991.99 11Ethane ( C2H6 )Ethane ( C2H6 ) 60.260.2 11

AcethyleneAcethylene ( C2H2 )( C2H2 ) 0.000.00 11TDCGTDCG 130.10130.10 11

Data pengujian

tahanan

isolasi

transformator

( 2004 )

TahananTahanan isolasiisolasi 20042004 KKPrimeryPrimery--groundground 10mnt10mnt 3500035000 11

SekunderSekunder-- groundground 10mnt10mnt 3500035000 11PrimeryPrimery

sekunderysekundery 10mnt10mnt 3500035000 11

Data pengujian

tegangan

tembus

( 2004 )

TegTeg TembusTembus MinyakMinyak 20042004 KK

MinyakMinyak Main Main TankTank

KV / KV / CmCm 3333 44

MinyakMinyak OLTCOLTC KV / KV / CmCm 31,231,2 44

Pembagian Kondisi Minyak TransformatorBerdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm)

Jenis Gas TerlarutKondisi

1 2 3 4

Hidrogen 100 700 1800 > 1800

Metanaa 120 140 1000 > 1000

Asetilen 35 50 80 > 80

Etilen 50 100 200 > 200

Etana 65 100 150 > 150

Karbonmonoksida 350 570 1400 > 1400

Karbondioksida 2500 4000 10000 > 10000

TDCG < 720 721-1920 1921-4630 > 4630

Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tahanan Isolasi(berdasarkan standar PLN dalam satuan MΩ)

Kondisi1 2 3 4 5

21000 < 11000 - 21000 1000 - 11000 < 1000 F

Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus(berdasarkan standar PLN dalam satuan kV/cm)

Kondisi1 2 3 4 5

74 < 58 - 74 46 - 58 < 46 F

MetodeMetode MarkovMarkovMetodeMetode Markov Markov merupakanmerupakan suatusuatu prosesproses stokastikstokastik dengandengan menggunakanmenggunakan pendekatanpendekatan peluangpeluang suatusuatu kejadiankejadian dalamdalam suatusuatu waktuwaktu dimanadimana kejadiankejadian masamasa lalulalu tidaktidak mempunyaimempunyai pengaruhpengaruh padapada masamasa yang yang akanakan datangdatang bilabila masamasa sekarangsekarang diketahuidiketahui..HasilHasil metodemetode Markov Markov adalahadalah karakteristikkarakteristik daridari variabelvariabel acakacak peluangpeluang suatusuatu kejadiankejadian. . DalamDalam tugastugas akhirakhir iniini karakteristikkarakteristik yang yang dicaridicari adalahadalah : :

1.1. KeandalanKeandalan2.2. KetersediaanKetersediaan

MetodeMetode MarkovMarkov

KeandalanKeandalan atauatau rrealibilityealibility didefinisikandidefinisikan sebagaisebagai peluangpeluang suatusuatu komponenkomponen atauatau sistemsistem

memenuhimemenuhi fungsifungsi yang yang dibutuhkandibutuhkan dalamdalam periodeperiode waktuwaktu yang yang

diberikandiberikan selamaselama digunakandigunakan dalamdalam kondisikondisi beroperasiberoperasi. . DenganDengan katakata

lain lain keandalankeandalan berartiberarti peluangpeluang tidaktidak terjaditerjadi kegagalankegagalan

selamaselama masamasa beroperasiberoperasi..

ProsesProses MarkovMarkov

FungsiFungsi LajuLaju KegagalanKegagalan

)()(

)(1)()(

tRtf

tRdttdRt

Fungsi

Keandalan

t

dtttR0

')'(exp)(

ProsesProses MarkovMarkov•• DalamDalam notasinotasi matriksmatriks::

•• atauatau::

dttdp

dttdp

dttdp )()()( 321

3,221,2

3,12,11

321 )()()(

tptptp

Atpdt

tdp )()(

Kondisi

1 disimbolkan

D1 Kondisi

2 disimbolkan

D2 Kondisi

3 disimbolkan

D3 Kondisi

4 disimbolkan

D4 Kondisi

pemfilteran

disimbolkan

F

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

KeandalanPemodelan

Markov untuk

Kurva

Keandalan

λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b.

)()(

)(1)()(

tRtf

tRdttdRt

Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCGData Laju Perubahan Kondisi TDCG

Perubahan Kondisi λ

(kali/bulan)1 - 3 0.017241379

1 - 2 0.010416667

3 - F 0.00091

Jenis

Gas PerubahanKondisi Waktu

(Hari)TDCG 1 -

3 58Total 58Rata-rata Total/jumlah 58λ 1 -

3 0.017241379Jenis

Gas PerubahanKondisi Waktu

(Hari)TDCG 1 -

2 96Total 96Rata-rata Total/jumlah 96λ 1 -

2 0.010416667λ 3 -

F 0.00091

Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar berikut

Pemodelan

Gas H2

D1 D2 F

Pemodelan

Gas CO

D1 D2 D3 F

Pemodelan

Gas CO2

D1 D2 D3 F

Pemodelan

untuk

TDCG

D1 D2 D3 F

Untuk

gas dan

kondisi

yang lain perhitungan

sama

seperti

contoh

saat

perhitungan

TDCG

Pemodelan

Gas C2

H6

D1 D3 D4 F

Pemodelan

Gas C2

H4

D1 D4 F

Pemodelan

Gas CH4

D1 D2 D3 D4 F

Pemodelan

Gas C2

H2

D1 D4 F

Pemodelan

untuk

Tahanan

Isolasi, Primary Ground

D1 D2 D3 D4 F

Pemodelan

untuk

Tahanan

Isolasi, Secondary Ground

D1 D2 D3 F

Pemodelan

untuk

Tahanan

Isolasi, Primary-Secondary

D1 D2 D3 F

Pemodelan

untuk

Tegangan

Tembus

D1 D2 D4 F

Metode MarkovMetode Markov

Ketersediaan atau Ketersediaan atau avaibilityavaibility didefinisikan sebagai peluang suatu didefinisikan sebagai peluang suatu

komponen atau sistem berfungsi komponen atau sistem berfungsi menurut kebutuhan pada waktu menurut kebutuhan pada waktu

tertentu saat digunakan dalam kondisi tertentu saat digunakan dalam kondisi beroperasi. Ketersediaan beroperasi. Ketersediaan

diinterpretasikan sebagai peluang diinterpretasikan sebagai peluang beroperasinya komponen atau sistem beroperasinya komponen atau sistem

dalam waktu yang ditentukan.dalam waktu yang ditentukan.

Pemodelan

Markov untuk

Kurva

KetersediaanPemodelan

Markov untuk

Kurva

Ketersediaan

Untuk perhitungan μ(laju perbaikan) sama seperti perhitungan λ, beda dari μ

dan λ

adalah μ

laju perbaikan sedangkan λ

laju perburukan.

Data Laju Perubahan Kondisi TDCG

Perubahan Kondisi μ

(kali/bulan) Perubahan Kondisi λ(kali/bulan)

2 - 1 0.032258065 1 - 3 0.0172413793 - 1 0.032258065 1 - 2 0.010416667F - 1 1 3 - F 0.00091

Jenis

Gas PerubahanKondisi Waktu

(Hari)TDCG 1 -

3 58Total 58Rata-rata Total/jumlah 58λ 1 -

3 0.017241379Jenis

Gas PerubahanKondisi Waktu

(Hari)TDCG 2 -

1 31Total 31Rata-rata Total/jumlah 31μ 2 -

1 0.032258065Jenis

Gas PerubahanKondisi Waktu

(Hari)TDCG 1 -

2 96Total 96Rata-rata Total/jumlah 96λ 1 -

2 0.010416667