kajian pengaruh suhu ambient trafo terhadap susut umur

49
INSTITUT TEKNOLOGI PLN PROYEK AKHIR Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur Trafo Di PLN UP3 Cempaka Putih DISUSUN OLEH : Charisma Brian Ardiansyah NIM : 2017-71-134 PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN INSTITUT TEKNOLOGI – PLN JAKARTA, 2020

Upload: others

Post on 12-Nov-2021

16 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

PROYEK AKHIR

Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur Trafo Di PLN UP3 Cempaka Putih

DISUSUN OLEH :

Charisma Brian Ardiansyah

NIM : 2017-71-134

PROGRAM DIPLOMA III TEKNOLOGI LISTRIK

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN

JAKARTA, 2020

Page 2: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

LEMBAR PENGESAHAN

Proyek Akhir dengan Judul

Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur Trafo Di PLN UP3 Cempaka Putih

Disusun Oleh

Charisma Brian Ardiansyah

NIM : 2017-71-134

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

Program Studi Diploma III

FAKULTAS KETENAGALISTRIKAN DAN ENERGI TERBARUKAN

INSTITUT TEKNOLOGI PLN

Jakarta,

Mengetahui, Disetujui Kepala Program Studi DIII Teknologi

Listrik

(Retno Aita Diantari, ST., MT.)

Pembimbing Pertama Proyek Akhir

(Novi Gusti Pahiyanti, ST., MT.) Pembimbing Kedua Proyek Akhir

(Albert Gifson, ST., MT.)

i

Page 3: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI

Nama : Charisma Brian Ardiansyah

NIM : 2017-71-134

Program Studi : DIII Teknologi Listrik

Judul Proyek Akhir : Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut

Umur Trafo Di PLN UP3 Cempaka Putih

Telah disidangkan dan dinyatakan Lulus Sidang Proyek Akhir pada Program

Diploma III. Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan Institut Teknologi

PLN pada Tanggal 25 Agustus 2020.

Nama Penguji Jabatan Tanda tangan

Retno aita diantari, S.T ., M.T. Ketua Penguji

Oktaria Handayani, S.T ., M.T. Sekertaris Penguji

Aas Wasri Hasanah, S.SI., M.T. Anggota Penguji

Mengetahui,

Kepala Program Studi DIII Teknologi Listrik

(Retno Aita Diantari, ST., MT.)

ii

Page 4: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur
Page 5: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

iv

UCAPAN TERIMAKASIH

Dengan ini saya menyampaikan penghargaan dan ucapan terimakasih yang

sebesar - besarnya kepada yang terhormat :

(Novi Gusti Pahiyanti, ST., MT.)

Selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan petunjuk, saran – saran dan

bimbingannya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada

waktunya.

Terima kasih yang sama, saya sampaikan kepada :

1. Pak Kemas Abdul Gaffur selaku Manager bagian Jaringan di PT. PLN

(Persero) UP3 Cempaka Putih

2. Karyawan Bagian Jaringan PT. PLN (Persero) UP3 Cempaka Putih

Yang telah membantu dalam proses kegiatan dan penulisan laporan magang

ini.

.

Jakarta, 20 Juli 2020

Charisma Brian Ardiansyah

NIM : 2017-71-134

Page 6: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI PROYEK AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Institut Teknologi PLN, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :

Nama : Charisma Brian Ardiansyah

NIM : 2017-71-134

Program Studi : DIII

Jurusan : Teknologi Listrik

Jenis Karya : Proyek Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memeberikan kepada

Institut Teknologi PLN Hak Bebas Royalti Non eksklusif (Nonexclusive Royalty

Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur Trafo Di PLN

UP3 Cempaka Putih.

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non

eksklusif ini Institut Teknologi PLN berhak menyimpan, mengalih

media/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat,

dan mempublikasikan Proyek Akhir saya selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian Pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Jakarta

Pada tanggal 18 Juli :

Yang menyatakan,

Charisma Brian Ardiansyah

Page 7: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

KAJIAN PENGARUH SUHU AMBIENT TRAFO TERHADAP SUSUT UMUR TRAFO DI PLN UP3 CEMPAKA PUTIH

CHARISMA BRIAN ARDIANSYAH 2017-71-134

Dibawah Bimbingan Novi Gusti pahiyanti,ST., MT

ABSTRAK

Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC 220Volt.Suhu Ambient adalah suhu sekitar atau lingkungan yang dipengaruhi oleh sejumlah faktor dan dapat berubah-ubah berdasarkan dari cuaca daerah tersebut Susut umur adalah kondisi dimana suatu peralatan atau komponen memiliki nilai umur yang berkurang dari umur yang sudah seharusnya ditentukan karna berbagai macam faktor.

Kata kunci : Trafo , Susut Umur Trafo , Suhu Ambient

vi

Page 8: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

vii

ABSTRACT

Transformer or often abbreviated with the term transformer is an electrical device that can change the level of an AC voltage to another level. The purpose of changing these levels include reducing AC Voltage from 220VAC to 12 VAC or increasing Voltage from 110VAC to 220 VAC. Transformer or transformer works based on the principle of Electromagnetic Induction and can only work on alternating voltage (AC). The transformer (transformer) plays a very important role in the distribution of electric power. The transformer raises electricity from the PLN power plant to hundreds of kilo Volts to be distributed, and then the other transformer reduces the voltage to the voltage needed by every household or office that generally uses 220Volt AC Voltage. Environmental temperature is the temperature of the environment or environment which is influenced by several factors and can change based on the weather in the area. Loss of life is a condition in which an equipment or component has an age value that is less than the age that should be determined due to various factors

Keywords: Transformer, Shrinkage Age Of Transformer, Ambient Temperature

Page 9: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

viii

DAFTAR ISI

Hal

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

LEMBAR PENGESAHAN TIM PENGUJI .......................................................... ii

PERNYATAAN KEASLIAN PROYEK AKHIR .................................................. iii

UCAPAN TERIMAKASIH ................................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI PROYEK AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................... v

ABSTRAK ........................................................................................................ vi

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 13

1.1. Latar Belakang .................................................................................... 13

1.2 Permasalahan Penelitian ....................................................................... 13

1.2.1. Identifikasi Masalah ..................................................................... 13

1.2.1. Ruang Lingkup Masalah .............................................................. 13

1.3.1. Rumusan Masalah....................................................................... 14

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................. 14

1.3.1. Tujuan ......................................................................................... 14

1.3.2. Manfaat ....................................................................................... 14

1.4. Sistematika Penulisan .......................................................................... 14

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 16

2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................................. 16

Page 10: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

ix

2.2. Teori Pendukung .................................................................................. 16

2.2.1. Transformator .............................................................................. 16

2.2.2. Berdasarkan Fungsi / Pemakaian ................................................ 17

2.2.3. Berdasarkan Lokasi Pemasangan ............................................... 18

2.2.4. Berdasarkan Konstruksi Transformator ....................................... 18

2.2.5. Prinsip Kerja Transformator ......................................................... 19

2.2.6. Uji Kenaikan Suhu Dan Pembebanan Transformator Distribusi ... 20

2.2.7. Sistem Isolasi Transfromator ....................................................... 21

BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................... 23

3.1. Analisa Kebutuhan................................................................................ 23

3.2 Perencanaan Penelitian ......................................................................... 25

3.3. Teknik Analisis ...................................................................................... 26

3.3.1. Umur Transformator Distribusi .................................................... 26

3.2.2. Faktor yang Mempengaruhi Susut Umur Transformator Distribusi

........................................................................................................ 28

3.3.3. Faktor yang Mempengaruhi Susut Umur Transformator Distribusi

........................................................................................................ 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 34

4.1 Hasil ...................................................................................................... 34

4.1.1. Ambient Temperatur pada Gardu Beton Tanpa Exhaust Fan ...... 34

4.1.2. Ambient Temperature pada Gardu Beton yang Dipasang Exhaust

Fan ................................................................................................. 36

4.1.3. Data Gardu Beton yang dipasang exhaust fan dan yang belum

dipasang Exhaust Fan .................................................................... 37

4.1.4. Analisis Benefit Pengkondisian Ambient Temperature pada

Gardu Beton Dengan Pemasangan Exhaust Fan ........................... 38

4.1.5. Cara Pemasangan Exhaust Fan pada Gardu Beton .................... 43

Page 11: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

x

4.2. Pembahasan ........................................................................................ 43

BAB V PENUTUP ........................................................................................... 45

5.1. Kesimpulan ........................................................................................... 45

5.2. Saran .................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46

Page 12: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik Kelas Isolasi ................................................................ 22

Tabel 3.1 Kondisi Transformator ...................................................................... 28

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Nilai Umur Relatif pada Gardu Beton yang Belum

Dipasang Exhaust Fan (wilayah UP3 PLN Cempaka Putih)............................. 36

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Nilai Umur Relatif pada Gardu Beton yang Sudah

Dipasang Exhaust Fan .................................................................................... 40

Tabel 4.3 Gardu yang sudah dipasang Exhaust Fan.........................................40

Tabel 4.4 Gardu yang belum dipasang Exhaust Fan..........................................40

Tabel 4.4 Perbandingan Gardu Beton yang sesudah dan sebelum dipasang

Exhaust Fan .................................................................................................... 41

Tabel 4.5 perbandingan ambient temperatur sebelum dan sesudah pemasangan

Exhaust Fan .................................................................................................... 41

Page 13: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Trafo satu fase ............................................................................. 16

Gambar 2.2 Trafo tiga fase .............................................................................. 17

Gambar 2.3 Konstruksi transformator .............................................................. 19

Gambar 2.4 prinsip kerja transformator ............................................................ 20

Gambar 3.1 kurva umur transformator distribusi VS Suhu Belitan ................... 27

Gambar 3.2 Figur kerusakan isolasi trafo ........................................................ 28

Gambar 3.3 Proses Oksidasi, Hidrolisis dan Pirolisis ....................................... 28

Gambar 3.4 Diagram Termal Transformator (Standar IEC 354-1972 Loading

Guide for Oil-Immersed Transformer) .............................................................. 33

Page 14: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

13

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Berdasarkan target yang dideklarasikan oleh PLN UP3 Cempaka Putih ,

bahwa jumlah gangguan trafo dalam setahun maksimal sebanyak 2 kali untuk

tiap UP3 PLN Cempaka Putih. Hal ini mengacu pada visi dan misi distribusi yang

dicanangkan PLN yaitu Efisien, Andal, Aman, dan Berkualitas. Lamanya waktu

pemulihan gangguan trafo dapat mempengaruhi target yang direncanakan maka

dilakuakn upaya-upaya preventif untuk mencegah terjadinya gangguan tersebut.

Penyebab utama gangguan trafo adalah kegagalan isolasi trafo yang salah

satunya disebabkan karena proses ageing (penuaan). Ada beberapa mekanisme

proses ageing, salah satu diantaranya yang paling umum terjadi adalah proses

ageing yang disebabkan karena proses thermal (panas). Faktor yang

mempengaruhi terjadinya thermal ageing ini antara lain adalah kenaikan suhu

belitan, kenaikan suhu permukaan minyak dan akibat dari panas trafo yang

disebabkan oleh faktor-faktor tersebut membuat umur yang seharusnya tidak

tercapai atau mengalami susut umur

1.2 Permasalahan Penelitian 1.2.1. Identifikasi Masalah

Pada sebuah trafo mempunyai umur kelayakan pakai, dan sebuah trafo

memiliki ketahanan terhadap suhu lingkungan yang berubah-ubah. Dari berbagai

macam jenis trafo terdapat material yang dipakai sebagai bahan pembuat trafo

dengan berbagai macam kualitas, pada setiap merk trafo ia memiliki suhu panas

maksimal yang apakah akan berpengaruh terhadap minyak trafo didalamnya,

dan susut umur pada trafo tersebut.

1.2.2. Ruang Lingkup Masalah

Pada penulisan proyek akhir ini agar permasalahan tidak meluas, maka

dibatasi pada:

1. Mencari suhu yang baik untuk trafo.

Page 15: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

14

2. Pengaruh suhu yang baik terhadap umur trafo.

3. Menghitung rugi-rugi trafo.

1.2.3. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah di jelaskan di atas , maka dapat

ditentukan rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimana pengaruh ambient temperature terhadap susut umur trafo?

2. Bagaimana cara pengkondisian ambient temperature pada gardu beton dan

mencari suhu yang terbaik untuk trafo?

3. Bagaimana cara pemasangan exhaust fan yang benar pada gardu beton?

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.3.1. Tujuan Dari rumusan masalah di atas maka di dapatkan tujuan penulisan proyek akhir

sebagai berikut :

1. Mengetahui pengaruh ambient temperature terhadap susut umur trafo dan

cara pengkondisian ambient temperature pada gardu beton yang diharapkan

dapat diimplementasikan pada gardu-gardu beton lainnya.

2. Membandingkan nilai suhu ambient yang telah dipasang exhaust dan dan

belum dipasang exhaust fan.

3. Cara pemasangan exhaust fan yang benar pada gardu beton.

1.3.2. Manfaat Manfaat yang akan dituju dari penulisan proyek akhir ini ialah :

1. Dapat Mengetahui Suhu yang ideal bagi trafo dan pengaruh pada umur trafo.

2. Dapat Menghitung susut umur trafo.

3. Dapat Memasang Exhaust fan guna menjaga suhu disekitar tersirkulasi

dengan baik.

1.4. Sistematika Penulisan Penulisan proyek akhir ini berdasarkan sistematika penulisan yang terdiri

atas beberapa BAB yang saling berkaitan, dimana BAB I (Pendahuluan)

membahas tentang latar belakang penelitian, identifikasi masalah,ruang lingkup

masalah, rumusan masalah, tujuan proyek akhir, manfaat proyek akhir dan

Page 16: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

15

sistematika penulisan , BAB II (Landasan Teori) membahas mengenai teori teori

yang menjadi dasar dari proyek akhir ini , pembahasan mengenai Transformator

, Uji kenaikan suhu dan pembebanan dan sistem isolasi pada Transformator.

BAB III membahas tentang Analisa kebutuhan, Perancangan Penelitian dan

Teknis Analisis pada Proyek akhir. BAB IV (Hasil dan Pembahasan) menjelaskan

tentang cara mengatasi masalah yang disebutkan dalam rumusan masalah. BAB

V merupakan bagian penutup yang berisikan simpulan akhir yang berhubungan

dengan isi penulisan proyek akhir ini.

Page 17: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

16

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka Untuk membantu pembuatan Proyek Akhir ini, dibutuhkan adanya

beberapa referensi yang dapat menjadi acuan penulis dalam melakukan

penelitian.

1. (Widodo, Ridho 2018) melakukan penelitian dengan judul “Analisa

Optimalisasi Ambient Trafo pada jalur Distribusi CHF 3 PT. Bukit Asam

(Persero) tbk” yang memaparkan tentang Penempatan kapasitor bank yang

sesuai dengan menggunakan ETAP.

2.2. Teori Pendukung 2.2.1. Transformator

Transformator merupakan peralatan mesin listrik statis yang bekerja

berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yang dapat mentransformasikan

energi listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah ataupun sebaliknya,

dimana perbandingan tegangan antara sisi primer dan sisi sekunder berbanding

lurus dengan perbandingan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan

perbandingan arusnya dengan nilai frekuensi yang sama besar.

Pada sistem distribusi, transformator digunakan untuk menurunkan

tegangan penyaluran 20 kV ke tegangan pelayanan 400/220 V. Pada fungsi

tersebut, transformator dapat berupa transformator satu fase (Gambar 2.1) yang

secara umum memiliki kapasitas ≤ 160 kVA dengan hubungan vektor Yzn5,

sedangkan tiga fase (Gambar 2.2) memiliki kapasitas > 160 KVA memiliki

hubungan vektor Dyn5 (berdasarkan SPLN 50 tahun 1982 dan 1997, serta SPLN

D3.002-1 : 2007).

Gambar 2.1 Trafo satu fase

Page 18: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

17

Gambar 2.2 Trafo tiga fase

Pada dasarnya transformator memiliki prinsip kerja yang sama.

Transformator dapat dibagi menjadi beberapa macam, tergantung dari fungsi dan

lokasinya.

2.2.2. Berdasarkan Fungsi / Pemakaian 1. Transformator Daya

Transformator daya digunakan sebagai penyuplai daya. Terdapat dua jenis

fungsi transformator ini berdasarkan sistem penyaluran tenaga listrik, yaitu :

a. Transformator step-up merupakan transformator yang memiliki lilitan

sekunder lebih banyak dari lilitan primer sehingga berfungsi sebagai

penaik tegangan pada saat pengiriman/penyaluran daya.

b. Transformator step-down merupakan transformator yang memiliki lilitan

sekunder lebih sedikit dari lilitan primer sehingga berfungsi sebagai

penurun tegangan pada saat menerima/memerlukan daya.

2. Transformator Distribusi

Transformator distribusi digunakan untuk membagi/ menyalurkan arus atau

energi listrik dengan tegangan distribusi agar jumlah energi yang hilang tidak

terlalu banyak (dari gardu induk ke konsumen). Ciri-ciri trafo distribusi yaitu :

a. Jumlah lilitan primer lebih banyak dari jumlah lilitan sekunder.

b. Tegangan primer lebih besar dari tegangan sekunder.

c. Kuat arus primer lebih kecil dari kuat arus sekunder.

3. Transformator Pengukuran

Transformator ini dugunakan untuk pemasangan alat-alat ukur dan proteksi

pada jaringan tegangan tinggi. transformator pengukuran ini terdiri dari :

Page 19: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

18

a. Transformator arus (Current Transformator) berfungsi untuk menurunkan

besarnya arus listrik pada tegangan tinggi menjadi arus listrik yang kecil dan

diperlukan untuk alat ukur dan pengaman.

b. Transformator tegangan (Potensial Transformator) berfungsi untuk

menurunkan besarnya tegangan tinggi menjadi tegangan rendah yang

diperlukan untuk alat ukur dan pengaman/proteksi.

2.2.3. Berdasarkan Lokasi Pemasangan 1. Pemasangan Dalam (Indoor)

Transformator hanya dapat dipasang di dalam ruangan yang aman dan

terlindung dari kondisi cuaca panas, hujan, dan sebagainya.

2. Pemasangan Luar (Outdoor)

Transformator yang dirancang dapat dipasang di luar ruangan, seperti di

switch yard dan tiang portal, namun jenis outdoor ini dapat juga dipasang

dalam ruangan.

2.2.4. Berdasarkan Konstruksi Transformator Konstruksi transformator distribusi dikelompokkan menjadi beberapa bagian

(Gambar 2.3), yaitu :

1. Bagian utama/aktif, terdiri dari inti besi, kumparan transformator, minyak

transformator, bushing, dan tangki konservator.

2. Bagian pasif, terdiri dari sistem pendingin, tap changer, alat pernapasan

(dehydrating breather), dan alat indikator.

3. Sistem insulasi.

4. Terminal.

5. Proteksi gangguan internal.

6. Peralatan proteksi, terdiri dari rele bucholz, pengaman tekanan lebih

(explosive membrane/bursting plate), rele tekanan lebih (sudden pressure

relay), dan rele pengaman tangki.

7. Peralatan tambahan untuk pengaman transformator, terdiri dari rele

differensial, rele arus lebih, rele hubung tanah, rele thermis, dan arrester.

Page 20: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

19

Gambar 2.3 Konstruksi transformator.

Keterangan :

1. Inti Besi 9. Bushing Sekunder

2. Klem Inti Besi 10. Tap Changer

3. Belitan Sekunder 11. Breather

4. Belitan Primer 12. Pembatas Tekanan

5. Penyangga Belitan 13. Gelas Penduga

6. Konservator 14. Roda

7. Fin Radiator 15. Kuping Pengangkat

8. Bushing primer

2.2.5. Prinsip Kerja Transformator Transformator adalah suatu alat listrik yang mentransformasikan energi

listrik dengan memberikan tegangan bolak-balik pada belitan primer untuk

membangkitkan medan magnetik. Garis-garis fluks dari medan magnetik

tersebut akan memotong konduktor belitan sekunder dan menginduksikan

tegangan pada terminalnya. Besar tegangan pada kedua terminal, berbanding

lurus terhadap jumlah lilitan masing-masing belitan. Untuk mendapatkan efisiensi

yang lebih tinggi, garis-garis fluks dialirkan melalui inti besi bereluktansi rendah.

Bagian terbesar garis-garis fluks yang dihasilkan akan mengalir melalui

inti besi, namun beberapa diantaranya mengalir di luar inti besi (bocor)

membentuk impedans bocor (leakage impedance; voltage impedance). Bila

belitan sekunder terhubung dengan beban atau pada terminal belitan sekunder

Page 21: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

20

terbentuk suatu sirkit tertutup, arus akan mengalir pada konduktor kedua belitan

dan sirkit keluaran.

Apabila transformator diasumsikan sebagai transformator ideal dimana

tidak terjadi rugi-rugi daya pada transformator, daya pada kumparan primer (Np)

sama dengan daya pada kumparan sekunder (Ns). Besar tegangan dan arus

pada kumparan sekunder diatur menggunakan perbandingan banyaknya lilitan

antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Namun kenyataannya pada

saat operasi tidak ada transformator yang ideal. Alasannya, pada penyaluran

tenaga listrik terjadi kerugian energi sebesar I² R (Watt.detik). Kerugian ini akan

banyak berkurang apabila tegangan dinaikkan. Hukum yang digunakan pada

prinsip kerja transformator adalah Hukum Lorentz yang berbunyi, “Arus bolak-

balik yang mengalir di suatu kumparan yang mengelilingi inti besi menyebabkan

inti besi itu berubah menjadi magnet (Gambar 2.5a). Apabila magnet tersebut

dikelilingi oleh suatu belitan, kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda

tegangan sehingga akan timbul gaya gerak listrik (GGL)”

Gambar 2.4 prinsip kerja transformator

2.2.6. Uji Kenaikan Suhu Dan Pembebanan Transformator Distribusi Penentuan Suhu Belitan Suhu belitan pada prinsipnya ditentukan dengan

menggunakan metode resistansi. Suhu belitan (∅ ) pada akhir pengujian harus

dihitung dari resistansi yang diukur ( R ) pada suhu tersebut dan resistansinya

yang diukur ( R ) pada beberapa suhu lainnya (∅ ) dengan menggunakan

persamaan (1), (2) dan (3).

Ø2 = 𝑅𝑅1/𝑅𝑅2(235 + Ø1) 235, untuk tembaga (1)

Ø2 = 𝑅𝑅1/𝑅𝑅2(235 + Ø1) − 235, untuk aluminium (2)

Page 22: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

21

Jadi ∆𝑡𝑡 = Ø2− 𝑡𝑡2 (3)

Dimana ∅1 : suhu ruang waktu pengukuran R1 (oC), ∅1 : suhu belitan (oC), R1 :

resistansi dalam keadaan dingin (ohm), R2 : resistansi setelah suplai dibuka

(ohm), ∆t: kenaikan suhu belitan (oC), t2 : suhu ruang pada waktu pengukuran

R2 (oC).

Resistansi (R1) adalah resistansi yang saat diukur dalam keadaan dingin

atau pada saat keadaan awal. Resistansi (R2) diukur bersama setelah suplai

dibuka dengan memperhatikan koreksi atau tanpa membuka suplai dengan

menggunakan metode superposisi, yang terdiri dari arus pengukuran searah

yang kecil dialirkan kedalam belitan, disuperposisikan pada arus beban. Suhu

belitan rata–rata dapat ditentukan dengan menggunakan termokopel yang

ditempatkan pada permukaan belitan luar dan batas kenaikan suhu.

Pengukuran Minyak Bagian Atas Suhu minyak bagian atas harus diukur

dengan mempergunakan termometer yang ditempatkan di dalam suatu kantong

termometer berisi minyak pada pipa keluar kearah pendingin, tetapi untuk

pendingin terpisah harus ditempatkan di pipa keluar dekat transformator.

Pengujian harus kontinu sampai persyaratan–persyaratan salah satu metode

dipenuhi. Kenaikan suhu minyak atas dianggap sudah mencapai tunak (steady

state) bila kenaikan suhunya selama empat jam pembacaan berurutan adalah 1

°C/jam. Pengujian diteruskan untuk waktu yang cukup dengan pendinginan

penuh untuk menghindari kesalahan dalam pengukuran kenaikan suhu minyak

akhir.

2.2.7. Sistem Isolasi Transfromator Kegagalan suatu transformator biasanya diakibatkan oleh keburukan dari

sistem isolasinya yang menyebabkan banyaknya efek panas yang terjadi di

dalam transformator. Oleh sebab itu, perlu diketahui atau dipilih kelas isolasi yang

sesuai dengan standar yang berlaku.

Secara umum isolasi pada transformator dibagi menjadi dua bagian, yaitu

isolasi padat dan cair. Isolasi itu sendiri merupakan suatu sifat bahan yang

mampu untuk memisahkan dua buah penghantar atau lebih yang berdekatan,

baik secara elektrik (mencegah kebocoran arus yang terjadi), maupun sebagai

Page 23: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

22

pelindung mekanis (melindungi material, magnetik) dari kerusakan yang

diakibatkan oleh pengkaratan, pengoperasian, pengangkutan ketempat

pemasangan maupun pada saat pengujian.

Ketahanan sistem isolasi dalam peralatan listrik banyak dipengaruhi oleh

beberapa faktor seperti suhu, kekuatan listrik dan mekanik, getaran, kerugian

akibat tekanan atmosfir dan kimia, serta debu dan radiasi. Suhu dalam sistem

peralatan listrik sering kali mempengaruhi faktor-faktor dalam material isolasi dan

sistem isolasi. Tentunya dasar yang dipakai sepenuhnya untuk kelas dan telah

dikenal oleh dunia. Adapun kelas-kelas isolasi dan suhu yang berlaku menurut

standar IEC 354, serta bahan isolasi yang dipergunakan dapat dilihat pada tabel

2.1.

Tabel 2.1 Karakteristik Kelas Isolasi

NO

KELAS

ISOLASI

TEMPERATUR

MAKSIMUM

BAHAN ISOLASI

1

Y

90°C

Unimpregnated cellulose, katun, sutera.

2

A

105°C

Impregnated cellulose, katun atau sutera; kertas minyak

3 E 120°C

Cellulose triacetate

4 B 130°C

Mika, fiber glass, asbes berlapis organik.

5

F

155°C

Sama dengan kelas E dengan lapisan yang cukup

6

H

180°C

Sama dengan kelas E dengan lapisan silicon

7 200 200°C Sama dengan kelas H

8

220

220°C

Mika, porselen, glas-kwarsa dan sejenis material inorganik.

Page 24: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

23

9 250 250°C Sama dengan kelas 220

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Analisa Kebutuhan Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini adalah tingginya

temperatur sekitar (ambient) pada gardu beton yang melebihi standar ambient

desain trafo. Tingginya temperatur ambient ini akan menyebabkan terjadinya

kenaikan hot spot temperature pada trafo, dimana hal ini akan menyebabkan

isolasi trafo mengalami proses thermal ageing. Hal ini dimungkinkan, karena

temperatur sekitar yang tinggi menyebabkan proses sirkulasi panas menjadi

tidak lancar dan akhirnya proses pelepasan panas dari trafo menjadi terhambat.

Akar permasalahan ini disebabkan karena tidak lancarnya sirkulasi antara udara

di dalam dan di luar gardu, sehingga panas di dalam gardu cenderung tetap

bertahan di dalam gardu dan menyebabkan suhu di dalam gardu meningkat.

Dalam bab ini akan dibahas mengenai formulasi dan data pendukung

perhitungan umur ekonomis trafo antara gardu beton yang dipasang exhaust fan

dengan gardu yang tidak dipasang exhaust fan)

1. Wawancara

Metode wawancara ini dilakukan sebagai teknik pengumpulan data awal

yang dilakukan kepada beberapa ahli dalam bidang kelistrikan yang berkaitan

dengan objek penelitian. Dimana proses ini dilakukan mengenai permasalahan

tentang Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur Trafo Di PLN UP3 Cempaka

Putih.

2. Observasi Lapangan

Metode ini dilakukan dengan cara pengamatan secara langsung ke lapangan

tempat melakukan penelitian yang dilakukan di GI Pulo Gadung dan GI

Rawamangun.

3. Pengolahan Data

Page 25: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

24

Pada tahap ini menggunakan metode dengan melakukan studi literatur

seputar susut daya dan jatuh tegangan. Kemudian peneliti melakukan

perhitungan dan melakukan analisa terhadap data – data yang telah didapatkan.

Page 26: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

25

3.2 Perencanaan Penelitian

Pada tahap ini melakukan proses pengumpulan data untuk melakukan

pengamatan dan analisa terhadap objek penelitian dan juga mengumpulkan

informasi baik teori, rumus-rumus, maupun data teknik dari perpustakaan,

perusahaan, internet, jurnal ilmiah, buku-buku, dan laporan penelitian,, sehingga

mendapatkan data serta informasi yang dibutuhkan. Tahapan ini juga mengambil

data – data yang berkaitan di GI Ciledug dan GI Petukangan. Untuk membantu

dalam penyusunan penelitian ini maka perlu adanya diagram alir (flowchart)

untuk menjelaskan tahapan – tahapan dalam penelitian, berikut adalah diagram

alir nya :

Gambar 3. 1 Diagram Alur Penelitian

Mulai

Pengumpulan Data

Perhitungan dan Analisa

Pemasangan Exhaust Fan

Ambient Temperature ruang Trafo sesuai dengan standard ?

Selesai

Page 27: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

26

3.3. Teknik Analisis 3.3.1. Umur Transformator Distribusi

Belitan transformator diinsulasi oleh kertas (craft paper) dan minyak

mineral. Kertas berasal dari wood pulp dengan kandungan selulose sekitar 90%.

Selulose akan mengalami penuaan (agieng), terdegradasi dalam fungsi waktu

dengan tingkat laju penuaan yang ditentukan oleh suhu, konsentrasi air dan

konsentrasi oksigen. Faktor-faktor ini secara simultan akan memutus ikatan

panjang cincin glucose, mereduksi kekuatan mekanikal kertas. Degradasi ini

bersifat permanen, sehingga umur kertas insulasi diidentikan dengan umur

transformator.

Umur transformator merupakan fungsi dari umur sistem insulasinya. Umur

insulasi didefinisikan berakhir bila kekuatan mekanikalnya telah menurun hingga

50% kekuatan awal. Pada batas ini transformator masih dapat beroperasi namun

rentan terhadap berbagai gangguan, meskipun beberapa transformator dengan

sisa kuat tarik lebih rendah dari 50% masih tetap dapat beroperasi. pada 180.000

jam (20,55 tahun) bila transformator dioperasikan pada kapasitas beban penuh

secara berkelanjutan. Sistem insulasi didesain untuk beroperasi pada suhu

belitan rata - rata 65°C dan suhu belitan hottest-spot 80 oC di atas suhu ambien

rata - rata 30°C. Dengan kondisi ini, suhu operasi transformator adalah :

• -65 oC kenaikan suhu rata - rata + 30 oC suhu ambien = 95 oC suhu rata - rata belitan

• 80 oC kenaikan hottest-spot + 30 oC suhu ambien = 110 oC suhu hottest-

spot

Sistem insulasi di atas menggunakan material thermal upgraded paper

yang merupakan hasil improvement dari material generasi sebelumnya yang

mempunyai suhu operasi lebih rendah, yaitu :

• 55 oC kenaikan suhu rata - rata + 30 oC suhu ambien = 85 oC suhu rata -

rata belitan

• 65 oC kenaikan hottest-spot + 30 oC suhu ambien = 95 oC suhu hottest-

spot

Secara operasional, umur transformator akan ditentukan oleh suhu pada

konduktor belitannya yang disebabkan oleh pembebanan pada trafo tersebut.

Page 28: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

27

Suhu yang melebihi batas kemampuannya akan mempercepat umur

transformator dan sebaliknya. Kurva umur operasi vs suhu belitan dapat dilihat

pada gambar 3.1 berikut.

Gambar 3.1 kurva umur transformator distribusi VS Suhu Belitan

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa untuk variasi suhu 7 oC dari batas suhu

operasi akan terjadi faktor kelipatan dua. Pada suhu 117 oC, umur transformator

akan berkurang setengahnya akibat penuaan progresif oleh suhu tinggi terhadap

sistem insulasi, sedangkan pada suhu belitan 107 oC umur akan lebih panjang

dua kalinya. Pembebanan yang berlebihan pada transformator (overload), akan

mengakibatkan panas berlebih yang mana akan mempercepat proses oksidasi

pada minyak. Hasil oksidasi inilah sebagai pemicu pengikisan unsur logam

hingga pada akhirnya penurunan kemampuan isolasi yang berujung pada

kerusakan trafo. Selain itu pula, dengan adanya thermal stress yang sangat tinggi

tersebut akan merusak kertas isolasi pada transformator itu sendiri. Gambar 3.2

berikut ini merupakan contoh figur kerusakan isolasi trafo (craft paper) pada suhu

150 oC yang terendam dalam minyak trafo sehingga menimbulkan penurunan

kualitas yang sangat signifikan, yaitu dalam waktu kurang dari 6 bulan, dengan

variasi waktu pada figur penuaan kertas isolasi trafo sebagai berikut :

Page 29: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

28

Gambar 3.2 Figur kerusakan isolasi trafo

3.2.2. Faktor yang Mempengaruhi Susut Umur Transformator Distribusi Selain pembebanan dan suhu tinggi, penuaan pada sistem insulasi dapat

dipercepat oleh kelembaban dan oksidasi. Suhu tinggi, air dan oksigen, secara

simultan akan membentuk siklus berantai melalui tiga proses, oksidasi (pada

minyak dan material selulose), hidrolisis dan pirolisis yang akan mempercepat

kerusakan sistem insulasi. Pada tingkat suhu beban normal, oksidasi dan lembab

cenderung lebih berperan dalam merusak sistem insulasi. Hasil dari siklus ini

adalah peningkatan kadar keasaman (acidity) pada minyak. Berikut merupakan

proses oksidasi, hidrolisis, dan pirolisis (Gambar. 3.3)

. Gambar 3.3 Proses Oksidasi, Hidrolisis dan Pirolisis

Kadar keasaman mempunyai korelasi terhadap pembentukan sludge,

yang keberadaannya akan merusak kemampuan heat transfer minyak. Asam

Page 30: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

29

akan membentuk sludge yang menetap pada belitan transformator,

menghasilkan berkurangnya kemampuan minyak dalam mendisipasi panas.

Suhu operasi belitan yang menjadi lebih panas akan membentuk lebih banyak

sludge dan menimbulkan lebih panas lagi. Kadar asam yang semakin tinggi dan

peningkatan suhu operasi belitan akan mempercepat pemburukan kualitas

insulasi minyak.

Penelitian telah membuktikan bahwa kertas yang mengandung kadar air

2% akan mengalami penuaan tiga kali lebih cepat daripada yang berkadar air 1%

dan pada kadar air 3% kecepatan penuaan akan mencapai 30 kali lebih cepat.

Tabel 3.1 Kondisi Transformator

3.3.3. Faktor yang Mempengaruhi Susut Umur Transformator Distribusi Kondisi ambient temperature (suhu dalam gardu) pada gardu beton di

wilayah UP3 Cempaka Putih yang melebihi temperatur maksimal desain trafo

(40°C), hal ini tidak lepas dari kenaikan suhu rata-rata tahunan yang disebabkan

karena efek pemanasan global. Tingginya suhu di dalam gardu ini akan

menyebabkan efek thermal ageing pada trafo berlangsung lebih cepat yang akan

berdampak pada umur ekonomis trafo, dimana setiap kenaikan 6°C pada hot spot

Kondisi 1 Kondisi baik.

Bila salah satu gas nilainya melebihi batasan level harus diinvestigasi

dengan cepat.

Kondisi 2 Komposisi gas sudah melebihi batas normal.

Bila salah satu gas nilainya melebihi batasan level harus

diinvestigasi dengan cepat. Lakukan tindakan untuk

mendapatkan trend. Gangguan mungkin hadir. Kondisi 3 Pemburukan tingkat tinggi.

Bila salah satu gas nilainya melebihi batasan level harus

diinvestigasi dengan cepat. Lakukan tindakan untuk

mendapatkan trend. Gangguan kemungkinan besar hadir. Kondisi 4 Pemburukan yang sangat tinggi.

Melanjutkan operasi transformator dapat mengarah pada kerusakan

transformator.

Page 31: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

30

temperature akan menyebabkan umur trafo berkurang menjadi setengahnya

(IEC Publication 354-1972). Kenaikan suhu operasi yang diakibatkan kenaikan

ambient temperature ini yang menyebabkan umur ekonomis trafo tidak sesuai

dengan life expectancy, yaitu sekitar 40 tahun. Ini terlihat pada kondisi di

lapangan dimana trafo harus mengalami revisi ataupun penggantian dengan

trafo yang baru sebelum berumur 30 tahun, yang disebabkan karena kerusakan

isolasi trafo.

3.3.3.1. Thermal Agieng Kekuatan isolasi dan umur ekonomis dari transformator pada dasarnya

dipengaruhi oleh kekuatan mekanis dari isolasi pada proses normal ageing. Pada

keadaan pembebanan yang normal, secara teoritis umur dari isolasi trafo

terhadap tekanan mekanis dapat mencapai 100 tahun. Akan tetapi pada

kenyataannya umur trafo dilapangan hanya sekitar 30-50 tahun, bahkan banyak

trafo yang mengalami kerusakan sebelum umur 30 tahun, hal ini disebabkan

karena proses degradasi pada aksesoris trafo yang antara lain terjadi pada tanki,

bushing, dan katup. Proses degradasi ini disebabkan karena proses thermal

ageing, dimana suhu yang terlampau tinggi dapat menyebabkan isolasi kertas

pada trafo mengalami proses degradasi termal, sehingga pada saat terjadi

gangguan (through fault) isolasi kertas akan kehilangan kekuatan menahan

tekanan mekanis yang menyebabkan belitan mengalami pergeseran. Hal inilah

yang menyebabkan kekuatan dielektris mengalami laju penurunan dengan cepat.

Beberapa pernyataan mengenai proses thermal ageing diantaranya adalah:

1. Pada temperatur hot spot antara (80-140) °C, maka setiap kenaikan 6°C, umur

trafo akan berkurang setengahnya (IEC Publication 354 1972- Loading Guide for Oil-Immersed Transformer, CIGRE Transformer Working Group-1961).

2. Proses ageing pada selulosa merupakan proses kimia, dimana panas, air, dan

oksigen adalah katalis (zat yang mempercepat reaksi).

3. Selain menyebabkan efek thermal ageing, suhu yang tinggi juga dapat

menyebabkan tekanan yang tinggi pada internal tank, sehingga dapat

memacu pecahnya tank/kendornya baut pada bodi trafo sehingga

menyebabkan kebocoran minyak trafo.

Page 32: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

31

4. Temperatur yang tinggi pada hot spot dapat menyebabkan timbulnya

gelembung-gelembung bebas yang menyebabkan turunnya kekuatan

dielektrik minyak trafo.

3.3.3.2. Hot Spot Temperature

Hot Spot Temperature merupakan titik pada kumparan transformator yang

memiliki suhu terpanas yang mana titik terpanas ini selalu mendapatkan

perhatian yang paling besar dibandingkan bagian lainnya, karena pada titik ini

merupakan tempat terjadinya degradasi termal. Peristiwa ini dipengaruhi oleh

beberapa hal diantaranya adalah:

1. Kenaikan suhu minyak(Δθ b) berdasarkan SPLN D3 002-1 2007 bahwa kenaikan suhu maksimal minyak

adalah 50°C

2. Kenaikan suhu belitan(Δθ c)

berdasarkan SPLN D3 002-1 2007 bahwa kenaikan suhu maksimal belitan

adalah 55°C

3. Suhu minyak rata-rata (θbr) Suhu minyak rata-rata** = (0,8 x kenaikan maksimal suhu minyak)

**(IEC Standard 60076-2 1993) 4. Suhu temperatur sekitar/ambient (θa)

secara desain transformator dirancang pada suhu operasi sekitar 30°C, dan

temperatur sekitar(ambient) tidak boleh melebihi 40°C (SPLN D3 002-1 2007). 5. Hot spot temperature menurut SPLN D3-002 1 2007 dan IEC Publication 76-

1967 (Loading Guide for Oil-Immersed Transformer) ditetapkan bahwa

suhu titik panas adalah sebesar 98°C.

Dimana berlaku persamaan :

θc = θa + Δθb + Δθc................................................... . (3.1)

Keterangan :

𝛥𝛥𝜃𝜃𝑐𝑐 = Hot Spot Temperature

𝛥𝛥𝜃𝜃𝑎𝑎 = Ambient Temperature

𝛥𝛥𝜃𝜃𝑏𝑏 = Kenaikan Suhu Maksimal Minyak Trafo

𝛥𝛥𝜃𝜃𝑤𝑤0 = Selisih Suhu Maksimal Belitan dan Suhu Rata-rata Minyak

Page 33: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

32

3.3.3.3. Asumsi Diagram Thermal Kenaikan temperatur dapat diasumsikan dengan diagram thermal

sederhana seperti ditunjukkan gambar 3.2. Kenaikkan temperatur top oil yang

diukur selama pengujian kenaikkan temperatur berbeda dengan minyak yang

meninggalkan kumparan. Minyak pada top oil adalah campuran sebagian dari

minyak yang bersirkukasi pada sepanjang kumparan. Tetapi perbedaan ini tidak

dipertimbangkan dengan cukup signifikan untuk memvalidasi metode. Metode ini

disederhanakan sebagai asumsi yang telah dibuat sebagai berikut:

1. Temperatur minyak bertambah secara linear sesuai kumparan

2. Kenaikkan temperatur rata-rata minyak adalah sama untuk semua kumparan

dari kolom yang sama.

3. Perbedaan temperatur antara minyak pada puncak kumparan (asumsinya

sepadan dengan yang di puncak) dan minyak yang berada di dasar kumparan

(asumsinya sepadan dengan yang di pendingin) adalah sama untuk semua

bagian kumparan.

4. Kenaikkan temperatur rata-rata dari tembaga pada setiap posisi diatas

kumparan meningkat secara linear sejalan kenaikkan temperature minyak

yang mempunyai selisih konstan wo antara dua garis lurus (Δwo adalah selisih antara kenaikkan temperatur rata-rata tahanan dan kenaikkan temperatur

rata-rata minyak).

5. Kenaikkan temperatur rata-rata puncak kumparan adalah kenaikkan

temperatur rata-rata minyak ditambah Δwo.

6. Kenaikkan temperatur hot spot adalah lebih tinggi dibanding kenaikkan

temperatur rata-rata puncak kumparan. Untuk menghitung perbedaan antara

Page 34: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

33

kedua kenaikkan temperatur ini, nilai Δwo diasumsikan 0,1 untuk sirkulasi

minyak secara alami. Sehingga kenaikkan temperatur hot spot adalah

sepadan dengan kenaikkan temperatur top oil ditambah 1,1 Δwo

.

Gambar 3.4 Diagram Termal Transformator (Standar IEC 354-1972 Loading

Guide for Oil-Immersed Transformer)

3.3.3.4. Nilai Relatif dari Umur Pemakaian Hubungan Montsinger sekarang telah dapat digunakan untuk menentukan

nilai relative dari umur pemakaian pada temperatur hot spot (θc) dibandingkan

umur pemakaian pada temperatur hot spot normal (θcr). Berdasarkan

hubungan Montsinger yang dijadikan sebagai standar publikasi IEC 354-1972

dan CIGRE Transformer Working Group, bahwa setiap kenaikan 6°C, maka umur

ekonomis trafo berkurang menjadi setengahnya (berlaku untuk hot spot

temperature 80°C-140°C). Hubungan Montsinger dapat dirumuskan sebagai

berikut:

𝑉𝑉 = Laju thermal ageing pada temperatur θcLaju thermal ageing pada temperatur θcr

…………………………………………….(3.2)

𝑉𝑉 = 2(θc−θcr)/6 = 𝑒𝑒0,693(θc−θcr) ...................................................................(3.3)

Dengan memasukkan nilai 𝜃𝜃𝑐𝑐𝑐𝑐 sebesar 98°C kedalam persamaan 3.2, maka

diperoleh persamaan laju pemakain relatif dalam bentuk logaritmis yaitu: 𝑉𝑉 = 10(θc−98)/19,93

.................................................................................(3.4)

Keterangan: 𝜃𝜃𝑐𝑐 : temperatur hot spot riil (sesuai kondisi pemakaian di lapangan).

𝜃𝜃𝑐𝑐𝑐𝑐 : temperatur hot spot standar, yaitu sebesar 98°C (mengacu pada standar IEC Publication 76-1967 dan SPLN D3 002-1 2007).

Page 35: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 4.1.1. Ambient Temperatur pada Gardu Beton Tanpa Exhaust Fan

Pada Studi mengenai analisis pengkondisian ambient Temperature pada

gardu beton terhadap susut umur trafo Khususnya pada gardu beton untuk

mengetahui tingkat perbedaan suhu antara gardu beton yang dipasang exhaust

fan dengan gardu yang tidak dipasang exhaust fan pengukuran suhu didalam

gardu beton ini dilakukan dengan pengukuran suhu dengan menggunakan gardu

beton saat di inspeksi. Dari data ambient temperatur yang diperoleh bisa

didapatkan besarnya suhu hot-spot didalam trafo dan nilai relatif umur trafo

dengan persamaan 3.1 dan 3.4.

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Laju Umur Relatif pada Gardu Beton yang Belum

Dipasang Exhaust Fan (wilayah UP3 PLN Cempaka Putih)

Pada gardu RM 180 yang dioperasikan dalam 1 hari (24 jam) dengan asumsi

ambient temperature (𝜃𝜃𝑎𝑎) konstan sebesar 41 0C adalah sebagai berikut :

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 41 + 50 + (55 − 40)𝑥𝑥1,1

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 107,5 0𝐶𝐶

Setelah diperoleh nilai hot spot temperature, dapat diperhitungkan nilai relatif

umur trafo dengan menggunakan persamaan 3.4, sebagaimana perhitungan

dibawah untuk gardu RM 180 yang dioperasikan 1 hari (24 jam) :

𝑉𝑉 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉 = 10(107,5−98)/19,93

𝑉𝑉 = 3 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

No Nama Gardu

Ambient Temperature

(0C)

Hot Spot Temperature

(0C)

Nilai Umur Relatif

(p.u/hari) 1 RM 180 41 107,5 3

Page 36: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

35

Maka besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar :

𝑉𝑉 = 3 𝑝𝑝.𝑢𝑢

ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟𝑥𝑥 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

= 72 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

Nilai Relatif Umur trafo sebesar 3 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 artinya dalam 1 hari atau 24 jam

operasi sama dengan trafo beroperasi selama 72 jam operasi sebagaimana hasil

perhitungan pada 4.1 di atas pada gardu RM 180 saat belum di pasang exhaust

fan.

Pengukuran dilakukan sebelum di pasang exhaust fan dengan konidisi

temperatur udara luar 330C. Dari Tabel diatas ambient temperatur pada gardu

RM 180 menunjukan suhu yang sangat tinggi dan melebihi toleransi yang telah

diatur SPLN D3 002-1 2007 bahwa trafo 3 fasa beroperasi pada 30°C dengan

toleransi ambient temperature tidak boleh melebihi 40°C.

Selain itu dari tabel diatas menunjukan nilai yang diatas ambang wajar

standar hotspot temperatur yakni diatur SPLN D3 002-1 2007 Dengan panas

hotspot 90°C. Hal ini terlihat pada contoh gardu RM 180 yang memiliki ambient

temperatur 41°C dan nilai hotspot 107,5 °C dengan nilai umur relatif 3 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟.

Secara praktis Trafo memiliki umur 30-50 tahun dan merujuk pada SPLN D3

002- 1 2007 umur ekonomis trafo pada kondisi normal yakni ambient dan hotspot

sebesar 30°C dan 98°C. Adalah 40 tahun. Pada kenyataannya ,karena trafo

beroperasi dengan suhu yang terus diatas rata- rata terjadi penurunan nilai umur

relatif (susut umur). Umur Ekonomis Trafo (N0) yang digunakan sesuai dengan

SPLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi, dalam artian trafo beroperasi dalam

1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari. Perhitungan kondisi gardu RM

180 pada tabel 4.1 untuk gardu dengan ambient temperature (𝜃𝜃𝜃𝜃a) sebesar 41°C

maka diperoleh nilai umur relatif (V2) sebesar 3 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟, untuk perhitungan

umur ekonomis trafo yang berada pada kondisi gardu seperti dimaksud dimana

diketahui :

(𝜃𝜃𝑎𝑎) = 360C

𝑉𝑉2 = 2 p.u/hari = 48 jam/hari = 17520 jam/tahun

Page 37: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

36

𝑉𝑉1 = 1 p.u/hari = 24 jam/hari = 8760 jam/tahun

𝑁𝑁1 = 40 tahun

4.1.2. Ambient Temperature pada Gardu Beton yang Dipasang Exhaust Fan Pada gardu gardu di wailayah PLN UP3 Cempaka Putih sudah banyak juga

Gardu beton yang memakai exhaust fan untuk meminimalisir panas pada bagian

dalam gardu dan membuang udara panas keluar( membuat sirkulasi yang lebih

baik) dengan contoh gardu RM 7 dengan asumsi ambient temperatur sebesar

340C. Yang dioperasikan selama 24 jam dengan asumsi ambient temperature

(θa) konstan sebesar 34 0C adalah sebagai berikut :

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 34 + 50 + (55 − 40) 𝑥𝑥 1,1

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 100.5 𝑤𝑤𝐶𝐶

Setelah diperoleh nilai hot spot temperature, dapat diperhitungkan nilai

relatif umur trafo dengan 3.4 Sebagaimana Perhitungan dibawah untuk gardu

PG 278 dioperasikan 24 jam.

𝑉𝑉 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉 = 10(105,5−98)/19,93

𝑉𝑉 = 1,33 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

Maka besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) s

𝑉𝑉 = 1.33 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 𝑥𝑥 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 = 32 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

Page 38: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

37

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Laju Umur Relatif pada Gardu Beton yang

Sudah Dipasang Exhaust Fan

No Nama Gardu Ambient

Temperature (0C)

Hot Spot Temperature

(0C)

Nilai Umur Relatif

(p.u/hari)

1 RM 7 34 100,5 1,33

Dengan membandingkan Tabel 4.1 dan 4.2 diatas terlihat bahwa pada gardu

beton yang telah dipasang exhaust fan mempunyai ambient temperature dan

nilai susut umur yang lebih rendah dibandingkan gardu yang belum dipasangkan

exhaust fan dan dapat dipastikan umur trafo yang sudah dipasang exhaust

memiliki umur yang lebih panjang dengan range 36 tahun.

4.1.3. Data Gardu Beton yang dipasang exhaust fan dan yang belum dipasang exhaust fan

Tabel 4.3 gardu yang sudah dipasang exhaust fan

1. Trafo merek Trafindo dengan kapasitas 630 KVA.

2. Trafo Memiliki Beban puncak bulan februari 65%.

3. Luas Gardu 7 x 4 m2.

4. Dengan masa Pemakaian 10 tahun.

5. Jumlah Exhaust Fan adalah 0 unit.

6. Jumlah Ventilasi adalah 4 lubang.

Tabel 4.4 gardu yang belum di pasang Exhaust Fan

1. Trafo merek Trafindo dengan kapasitas 630 KVA.

2. Trafo Memiliki Beban puncak bulan februari 60%.

3. Luas Gardu 7 x 4 m2.

4. Dengan masa Pemakaian 12 tahun.

5. Jumlah Exhaust Fan adalah 1 unit.

6. Jumlah Ventilasi adalah 4 lubang.

Page 39: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

38

Tabel 4.5 Perbandingan Gardu Beton yang sudah dipasang Exhaust Fan dan

belum dipasang Exhaust Fan

No Aspek Dengan

Exhaust Fan

Tanpa

Exhaust Fan

Persen

Deviasi (%) 1 Ambeient Temperatur rata-rata

(0C) 34 40 18,34

2 Hot Spot Temperatur rata-rata

(0C) 100,5 106,5 6,5

3 Nilai Umur Relatif rata-rata 1,31 2,67 103,8

Berdasarkan Tabel 4.3 diatas dapat diperoleh beberapa informasi tentang benefit

pemasangan exhaust fan pada gardu beton, keuntungan yang paling jelas

terlihat pada pemasangan exhaust fan adalah suhu rata-rata di dalam gardu yang

lebih rendah sehingga nilai umur relatifnya juga lebih kecil, dengan perbedaan

sebesar 103.8% dibanding gardu beton tanpa exhaust fan.

4.1.4. Analisis Benefit Pengkondisian Ambient Temperature pada Gardu Beton Dengan Pemasangan Exhaust Fan

Pada analisis benefit pengkondisian ambient temperatura dengan

pemasangan exhaust fan ini digunakan studi kasus perbandingan kondisi

temperatur didalam gardu RM 7 sebelum dan sesudah exhaust fan, dengan

perbandingan kondisi sebagai berikut:

Tabel 4.6 perbandingan ambient temperatur sebelum dan sesudah

pemasangan exhaust fan.

Nama

Gardu

Jam

Operasi

Durasi

Operasi

Temperatur ambient ( 0C )

Sebelum

Pemasangan

Exhaust fan

Sesudah

pemasangan

xhaust Fan

Page 40: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

39

RM7 10.00-20.00 10 Jam 40 33.5

20.00-10.00 14 Jam 34 30

Selanjutnya akan dihitung besarnya selisih umur ekonomis trafo 2

kondisi tersebut, yaitu sebelum dan sesudah pemasangan exhaust fan

sebagai berikut :

1. Sebelum Pemasangan Exhaust Fan.

Temperatur hot spot pada masing-masing waktu dapat dihitung dengan

persamaan 3.1 (dengan nilai kenaikan suhu belitan, kenaikan suhu atas minyak

masing-masing adalah: 550C dan 500C).

a. 10.00-20.00 (10 Jam Operasi) dengan ambient temperature 400C

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 40 + 50 + (55 − 40) 𝑥𝑥 1,1

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 106.5 𝑤𝑤𝐶𝐶

maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam :

𝑉𝑉1 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉1 = 10(106,5−98)/19,93

𝑉𝑉1 = 2,67 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉1 = 2,67 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 ∶ 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉1 = 0,11 𝑝𝑝.𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

b. 20.00-10.00 (14 Jam Operasi) dengan ambient temperature 340C

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

Page 41: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

40

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 34 + 50 + (55 − 40) 𝑥𝑥 1,1

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 96.5 𝑤𝑤𝐶𝐶

Maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam :

𝑉𝑉2 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉2 = 10(106,5−98)/19,93

𝑉𝑉2 = 0,84 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 ∶ 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉2 = 0,035 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

Sehingga besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar :

𝑉𝑉 = ( 𝑉𝑉1 𝑥𝑥 10 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗) + (𝑉𝑉2 𝑥𝑥 14 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

𝑉𝑉 = ((0.11𝑝𝑝. 𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 𝑥𝑥 10 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗) + (0.06 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 𝑥𝑥 14 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗)) 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = (1.1 + 0.84) 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = 1,94 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = 1,94 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 𝑥𝑥 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 = 46,56 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

Sama dengan 16994,4 jam/tahun (estimasi 1 tahun = 365 hari) , Selanjutnya

Dengan merujuk pada Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo

beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau 𝑉𝑉 = 1 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟) umur

ekonomis trafo dapat dihitung sebagai berikut :

𝑁𝑁2 =(𝑉𝑉1 −𝑁𝑁1)

𝑉𝑉2

𝑁𝑁2 =�8760 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢 − 40 𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢�

16994,4 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢

𝑁𝑁2 = 20,6 𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢

Page 42: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

41

Dengan menggunakan hubungan Montsinger didapatkan bahwa umur

ekonomis trafo pada kondisi belum dipasang exhaust fan adalah 20,6 tahun

dengan susut umur ekonomis sebesar 19,4 tahun jika dibandingkan dengan

Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1

hari murni selama 24 jam atau 𝑉𝑉 = 1 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟).

2. Sesudah Pemasangan Exhaust Fan.

Temperatur hot spot pada masing-masing waktu dapat dihitung dengan

persamaan 3.1 (dengan nilai kenaikan suhu belitan, kenaikan suhu atas minyak

masing-masing adalah: 550C dan 500C).

a. 10.00-20.00 (10 Jam Operasi) dengan ambient temperature 400C

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 34 + 50 + (55 − 40) 𝑥𝑥 1,1

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 100.5 𝑤𝑤𝐶𝐶

maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam :

𝑉𝑉1 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉1 = 10(106,5−98)/19,93

𝑉𝑉1 = 1,33 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉1 = 1,33 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 ∶ 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉1 = 0,06 𝑝𝑝.𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

b. 20.00-10.00 (14 Jam Operasi) dengan ambient temperature 340C

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 𝜃𝜃𝑎𝑎 + 𝜃𝜃𝑏𝑏 + 𝜃𝜃𝑤𝑤𝑤𝑤

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 30 + 50 + (55 − 40) 𝑥𝑥 1,1

Page 43: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

42

𝜃𝜃𝑐𝑐 = 96,5 𝑤𝑤𝐶𝐶

Maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam :

𝑉𝑉2 = 10(θc−98)/19,93

𝑉𝑉2 = 10(106,5−98)/19,93

𝑉𝑉2 = 0,84 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 ∶ 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉2 = 0,035 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

Sehingga besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar :

𝑉𝑉 = ( 𝑉𝑉1 𝑥𝑥 10 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗) + (𝑉𝑉2 𝑥𝑥 14 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

𝑉𝑉 = ((0,06𝑝𝑝. 𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 𝑥𝑥 10 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗) + (0,035 𝑝𝑝.𝑢𝑢/𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 𝑥𝑥 14 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗)) 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = (0,6 + 0,49) 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = 1,09 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

𝑉𝑉 = 1,09 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 𝑥𝑥 24 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗 = 26,16 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟

Sama dengan 16994,4 jam/tahun (estimasi 1 tahun = 365 hari) , Selanjutnya

Dengan merujuk pada Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo

beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau 𝑉𝑉 = 1 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟) umur

ekonomis trafo dapat dihitung sebagai berikut :

𝑁𝑁2 =(𝑉𝑉1 −𝑁𝑁1)

𝑉𝑉2

𝑁𝑁2 =�8760 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗

𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢 − 40 𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢�

9548,4 𝑗𝑗𝑎𝑎𝑗𝑗/𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢

𝑁𝑁2 = 36,6 𝑡𝑡𝑎𝑎ℎ𝑢𝑢𝑢𝑢

Page 44: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

43

Dengan menggunakan hubungan Montsinger didapatkan bahwa umur

ekonomis trafo pada kondisi belum dipasang exhaust fan adalah 20,6 tahun

dengan susut umur ekonomis sebesar 19,4 tahun jika dibandingkan dengan

Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1

hari murni selama 24 jam atau 𝑉𝑉 = 1 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟).

Dengan demikian apabila dibandingkan selisih umur ekonomis trafo antara

gardu beton yang dipasang exhaust fan dengan gardu yang tidak dipasang

exhaust fan adalah 15 tahun atau dengan kata lain terjadi deviasi sebesar 40,98

%.

4.1.5. Cara Pemasangan Exhaust Fan pada Gardu Beton

1. Di dalam pemasangan exhaust fan kita perlu memperhatikan beberapa hal,

yaitu: Exhaust fan dipasang pada level yang tinggi pada gardu (bagian atas).

2. Intake Grill ventilasi dibuat pada level yang rendah pada gardu yang

berseberangan dengan posisi Exhaust Fan.

3. Pastikan aliran udara melintasi trafo yang akan didinginkan.

4. Pasang pengahalang seperti kawat strimin pada bagian luar exhaust fan dan

intake grill ventilasi dengan tujuan agar terhindar dari binatang yang masuk ke

dalam gardu (contoh: tikus, burung, ular).

4.2. Pembahasan Diketahui Gardu beton (RM 180) yang belum dipasang Exhaust Fan memiliki

suhu ambient 410C didapat nilai susut umurnya yakni 1,33 𝑝𝑝.𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟, yang berarti

suatu trafo dipaksa bekerja seperti 72 jam /hari. Dan didapat pada gardu beton

(RM7) yang sudah dipasangkan Exhaust Fan memiliki suhu ambient 340C

1,33 𝑝𝑝. 𝑢𝑢/ℎ𝑎𝑎𝑐𝑐𝑟𝑟 atau bisa dianggap bahwa trafo bekerja dengan normal. Dapat

terlihat dari Tabel 4.3 dimana pengaruh Exhaust Fan dari gardu yang dipasang

dan tidak dipasang dapat mereduksi suhu panas didalam gardu sekitar 60C. Dan

memungkinkan apabila jumlah Exhaust Fan yang dipasang lebih banyak akan

dapat lebih mereduksi suhu lebih baik. Dengan demikian idealnya suatu gardu

beton untuk mencapai suatu suhu ambient yang ideal memerlukan sirkulasi

Page 45: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

44

udara yang baik dengan cara memasang Exhaust Fan dan juga ventilasi udara.

Page 46: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

45

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan Berdasarkan dengan pembahasan diatas dengan judul mengenai

Pengaruh suhu ambient temperature terhadap susut umur trafo dipln UP3

Cempaka putih. Dapat ditarik beberapa hal yaitu :

1. Setiap Kenaikan 6°C ambient temperature pada bagian dalam gardu dapat

menurunkan umur trafo sebesar 50% dari umur standarnya.

2. Pengkondisian ambient temperature trafo pada ruang trafo di temperature

40°C dapat mengoptimalisasi umur trafo hingga 40 tahun operasi.

3. Pengkondisian ambient temperature ruang trafo dapat dilakukan dengan

pemasangan exhaust fan.

4. Pemasangan exhaust fan diletakan dibagian atas ruang trafo dan bagian

intake grill ditaruh bersebrangan dengan exhaust fan agar terciptanya

sirkulasi didalam gardu yang lebih optimal.

5.2. Saran Setelah dilakukan analisa dapat diusulkan beberapa saran untuk mengatasi

dan mempermudah penyelesaian masalah, sebagai berikut :

1. Pengkondisian exhaust fan sebagai alat pembantu untuk mendinginkan

udara bagian dalam gardu yang ternyata sangat penting untuk nilai umur

trafo.diharapkan seluruh gardu beton memiliki exhaust fan dan intake grill.

2. Trafo–trafo yang melebihi batas usianya lebih baik di ganti karna

berbahaya dan menghindari ledakan akibat kegagalan isolasi pada trafo

Page 47: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

46

DAFTAR PUSTAKA

1. Kadir, Abdul, Transformator, Jakarta : Pradnya Paramita, 1979.

2. IEC, Loading Guide For Oil Immersed Transformer, IEC 354 Publication,

1991.

3. Standar PLN No : D3.002-1. 2007 tentang Spesifikasi Transformator

Distribusi.Jakarta : PT. PLN (Persero) Kantor Pusat.

4. Zuhal ,Dasar Teknik tenaga listrik dan Elektronika Daya,

Jakarta.PT.Gramedia pustaka Utama, 1995.

Page 48: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

47

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Data Personal NIM : 2017-71-134 Nama : Charisma Brian Ardiansyah Tempat / TanggalLahir : Bekasi, 11 Februari 1999 JenisKelamin : Laki-Laki Status Perkawinan : Belum Kawin Program Studi : DIII Teknologi Listrik Alamat Rumah : Taman Kebalen Indah Blok K2 No.8,Babelan,Bekasi

Utara, Jawa Barat. KodePos : 17610 Telp / Hp : 088213861376

Email : [email protected]

Pendidikan Jenjang Nama Lembaga Jurusan Tahun Lulus

SD SDN Harapan Baru III - 2011

SMP SMPN 3 Kota Bekasi - 2014

SMA SMAN 1 Babelan IPA 2017

Demikianlah daftar riwayat hidup ini dibuat dengan sebenarnya.

Jakarta, 15 Maret 2020

Charisma Brian Ardiansyah

Page 49: Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

48

INSTITUT TEKNOLOGI – PLN LEMBAR BIMBINGAN PROYEK AKHIR

Nama Mahasiswa : Charisma Brian Ardiansyah NIM : 2017-71-134 Program Studi : D-III Teknologi Listrik Jenjang : Diploma Pembimbing Pertama : Novi Gusti Pahiyanti, S.T., M.T.

Judul Proyek Akhir : Kajian Pengaruh Suhu Ambient Trafo Terhadap Susut Umur

Trafo Di PLN UP3 Cempaka Putih.

Tanggal Materi Bimbingan Paraf Bimbingan 20/02/2020 Konsultasi mengenai judul proyek akhir

28/03/2020 Konsultasi mengenai BAB 1

02/04/2020 Konsultasi BAB 2 mengenai tinjauan pustaka

13/04/2020 Konsultasi teori yang terkait

20/04/2020 Konsultasi teori sistem proteksi

02/05/2020 Konsultasi teori relai CCP

08/05/2020 Konsultasi BAB III mengenai perancangan penelitian

20/05/2020 Konsultasi flowchart

23/05/2020 Konsultasi mengenai tata cara penulisan

09/06/2020 Konsultasi mengenai BAB 4 mengenai perhitungan data

18/07/2020 Konsultasi mengenai BAB 5

04/07/2020 Konsultasi mengenai tata cara penulisan referensi daftar pustaka