BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPada masa sekarang ini kebutuhan akan tenaga listrik sangatlah tinggi. Hampir seluruh aktivitas masyarakat memerlukan tenaga listrik. Dengan tingginya ketergantungan terhadap tenaga listrik, maka sangatlah dibutuhkan catu tenaga listrik yang berkualitas. Salah satu elemen dari kualitas suplai listrik adalah ketahanan dan keamanan terhadap gangguan. Gangguan yang dapat terjadi sangat beraneka ragam. Salah satu gangguan yang sering terjadi sehingga mengakibatkan putusnya catu listrik ke pelanggan adalah gangguan pada gardu trafo tiang. Gardu trafo tiang (GTT) berfungsi untuk menurunkan tegangan 20kV dari JTM menjadi tegangan rendah (JTR) 380 / 220 Volt yang seterusnya akan dicatu ke pelanggan. Gardu trafo tiang terdiri dari trafo distribusi yang diletakan pada tiang, dan panel dimana di dalamnya terdapat fuse. Trafo terdiri dari 2 belitan yaitu belitan primer dan belitan sekunder. Pada trafo distribusi belitan primer berada pada sisi tegangan menengah sedangkan belitan sekunder berada pada sisi tegangan rendah. Kedua belitan terendam di dalam minyak yang berfungsi sebagai isolator. Secara umum gangguan pada Gardu Trafo Tiang dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu gangguan fasa ke tanah dan gangguan antar fasa.Keandalan operasi trafo pada sistem distribusi merupakan faktor yang sangat penting dan perlu diperhatikan. Dikarenakan pertumbuhan energi seluruh Indonesia yang mencapai rata rata lebih dari 6% tiap tahunnya, seharusnya diimbangi dengan penambahan set yang memadai akan tetapi dengan berbagai sebab tampaknya hingga saat ini hal itu belum terlaksana dengan baik. Permasalahan tersebut menyebabkan PT. PLN (Persero) perlu melakukan peningkatan mutu penyaluran tenaga listrik pada pelanggan.Untuk dapat menyelesaikan permasalahan tersebut maka perlu adanya pemeriksaan dan pemeliharaan pada GTT agar dapat segara diketahui gardu yang bermasalah ataupun sudah tidak layak dan perlu dilakukan tindakan lebih lanjut seperti rekonfigurasi ataupun manajemen trafo.Dari permasalahan yang dialami oleh PLN tersebut, maka penulis memilih untuk melakukan analisa manajemen trafo pada Penyulang Ngembal Rayon Sukorejo, Pasuruan. Dimana incoming dari penyulang Ngembal tersebut dari GI Purwosari yang terdapat 66 GTT . Terdapat beberapa GTT pada penyulang Ngembal yang beban puncaknya sudah melampaui dari 80%, meskipun begitu perlu ditinjau dari pembebanan untuk setiap jenis trafo berdasar standar pembebanan trafo SPLN 17A:1979 dan juga satndar spesifikasi trafo distribusi menurut SPLN 50:1997. Dan juga ditinjau ketidakseimbangan dimana berdasar standar manejemen trafo dari PLN ketidakseimbangan yang diijinkan sebesar 25% . Selain dari sisi pembebanan perlu ditinjau dari sisi visual maupun tehrmovision dengan mengacu standar IEC 60694. Karena berdasarkan keadaan lapangan di Penyulang Ngembal terjadi beberapa kondisi abnormal pada trafo.Oleh karena itu perlu adanya pengolaan aset yang harus dioptimalkan mulai dari rating pengaman yang harus sesuai dengan SPLN 64:1985 kemudian pemilihan dan pembebanan trafo yang harus sesuai dengan SPLN 50:1997 dan SPLN 17A:1997 serta perangkat PHB TR harus sesuai dengan dengan baik agar tugas kesinambungan pendistribusian tenaga listrik terlaksana tanpa meengorbankan kualitas tenaga listrik dan menurunkan resiko kegagalan operasi aset itu sendiri.Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas maka penulis tertarik untuk membuat Laporan Akhir yang berjudul Analisis Manajemen Pemeliharaan Trafo Pada PT. PLN (Persero) Rayon Sukorejo Penyulang Ngembal Pasuruan untuk mengurangi resiko kegagalan operasi aset akibat pembebanan, kesalahan pemasangan peralatan, rusaknya peralatan dan tingginya suhu peralatan pada GTT yang berada di Penyulang Ngembal Rayon Sukorejo Pasuruan. 1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka dapat dirumuskan beberapa permasslahan sebagai berlikut : Bagaimana perhitungan kebutuhan teknis trafo distribusi yang berada pada penyulang Ngembal dan kesesuaiannya pada kondisi yang terpasang ? Bagaimana kondisi visual, thermovision dan pembebanan pada setiap trafo dan pengaruh terhadap kinerja trafo yang terpasang pada GTT penyulang Ngembal ? Bagaimanaa langkah manajement pemeliharaan trafo yang harus diambil berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan ?

1.3 Batasan Masalah Agar pembahasan lebih jelas dan terarah maka harus ada batasan batasan masalah dalam pengerjaan Laporan Akhir. Adapun batasan batasan masalah sebagai oberikut :1. Pada Laporan Akhir ini hanya dilakukan analisa pada trafo distribusi APJ Pasuruan Rayon Sukorejo di salah satu penyulangnya. 2. Perhitungan gardu distribusi yang dilakukan adalah perhitungan kebutuhan teknis: Pengaman sisi primer berdasarkan standar SPLN 64:1985 Arrester berdasarkan standar SPLN D5.006:2013 Pengaman sisi skunder berdasarkan standar SPLN 64:1985 Penghantar GroundingBerdasarkan nominal trafo yang terpasang.3. Inspeksi yang dilakukan adalah : Kelayakan GTT berdasarkan kondisi visual dan thermovision. Prosentase pembebenan Pembebenan berdasarkan SPLN 17A:1997 Effisiensi pembebenan trafo Ketidakseimbangan beban Arus netral akibat ketidakseimbangan

4. Dalam laporan ini tidak membahas jatuh tegangan, tegangan ujung, rugi rugi jaringan dan harmonisa.5. Tidak dilakukan penyusunan anggaran program kegiatan manajemen trafo.

1.4 Tujuan Adapun tujuan dalam penulisan laporan akhir ini antara lain :1. Menganalisa peralatan yang digunakan pada setiap gardu sesuai dengan trafo terpasang berdasarkan perhitungan teknis dan standar yang berlaku.2. Menganalisa kondisi visual dan thermovision peralatan terpasang pada GTT Penyulang Ngembal.3. Menganalisa hasil penilaian pembebanan trafo.4. Menganalisa langkah manajemen pemeliharaan trafo yang diambil berdasarkan hasil analisa sebelumnya yang telah dilakukan.

1.5 Sistematika Penulisan Penulisan Laporan Akhir ini terdiri atas lima bab, yaitu :BAB IPENDAHULUANPada bab ini dikemukakan latar belakang masalah yang mendorng penulis sehingga memiliki judul Laporan Akhir ini selain itu dikemukakan juga mengenai rumusan masalah, batasan masalah yang akan di bahas, tujuan pembuatan dan penulisan Laporan Akhir, serta sistematika penulisan.BAB II TINJAUAN PUSTAKAMembahas tentang dasar teori yang sesuai dan dibutuhkan untuk menganalisa dan menyelesaikan maalahBAB IIIMETODOLOGIMembahas tentang tempat dan waktu pembuatan laporan, metode pengambilan data yang dilakukan dengan wawancara, observasi data dan studi literature, penyelesaian masalah dan tahapan pembuatan Laporan Akhir.

BAB IVANALISAMembahas mengenai data-data yang diperoleh dari hasil wawancara dan survei di lapangan yang kemudian di analisa agar diperoleh cara penyelesaian yang paling sesuai untuk masalah yang diangkat.BAB VPENUTUPBerisi tentang kesimpulan dan saran-saran dari pembuatan Laporan Akhir ini secara singkat.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1Jaringan Distribusi 20kV2.1.1Sistem RadialSistem radial adalah sistem yang paling sederhana dan yang paling banyak digunakan. Terdiri dari sebuah saluran utama yang keluar dari GI, yang kemudian bercabang menjadi saluran lateral, dan kemudian bercabang lagi menjadi saluran sub lateral. Sistem radial adalah sistem yang termurah tetapi memiliki tingkat keamanan yang terendah karena apabila terjadi gangguan pada suatu titik, akan mengakibatkan pemadaman listrik pada luas wilayah yang besar.

Gambar 2.1 Sistem RadialSumber: Gonen, Turan. Electric Power Distribution System Engineering,Singapore: McGraw-Hill Inc, 1986, p.2272.1.2Sistem LoopSistem loop memiliki tingkat keamanan yang lebih baik dari sistem radial. Sistem loop didesain dengan cara menyambung kedua ujung saluran pada GI. Hal ini mengakibatkan pelanggan dapat memperoleh pasokan energi dari dua arah. Bilamana pasokan dari salah satu arah terganggu, pelanggan akan tersambung dengan pasokan dari arah lainnya. Kapasitas cadangan yang cukup besar harus tersedia pada tiap penyulang. Konduktor pada tiap penyulang juga harus didesain agar dapat menampung total beban kedua saluran. Biasanya konduktor memiliki besar yang sama sepanjang saluran. Sistem loop dapat dioperasikan secara terbuka maupun secara tertutup.

Gambar 2.2 Sistem LoopSumber: Gonen, Turan. Electric Power Distribution System Engineering,Singapore: McGraw-Hill Inc, 1986, p.2302.1.3Sistem SpindelSistem spindel menggunakan dua komponen utama yaitu gardu induk dan gardu hubung. Gardu hubung digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih jaringan primer. Pada gardu hubung dapat dipasang sebuah trafo pengatur tegangan untuk menaikan kembali tegangan yang telah mengalami voltage drop akibat dari panjangnya kabel-kabel tegangan menengah.

Gambar 2.3 Sistem SpindelSumber: Moelyono W., Nono. Pengantar Sistem Distribusi Tenaga Listrik,Surabaya: Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, ITS, 1999, p.120

2.1.4Sistem Spot NetworkSistem spot network adalah sistem jaringan distribusi dengan keandalantertinggi (tanpa padam).

Gambar 2.4 Sistem Spot NetworkSumber: Gonen, Turan. Electric Power Distribution System Engineering,Singapore: McGraw-Hill Inc, 1986, p.289

2.2TrafoTrafo merupakan alat listrik statis, yang digunakan untuk memindahkan daya dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain, dengan mengubah tegangan, tanpa mengubah frekwensi. Trafo terdiri dari dua kumparan konduktor yang saling berinduksi (mutual inductance). Kumparan ini terdiri dari lilitan konduktor berisolasi sehingga kedua kumparan tersebut terisolasi secara elektrik antara yang satu dengan yang lain. Ratio perubahan tegangan tergantung dari ratio perbandingan jumlah lilitan kedua kumparan itu. Kumparan yang menerima daya listrik disebut kumparan primer sementara kumparan yang terhubung ke beban disebut kumparan sekunder. Kedua kumparan tersebut dililitkan pada suatu inti yang terbuat dari laminasi lembaran baja, yang kemudian dimasukan ke dalam tangki yang berisi minyak trafo. Apabila kumparan primer dialiri arus listrik bolak-balik, maka akan timbul fluks magnetik bolak-balik sepanjang inti yang akan menginduktansi kumparan sekunder sehingga kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan.

Gambar 2.5 Konstruksi Dasar TrafoSumber: Burke, James J. Power Distribution Engineering Fundamentals AndApplications. New York: Marcel Dekker INC, 1994, p.30

Apabila trafo diasumsikan sebagai trafo ideal dimana tidak terjadi rugirugi daya pada trafo, maka daya pada kumparan primer (P1) sama dengan daya pada kumparan sekunder (P2). Besar tegangan dan arus pada kumparan sekunder diatur menggunakan perbandingan banyaknya lilitan antara kumparan primer dan kumparan sekunder berdasarkan rumus:

n = = = (2.1)

dimana,Np = Banyaknya lilitan kumparan sisi primerNs = Banyaknya lilitan kumparan sisi sekunderVp = Tegangan sisi primer (V)Vs = Tegangan sisi sekunder (V)Ip = Arus sisi primer (V)Is = Arus sisi sekunder (V)

2.2.1Inti TrafoSecara umum dapat dibedakan dua jenis trafo menurut konstruksinya, yaitu tipe inti (core), dan tipe cangkang (shell). Pada tipe inti terdapat dua kaki, dan masing-masing kaki dibelit oleh satu kumparan. Sedangkan tipe cangkang mempunyai tiga buah kaki, dan hanya kaki yang tengah saja yang dibelit oleh kedua kumparan. Kedua kumparan saling tergabung secara magnetik melalui inti, tetapi terisolasi secara elektrik. Trafo dengan tipe konstruksi shell memiliki kehandalan yang lebih tinggi dalam menghadapi tekanan mekanis yang kuat pada saat terjadi hubung singkat.

Gambar 2.6 Inti TrafoSumber: Kadir, Abdul. Transformator, Jakarta: PT Elex Media Komputido, 1989,p.11 Pansini, Anthony J. Electrical Distribution Engineering, Singapore: McGraw-Hill Book Company, 1986, p.77

2.2.2 Minyak TrafoMinyak trafo memegang peranan penting dalam sistem isolasi trafo dan juga berfungsi sebagai pendingin untuk menghilangkan panas akibat rugi-rugi pada trafo. Isi utama dari minyak trafo adalah naftalin, parafin dan aromatik. Keuntungan digunakannya minyak trafo yang merupakan isolasi cair sebagai isolator dalam trafo adalah:o Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan isolasi gas, sehingga memiliki kekuatan dielektrik yang lebih tinggi.o Isolasi cair akan mengisi celah atau ruang yang akan diisolasi dan secara serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul akibatrugi energi.o Isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri (self healing) jikaterjadi pelepasan muatan (discharge).

Kekuatan dielektris adalah ukuran kemampuan elektris suatu material sebagai isolator. Kekuatan dielektris didefinisikan sebagai tegangan maksimum yang dibutuhkan untuk mengakibatkan dielectric breakdown pada material, yang dinyatakan dalam satuan volt per satuan ketebalan. Semakin tinggi kekuatan dielektris dari minyak trafo, maka semakin bagus kualitas minyak trafo tersebut sebagai isolator. Kekuatan dielektris dari minyak trafo penting sebagai ukuran kemampuannya menahan tegangan listrik tanpa mengalami kerusakan. Apabila kekuatan dielektris dari hasil pengujian rendah, dapat menunjukan adanya benda benda yang mengotori minyak seperi air dan kotoran atau partikel penghantar dalam minyak. Meskipun demikian kekuatan dielektris yang tinggi dari hasil pengujian tidak mengartikan tidak terjadinya pengotoran. Untuk mencegah kemungkinan timbulnya kebakaran dari peralatan dipilih minyak dengan titik nyala yang tinggi. Titik nyala dari minyak yang baru tidak boleh lebih kecil dari 135 oC, sedangkan untuk minyak bekas tidak boleh kurang dari 130 oC. Trafo distribusi dapat dilengkapi dengan konservator yang berfungsi untukmenampung ekspansi minyak trafo yang naik akibat pemuaian.

Gambar 2.7 KonservatorSumber: Pansini, Anthony J. Electrical Distribution Engineering, Singapore:McGraw-Hill Book Company, 1986, p.340

Menurut SNI 04-6954.2-2004 batas kenaikan suhu minyak bagian atas yang diperbolehkan adalah 60 K pada suhu lingkungan sekitar normal (25C sampai 40C).2.2.3Sistem Pendingin TrafoSistem pendinginan trafo dapat dikelompokan sebagai berikut:o ONAN (Oil Natural Air Natural)Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak dan sirkulasi udara secara alamiah. Sirkulasi minyak yang terjadi pada radiator disebabkan oleh perbedaan berat jenis antara minyak yang dingin dengan minyak yang panas.o ONAF (Oil Natural Air Force)Sistem pendingin ini menggunakan sirkulasi minyak secara alami sedangkan sirkulasi udaranya secara buatan yaitu menggunakan hembusan kipas angin yang digerakan oleh motor listrik. Pada umumnya operasi trafo dimulai dengan ONAN atau dengan ONAF tetapi hanya sebagian kipas angin yang berputar. Apabila suhu trafo meningkat, maka kipas angin lainnya akan berputar secara bertahap.o OFAF (Oil Force Air Force)Pada sistem pendingin ini, sirkulasi minyak pada radiator digerakan menggunakan kekuatan pompa, sedangkan sirkulasi udara menggunakan kipas angin. 2.2.4Bushing TrafoHubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui bushing atau bantalan, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo. Bushing pada trafo distribusi biasanya terbuat dari porselin. Flashover pada bushing dapat terjadi apabila muncul tegangan lebih pada konduktor, seperti pada saat terjadi sambaran petir. Apabila tegangan lebih tersebut lebih besar dari V50% (sparkover voltage) dari isolasi bushing maka dapat mengakibatkan flashover. V50% untuk tegangan 20kV adalah 160kV.

2.2.5Golongan Hubungan TrafoGolongan hubungan menandakan bagaimana kumparan-kumparan dari sebuah trafo saling dihubungkan Untuk penetapan golongan hubungan ini dipergunakan tiga tanda atau kode, yaitu:o Tanda hubungan untuk sisi primer terdiri atas kode I,D,Y, atau Zo Tanda hubungan untuk sisi tegangan rendah terdiri atas kode i,d,y, atau zo Angka jam yang menyatakan bagaimana kumparan-kumparan pada sisi tegangan rendah terletak terhadap sisi tegangan tinggi. Untuk keperluan pengusahaan paralel, angka jam trafo perlu diketahui.

Tabel 2.1 Golongan Hubungan Trafo

Sumber: Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama, 2000, p.48

Gambar 2.8 Hubungan Dy11Sumber: Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama, 2000, p.47

2.2.6Trafo Distribusi

Gambar 2.9 Trafo Distrbusi 20 kVSumber: Kadir, Abdul. Transformator, Jakarta: PT Elex Media Komputido, 1989, p.180

Trafo distribusi berfungsi untuk mengubah tegangan menengah 20 kV dari SUTM menjadi tegangan rendah 400 / 231 Volt dengan tegangan operasi 380 / 220 Volt. Daya 3 fasa dari saluran distribusi dapat di transform menggunakan tiga buah trafo 1 fasa atau dengan hanya menggunakan sebuah trafo 3 fasa. Kumpulan trafo 1 fasa yang digunakan untuk mentransform daya 3 fasa disebut trafo bank 3 fasa.Trafo distribusi yang terpasang pada tiang dapat dikategorikan menjadi:o Conventional transformerso Completely self-protecting (CSP) transformerso Completely self-protecting for secondary banking (CSPB)transformersConventional transformers tidak memiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap petir, gangguan dan beban lebih sebagai bagian dari trafo. Oleh karena itu dibutuhkan fuse cutout untuk menghubungkan conventional trafonsformers dengan jaringan distribusi primer. Lightning arrester juga perlu ditambahkan untuk trafo jenis ini.Completely self-protecting (CSP) transformers memiliki peralatan proteksi terintegrasi terhadap petir, beban lebih, dan hubung singkat. Lightning arrester terpasang langsung pada tanki trafo sebagai proteksi terhadap petir. Untuk proteksi terhadap beban lebih, digunakan fuse yang dipasang di dalam tangki. Fuse ini disebut weak link. Proteksi trafo terhadap gangguan internal menggunakan hubungan proteksi internal yang dipasang antara belitan primer dengan bushing primer.

Completely self-protecting for secondary banking (CSPB) transformers mirip dengan CSP transformers, tetapi pada trafo jenis ini terdapat sebuah circuit breaker pada sisi sekunder. Apabila terjadi gangguan atau beban lebih pada sisi sekunder, circuit breaker ini akan open sebelum weak link melebur.

Gambar 2.10 Gardu Trafo TiangSumber: Pabla, A.S. Sistim Distribusi Daya Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga, 1986, p. 270

2.3Proteksi2.3.1FuseFuse adalah peralatan proteksi arus lebih yang bekerja dengan menggunakan prinsip melebur. Terdapat dua tipe fuse berdasarkan kecepatan melebur elemen fusenya (fuse link), yaitu tipe K (cepat) dan tipe T (lambat). Fuse yang didesain untuk digunakan pada tegangan diatas 600 Vdikategorikan sebagai fuse cutout. Fuse cutout jenis ekspulsi (expulsion type) adalah yang paling sering digunakan pada sistem distribusi saluran udara. Fuse jenis ini menggunakan elemen fuse yang relatif pendek yang dipasang di dalamfuse catridge.Pada umumnya fuse cutout dipasang antara trafo distribusi dengan saluran distribusi primer. Pada saat terjadi gangguan, elemen fuse akan melebur dan memutuskan rangkaian sehingga akan melindungi trafo distribusi dari kerusakan akibat gangguan dan arus lebih pada saluran primer, atau sebaliknya memutuskan saluran primer dari trafo distribusi apabila terjadi gangguan pada trafo atau jaringan sisi sekunder sehingga akan mencegah terjadinya pemadaman pada seluruh jaringan primer.Terdapat tiga jenis fuse cutout tipe ekspulsi berdasarkan tampilan dan metode operasinya, yaitu:1. enclosed fuse cutout2. open fuse cutout3. open link fuse cutoutNH fuse digunakan pada sisi tegangan rendah trafo distribusi. NH fuse berfungsi untuk melindungi trafo dari gangguan atau beban lebih pada jaringan tegangan rendah.

Gambar 2.11 Fuse Cutout Tipe EkspulsiSumber: Burke, James J. Power Distribution Engineering Fundamentals And Applications. New York: Marcel Dekker INC, 1994, p.105

2.3.2Lightning ArresterPenggunaan lightning arrester pada sistem distribusi adalah untuk melindungi peralatan terhadap gangguan akibat sambaran petir. Arrester juga digunakan untuk melindungi saluran distribusi dari flashover. Arrester dipasang dekat atau pada peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke tanah. Agar perlindungan saluran menjadi lebih efektif, arrester harus dipasang pada setia fasa pada tiap tiang.Pada saat sistem bekerja dalam keadaan normal, arrester memiliki sifat sebagai isolator. Apabila terjadi sambaran petir, arrester akan berubah menjadi konduktor dan membuat jalur ke tanah (bypass) yang mudah dilalui oleh arus petir, sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi pada trafo. Jalur ke tanah tersebut harus sedemikian rupa sehingga tidak akan mengganggu aliran daya normal. Setelah petir hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi isolator, sehingga tidak mengakibatkan pemutus daya terbuka. Pada kondisi operasi normal, arus bocor pada arrester tidak boleh melebihi 2 mA. Apabila arus bocor melebihi angka tersebut, kemungkinan besar arrester mengalami kerusakan.Pada saluran distribusi, arrester yang biasanya digunakan adalah arrester jenis katup (valve type). Arrester jenis katup terdiri dari sela percik terbagi atau sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik tidak linear. Tegangan frekwensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat tersebut menjadi penghantar. Sela seri tidak bisa memutuskan arus susulan. Dalam hal ini dia dibantu oleh tahanan non linier yang mempunyai karakteristik tahanan kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekwensi dasar.

Gambar 2.12 Lightning Arrester Jenis KatupSumber: Hutauruk, TS. Gelombang Berjalan Dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga, 1989, p.103

Gambar 2.13 Karakteristik Volt-Ampere dari Elemen Tahanan KatupSumber: Hutauruk, TS. Gelombang Berjalan Dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga, 1989, p.103

Gambar 2.14 Arrester Katup Jenis DistribusiSumber: Stallcup, James.G. Electrical Grounding And Bounding, Texas: Graybey,2000, p.128

2.4Grounding ( Pentanahan )Pembumian adalah penghubungan suatu bagian dari rangkaian listrik atau bagian yang bersifat konduktor tetapi bukan bagian dari rangkaian listrik yang pada keadaan normal tidak bertegangan, dengan bumi.Tujuan dari pembumian adalah:o Mengurangi tegangan kejut listrik pada peralatano Membuat jalan untuk arus gangguan, baik akibat terjadinya arus hubung singkat ke tanah atau akibat terjadinya sambaran petir.o Untuk membatasi tegangan pada fasa yang tidak mengalami gangguanSesuai Standar Nasional Indonesia 04-0225-2000 pasal 3.13.2.10 dan pasal 3.19.1.4, nilai tahanan pembumian dari suatu elektroda pembumian yang aman adalah maksimal 5 ohm dan jarak antar elektroda pembumian minimal 2 kali panjang elektroda. Resistivitas tanah dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

= 2aR(2.2)

dimana, = Resistivitas tanah (-meter)a = Jarak antara elektrode (meter)R = Besar tahanan yang terukur ()2.5Gangguan Pada Gardu Trafo TiangSecara umum gangguan yang dapat terjadi pada saluran distribusi terbagi atas empat, yaitu:o Gangguan line-ground (fasa ke tanah). Gangguan ini terjadi apabila terdapat satu konduktor yang menyentuh ground atau menyentuh kabel netral.o Gangguan line-line (fasa ke fasa). Gangguan ini terjadi apabila konduktor atau sistem dua fasa atau sistem tiga fasa mengalami hubung singkat.o Double line to ground. Gangguan ini terjadi apabila terdapat dua konduktor yang mengalami hubung singkat dan juga menyentuh ground.o Gangguan tiga fasa ke tanah atau tidak ke tanah (3). 2.5.1Gangguan Sambaran PetirGangguan sambaran petir dibagi atas dua, yaitu sambaran langsung dan sambaran tidak langsung. Sambaran langsung adalah sambaran petir dari awan yang langsung menyambar jaringan sehingga menyebabkan naiknya tegangan dengan cepat. Daerah yang terkena sambaran dapat terjadi pada tower, kawat petir dan kawat penghantar. Besarnya arus atau tegangan akibat sambaran ini tergantung pada besar arus kilat, waktu muka dan jenis tiang saluran. Sambaran tidak langsung atau sambaran induksi terjadi akibat sambaran petir ke bumi atau sambar petir dari awan ke awan di dekat saluran sehingga menyebabkan timbulnya muatan induksi pada jaringan.Pada SUTM, gangguan kilat akibat sambaran tidak langsung atau sambaran induksi tidak boleh diabaikan. Justru gangguan kilat akibat sambaran induksi ini lebih banyak terjadi dibandingkan dengan gangguan akibat sambaran langsung dikarenakan luasnya daerah sambaran induksi.

Gambar 2.15 Bentuk Gelombang PetirSumber: Hutauruk, TS. Gelombang Berjalan Dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga, 1989, p.4

Spesifikasi dari suatu gelombang petir :a) Puncak (crest) gelombang, E (kV), yaitu amplitudo maksimum dari gelombangb) Muka gelombang, t1 (mikrodetik) yaitu waktu dari permulaan sampai puncak.di ambil dari 10 % E sampai 90 % E.c) Ekor gelombang (residual voltage), yaitu bagian di belakang puncak. Panjang gelombang, t2 (mikrodetik), yaitu waktu dari permulaan sampai titk 50 % E pada ekor gelombang. Tegangan residu atau residual voltage adalah tegangan yang dibangkitkan pada tahanan non linier saat lonjakan arus mengalir.d) Polaritas, yaitu polaritas dari gelombang, positif atau negatif.

2.5.2Hubung SingkatHubung singkat dapat terjadi melalui dua atau tiga saluran fasa sistem distribusi. Arus lebih yang dihasilkan oleh hubung singkat tergantung pada besar kapasitas daya penyulang, besar tegangan, dan besar impedansi dari rangkaian yang mengalami gangguan. Hubung singkat menghasilkan panas yang cukup tinggi pada sisi primer trafo, sebagai akibat dari naiknya rugi-rugi tembaga sebagai perbandingan dari kuadrat arus gangguan. Arus gangguan yang besar ini mengakibatkan banyak tekanan mekanik (mechanical stress) pada trafo. Arus hubung singkat pada trafo dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

Isc = ( 2.3 )dimana,kVA = Daya Trafo (kVA)Z = Presentase Impedansi kV = Tegangan fasa-fasa pada sisi tegangan rendah (kV)

Dari rumus:IL-N= A( 2.4 )Dan

IL-L= A( 2.5 )Dapat diperoleh:IL-L= IL-L A( 2.6 )IL-L= 0.866 IL-L Adimana,IL-N = Arus gangguan 1 fasa (A)IL-L = Arus gangguan line-line (A)VL-N = Tegangan distribusi line- netral (V)Z = Impedansi total ()Arus beban penuh dapat diketahui dengan menggunakan persamaan:Isc = ( 2.7 )dimana,S = Daya Trafo (VA)V = Tegangan fasa-fasa pada sisi tegangan rendah (V)

2.5.3Kegagalan Minyak TrafoKegagalan isolasi minyak trafo (insulation breakdown) disebabkan karena beberapa hal antara lain minyak trafo tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya kekuatan dielektris dan karena minyak trafo tersebut dikenakan tegangan lebih. Pada prinsipnya tegangan pada isolator merupakan suatu tarikan atau tekanan (stress) yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu sendiri agar supaya isolator tidak gagal. Dalam struktur molekul material isolasi minyak trafo, elektron-elektron terikat erat pada molekulnya, dan ikatan ini mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang disebabkan oleh adanya tegangan. Bila ikatanini putus pada suatu tempat maka sifat isolasi pada tempat itu hilang. Bila padabahan isolasi tersebut diberikan tegangan akan terjadi perpindahan elektronelektron dari suatu molekul ke molekul lainnya sehingga timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan berubah bila material tersebut kemasukan suatu ketidak murnian (impurity) seperti adanya arangg atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan gagal. Oksigen yang terdapat di udara yang berhubungan dengan minyak yang panas dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi dan terbentuknya bahan asam dan endapan. Kadar asam yang terdapat dalam minyak trafo merupakan suatu ukuran taraf deteriorasi dan kecenderungan untuk membentuk endapan. Endapan ini sangat mengganggu karena melekat pada semua permukaan trafo dan mempersulit proses pendinginan. Lagi pula endapan-endapan itu akan meningkatkan kemungkinan terjadinya bunga api antara bagian-bagian trafo yang terbuka. Suatu endapan setelah mencapai tebal 0,2 sampai 0,4 mm pada inti dan kumparan akan dapat meningkatkan suhu sampai 10 sampai 15C. Bila dalam minyak terdapat kelembaban, maka kelembaban tersebut dapat membentuk jalur-jalur yang membuka jalan terhadap terjadinya hubung singkat. Kelembaban tidak saja menurunkan daya isolasi minyak, melainkan kelembaban itu dapat pula diserap oleh bahan isolasi lainnya, sehingga seluruh trafo menjadi terancam.

2.6TiangPada umumnya tiang listrik yang sekarang digunakan pada SUTM 20 kV terbuat dari beton bertulang dan tiang besi. Pemakaian tiang kayu sudah jarang digunakan karena daya tahannya (umurnya) relatif pendek dan memerlukan pemeliharaan khusus.Dilihat dari fungsinya, tiang listrik dibedakan menjadi dua yaitu tiang pemikul dan tiang tarik. Tiang pemikul berfungsi untuk memikul konduktor dan isolator. Sedangkan tiang tarik fungsinya untuk menarik konduktor.Pada SUTM 20 kV, jarak antar tiang ditetapkan sebesar 40 meter, tetapi jarak tersebut perlu disesuaikan dengan kondisi wilayah sehingga diberi standar jarak sebesar 30 50 meter. Untuk pemasangan tiang, sudah ada standar untuk kedalaman tiang yang harus ditanam dibawah permukaan tanah yaitu 1/6 dari panjang tiang.

Gambar 2.16 Konstruksi Tiang Beton Untuk SUTMSumber: Hutauruk, TS. Gelombang Berjalan Dan Proteksi Surja. Jakarta: Erlangga, 1989, p.190

Gambar 2.17 Konstruksi TM-Trafo 3 Phase dengan 2 TiangSumber: PLN Distribusi Jawa Timur, APJ Surabaya Selatan

2.7MeggerMegger adalah peralatan yang digunakan untuk mengukur resistansi dari isolator. Apabila terdapat suatu isolator yang dihubungkan di antara terminal line dan earth dari megger, maka akan diketahui besar tahanan dari isolator tersebut. Megger bekerja menggunakan prinsip hukum Ohm, yaitu:R = ( 2.8 )dimana,R = Tahanan ()E = Tegangan (V)I = Arus (A)

.

Gambar 2.18 Megger 5000V / 200000M

Metode megger tanah dapat dilihat pada Gambar 2.20. Andaikan antara pipa E dan batang pasak R yang ditanam pada jarak yang cukup jauh terdapat potensial, maka arus yang mengalir dapat diukur dengan ampere meter. Apabila batang pasak lain, yaitu P ditanam pada tempat di sekitar E, voltmeter akan menunjukan beda potensial antara pipa E dengan pasak P di tempat tersebut.Menurut hukum Ohm, beda potensial ini berbanding langsung dengan tahanantanah. Dari sini dapat di plot hubungan antara tahanan dengan jarak dari pipa E, seperti terlihat pada Gambar 2.21. Terlihat bahwa tahanan membesar apabila P semakin jauh dari pipa E, dan kenaikan tersebut dengan cepat berkurang dan bahkan pada jarak tertentu dari pipa E nilainya dapat diabaikan karena sangat kecil.

Gambar 2.19 Metode Megger TanahSumber: Pabla, A.S. Sistim Distribusi Daya Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga, 1986, p.173

Gambar 2.20 Pengaruh Daerah Tahanan Pasak R Terhadap Harga PotensialSumber: Pabla, A.S. Sistim Distribusi Daya Listrik, Jakarta: Penerbit Erlangga,1986, p.173

2.1 Pengertian PemeliharaanKata pemeliharaan diambil dari bahasa yunani terein yang artinya merawat, menjaga dan memelihara. Pemeliharaan adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam, atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima.

2.2 Jenis Jenis Pemeliharaan

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

3.1Waktu dan PenelitianTeknis penelitian yang dipakai dalam penyusunan Laporan Akhir yaitu melaksanakan penelitian langsung di PT. PLN (Persero) APJ PAsuruan. Waktu dan penelitian yang berkenan dengan judul Laporan Akhir ANALISIS MANAJEMEN PEMEELIHARAAN TRAFO PADA PT. PLN (PERSERO) RAYON SUKOREJO PENYULANG NGEMBAL sebagai berikut : Waktu penelitian: Desember Maret 2016Tempat penelitian: PT. PLN (Persero) APJ Pasuruan3.2Diagram Alir PengerjaanMetode analisi data dilakukan dengan mtode perhitungan penentuan kebutuhan gardu distribusi, presentase pembebanan, load factor, effisiensi, penentuan lamanya beban puncak, permalan beban dan ketidakseimbangan beban menggunakan software Microsoft excel 2010. Dari data tersebut kemudian dianalisa dan dibandingkan dengan standar yang ada kemudian dibuat usualan perbaikan.

1.Mulai

2. Survei lapangan dan wawancara untuk pengumpulan data

3.1. Single Line Diagram Penyulang Ngembal2. Data pelangga tiap GTT3. Data hasil inspeksi4. Data spesifikasi trafo yang digunakan

Pengolahan Data4.

4.2Analisa hasil InspeksiAnalisa perhitungan teknis trafo berdasarkan standar yang berlaku.4.1

4.2.2Analis kondisi pembebanan trafo.4.2.1Analis kondisi visual dan thermovixion.

`

Manajemen pemeliharaan trafo.Cara pencegahan dan solusi.Hasil analisa dan perhitungan.

Sesuai tidak dengan standarisasi yang diterapkan

5.Kesimpulan

Selesai

Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan AkhirPenjelasan Diagram Alir:1. Pengerjaan Laporan Akhir ini dimulai dengan melakukan survey data di PT. PLN (Persero) Area Pasuruan Rayon Sukorejo. Kemudian diperoleh data sebagai berikut :a) Single Line Diagram Penyulang Ngembalb) Data pelanggan perGTT pada penyulang Ngembalc) Data hasil inspeksi GTT pada penyulang Ngembald) Spesifikasi Trafo yang digunakan2. Kemudian dilakukan perhitungan teknis trafo, analisa kelayakan trafo berdasarkan metode visualisasi menggunakan mata telanjang dan themovision dibandingkan dengan standarisasi yang ada.3. Pada sisi pembebanan dilakukan perhtungan presentase pembebanan, perhitungan effisiensi, perhitungan lamanya beban puncak. Sehingga akan muncul usulan manejemen pembebanan dengan cara mutasi trafo, uprating trafo, pemindahan beban atau dengan penambahan trafo.4. Menghitung ketidakseimbangan beban dan arus netral akibat ketidakseimbangan beban lalu dibandingkan dengan standart yang ada sehinga muncul usulan untuk penyeimbangan beban.5. Dari data analisa yang dilakukan maka dapat suatu kesimpulan pengerjakan laporan akhir ini.

3.3 Metode Pengambilan DataDalam melakukan penelitian ini, tahapan tahapan yang dilakukan secara berurutan dan disusun secara sistematis dengan tujuan mendapatkan penjelasan anatara data dan informasi yang diperoleh dengan hasil yagn ingin didapat.3.3.1Studi Literatur Studi literatur digunakan untuk mendapatkan teori teori yang akan dijadikan landasan penelitian ini. Studi ini meliputi tentang pemahaman teori dan konsep serta metode yang cocok untuk membentuk kerangka berfikir, agar peneelitian ini bersifat logis dan terarah. Studi literatur dilakukan dengan mempelajari buku buku dan literature yang menunjang dalam penyusunan laporan akhir ini, antara lain :a) Laporan Akhir Milik Dea Bilqis Laxmi Nursal dan Putri Rizki Kusumaningrum yang berjudul Analisis Manajemen Pemeliharaan Trafo Pada PT. PLN (Persero) Rayon Malang Penyulang Asahan.b) Internetc) Standarisasi yang terkait, SPLN dan IEC3.3.2Survei LapanganSurvei lapangan dilakukan untuk mendapatkan data yang diperlukan dalam proses analisa yang akan dilakukan. Survei ini dilakukan pada PT. PLN (persero) Area Pasuruan.3.3 Variabel PenelitianDalam penyusunan laporan akhir ini terdapat beberapa variable penelitian yang perlu diperhatikan. Variabel tersebut antara lain :a. Single line diagram Penyulang Ngembalb. Data pelanggan di Penyulang Ngembalc. Data hasil Inspeksi di Penyulang Ngembald. Data pembebanan trafoe. Data spesifikasi trafo yang digunakan

3.4 Data Dukung3.5.1Single Line Diagram Penyulang Ngembal

DAFTAR PUSTAKA

Bilqis, D.2015. Laporan Akhir ANALISIS MANAJEMEN PEMELIHARAAN TRAFO PADA PT. PLN (Persero) RAYON MALANG KOTA PENYULANG ASAHAN.Standar Nasional Indonesia 04-0225-2000. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional, 2000.Standar Nasional Indonesia 04-6954.2-2004. Jakarta: Badan StandarisasiNasional, 2004.

1

30