SKRIPSI

ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDUINDUK PANAKKUKANG

OLEH :

MUH FAJAR K MUHAIDIR ALAMSYAH10582167315 10582163315

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2020

ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDUINDUK PANAKKUKANG

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar sarjana Teknik

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Disusun dan diajukan oleh :

MUH FAJAR K MUHAIDIR ALAMSYAH10582167315 10582163315

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2020

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena

atas rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga penulis dapat menyusun tugas akhir ini,

dan dapat menyelesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan akademik yang

harus ditempuh dalam rangka menyelesaikan Program Studi pada Jurusan Teknik

Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar. Adapun judul

tugas akhir kami adalah: “ANALISIS TRANSFORMATOR PADA PT.PLN

(PERSERO) DI GARDU INDUK PANAKKUKANG” Penulis menyadari

sepenuhnya bahwa di dalam penulisan proposal ini masih terdapat kekurangan,

hal ini disebabkan penulis sebagai manusia biasa tidak lepas dari kesalahan dan

kekurangan baik ditinjau dari segi teknis penulisan maupun dari perhitungan-

perhitungan. Oleh karena itu, penulis menerima dengan ikhlas dan senang hati

segala koreksi serta perbaikan guna penyempurnaan tulisan ini agar kelak dapat

bermanfaat.

Proposal ini dapat terwujud berkat adanya bantuan, arahan, dan bimbingan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala ketulusan dan kerendahan hati,

kami mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada:

1. Ayahanda dan ibunda yang tercinta, penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya atas segala limpahan kasih sayang, doa dan pengorbanannya

dalam mendukung penulis untuk menyelesaikan proposal ini.

2. Bapak Hamzah Al Imran, ST.,MT. sebagai Dekan Universitas Muhammadiyah

Makassar.

3. Bapak Umar Katu, ST.,MT sebagai Ketua Jurusan Fakultas Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Makassar serta ibu Adriani, ST.,MT selaku

sekretaris jurusan Teknik Elektro, terima kasih atas bantuannya selama ini

4. Bapak Dr. Ir. H. Zahir Zainuddin, M.Sc. selaku Pembimbing I dan bapak Ir.

Abdul Hafid, MT. selaku Pembimbing II, yang telah meluangkan waktunya

dalam membimbing kami menyelesaikan proposal ini.

5. Bapak dan ibu dosen serta staf pegawai pada Fakultas Teknik Elektro atas

segala waktunya yang telah mendidik dan melayani penulis selama mengikuti

proses belajar mengajar di Universitas Muhammadiyah Makassar.

6. Teman-teman sesama mahasiswa Teknik Elektro Unismuh terima kasih atas

bantuan dan dukungannya selama ini.

Semoga semua pihak tersebut mendapat pahala di sisi Allah SWT dan

proposal yang sederhana ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, rekan-rekan,

masyarakat serta bangsa dan negara. Amin.

Makassar, Agustus 2020

Penulis

ABSTRAK

Muh. Fajar K dan Muhaidir Alamsyah. 2020. Analisis Transformatorpada PT. PLN (Persero) di Gardu Induk Panakkukang. Dibimbing olehH. Zahir Zainuddin dan Abdul Hafid.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana keadaan dan kualitastegangan tembus minyak pada transformator tenaga dan untuk mengetahuibagaimana hasil pengujian tegangan tembus minyak pada transformator tenaga diGardu Induk Panakkukang.

Metode penelitian yang dilakukan adalah analisa deskriptif yaitu dilakukandengan cara mengumpulkan data kemudian menganalisanya, serta mengambilsuatu kesimpulan yang sesuai dengan datan dan hasil analisis. Tahap penelitian inimenggunakan studi literatur, perizinan dan pengambilan data, analisa data, sertapenyelesaian penelitian yang berisi kesimpulan dan pemberian saran.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa transformator tenaga di Gardu IndukPanakkukang bisa dikatakan masih dalam keadaan bagus karena masih dalamkeadaan baru dan belum lama diganti. Hasil uji tegangan tembus minyak isolasiuntuk minyak bagian bawah menunjukan rata-rata 46,6 kV / 2.5mm dengankesimpulan masih OK atau bagus. Minyak OLTC dengan tegangan tembus rata-rata 28,6 kV / 2.5mm menunjukkan minyak dalam keadaan kurang baik sehinggaperlu adanya penggantian minyak.

Kata Kunci: transformator tenaga, tes tegangan tembus (Breakdown VoltageTest), minyak trafo.

ABSTRACT

Muh. Fajar K and Muhaidir Alamsyah. 2020. Transformer Analysis inPT. PLN (Persero) at the Panakkukang Substation. Ied by H. Zahir Zainuddindan Abdul Hafid.

This study aims to find out the state and quality of the oil breakdownvoltage in power transformers and to find out the results of the oil breakdownvoltage test on power transformers at the Panakkukang substation.

The research method used is descriptive analysis, which is done bycollecting data then analyzing it, and drawing conclusions according to the dataand the results of the analysis. This research stage uses literature study, licensingand data collection, data analysis, and completion of research that containsconclusions and providing suggestions.

The results of this research showed that the power transformer at thePanakkukang substation is still in good condition because it is still new andrecently replaced. The result of the insulating oil breakdown voltage test for thelower part of the oil shows an average of 46.6 kV / 2.5mm with the conclusionthat it is still OK or good. OLTC oil with an average breakdown voltage of 28.6kV / 2.5mm indicates that the oil is not in good condition so it needs oilreplacement.

Keywords: power transformer, breakdown voltage test, transformer oil.

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................................i

KATA PENGANTAR............................................................................................ii

ABSTRAK ............................................................................................................ iii

ABSTRACT...........................................................................................................iv

DAFTAR ISI...........................................................................................................v

DAFTAR TABEL .................................................................................................vi

DAFTAR GAMBAR............................................................................................vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah..............................................................................................2

1.3 Tujuan Penelitian ...............................................................................................2

1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................................2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Transformator Tenaga........................................................................................5

2.1.1 Pengertian Transformator...........................................................................5

2.1.2. Konstruksi Bagian-bagian Transformator.................................................5

2.2 Minyak Trafo (Transformator Oil .....................................................................8

2.2.1 Pengertian Minyak trafo.............................................................................8

2.2.2 Jenis Minyak Trafo ....................................................................................9

2.2.3 Tingkatan Standar Minyak Trafo .............................................................10

2.2.4 Pengujian Minyak Isolasi .........................................................................10

2.2.4.1 Ruang lingkup pengujian ......................................................................11

2.2.4.2 Batasan Minyak Isolasi Baru IEC 60296-2003.....................................11

2.2.4.3 Batasan Minyak Isolasi Bekas Pakai IEC 422:1989 .............................13

2.2.4.4 Breakdown Voltage Test .......................................................................14

BAB III METODE PENELITIAN .....................................................................19

3.1 Jenis Penelitian.................................................................................................19

3.2 Tempat dan Waktu...........................................................................................19

3.3 Tahap Penelitian...............................................................................................20

3.4 Flowchart Penelitian ........................................................................................22

3.5 Single Line Diagram ........................................................................................24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................25

4.1 Transformator Tenaga......................................................................................25

4.2 Tegangan Tembus Minyak ..............................................................................26

4.2 Breakdown Voltage Test ..................................................................................26

4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak Bagian Bawah.....................................27

4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak OLTC..................................................28

4.2.3 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo Bagian Bawah Pada Suhu 30˚C................................................................................................................................28

4.2.4 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo OLTC Pada Suhu 30˚ C ......29

4.3 Pembahasan......................................................................................................30

BAB V PENUTUP................................................................................................31

5.1 Kesimpulan ......................................................................................................31

5.2 Saran ................................................................................................................31

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................32

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Breakdown Voltage merek Megger OTS80PB .................................16

Gambar 2.2 Gambar Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak................17

Gambar 3.1 Lokasi PT. PLN (PERSERO) ULTG PANAKKUKANG ................20

Gambar 3.2 Flowchart Penelitian ..........................................................................22

Gambar 3.2 Sigle Line Gardu Induk Panakkukang ...............................................24

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis Minyak ........................................................................................11

Tabel 2.2 Standar Minyak Trafo ...........................................................................11

Tabel 2.3 Ruang Lingkup Pengujian ....................................................................12

Tabel 2.4 Batasan Minyak Isolasi Baru ................................................................14

Tabel 2.5 Batasan Minyak Isolasi Bekas ..............................................................15

Tabel 2.6 Standar Pengujian Tegangan Tembus Minyak .....................................18

Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator GI Panakkukang .........................................23

Tabel 4.1 Data Hasil Uji Tegangan Tembus Minyak Trafo .................................26

Tabel 4.2 Standart nilai pengujian tegangan tembus minyak ...............................28

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Transformator adalah salah satu jenis peralatan listrik yang diperlukan

dalam penyaluran tenaga listrik. Transformator (step up) pada unit pembangkit

berfungsi untuk menaikan tegangan yang dihasilkan oleh generator yang

kemudian disalurkan tenaga llistrik maka sampailah tenaga listrik ke gardu induk

untuk diturunkan tegangannya melalui transformator penurung tegangan (step

down) menjadi tegangan menengah atau juga disebut tegangan primer. Sebagian

besar dari transformator tenaga memiliki kumparan yang intinya direndam dalam

minyak transformator. Terutama pada tranformator- transformator tenaga yang

kapasitas besar.

Untuk menjaga kontinuitas operasi transformator, maka pada

transformator dilengkapi minyak. Minyak transformator merupakan salah satu

bahan isolasi cair yang dipergunakan sebagai isolasi dan pendingin pada

transformator. Sebagai bahan isolasi minyak harus memiliki kemampuan untuk

menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai pendingin minyak transformator

harus mampu meredam panas yang ditimbulkan, sehingga dengan kedua

kemampuan ini maka minyak diharapkan akan mampu melindungi transformator

dari gangguan.

Oleh karena itu agar sistem tenaga listrik dapat berjalan dengan baik dan

handal maka keberadaan transformator harus dijaga dari gangguan khususnya

2

yang diakibatkan oleh minyak isolasi. Karena minyak transformator mempunyai

sifat sebagai media pemisah panas (disikulasi) dan juga berfungsi sebagai isolasi

(memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga sebagai media pendingin dan

isolasi. Salah satu faktor yang menyebabkan menurunnya mutu dan ketersediaan

pelayanan daya listrik adalah gangguan terhadap minyak transformator, yaitu

penyebabnya bisa dari beban transformator yang tinggi, lama pemakaian dari

transformator dan adanya kadar air yang tinggi pada transformator. Semakin

kecilnya tegangan tembus pada minyak transformator membuktikan bahwa

minyak transformator mengalami gangguan dan harus di treatment atau diganti

minyak tersebut.

Oleh karena itu, pada penelitian ini akan dibahas tegangan tembus minyak

transformator agar menyesuaikan dengan standar, yaitu standar SPLN

No.49/1982/Unit KV/2,5mm dan dengan metode IEC 156 yaitu minimal

40KV/2,5mm.

Dari beberapa penguraian diatas, peneliti terdorong untuk melakukan

penelitian untuk mengetahui dan menganalisis hasil pengujian terhadap tegangan

tembus minyak trafo tenaga yang ada di Gardu Induk Panakkukang. Untuk itu

peneliti melakukan penulisan karya ilmiah dengan judul : “ANALISIS

TRANSFORMATOR PADA PT. PLN (PERSERO) DI GARDU INDUK

PANAKKUKANG” serta untuk mengetahui kondisi minyak transformator

selama beroperasi.

3

1.2 Rumusan Masalah

Dari Latar Belakang diatas, maka penulis merumuskan masalah sebagai

berikut:

1.Bagaimanakah kualitas tegangan tembus minyak pada transformator tenaga?

2. Bagaimanakah hasil dari pengujian tegangan tembus minyak trafo daya di

Gardu Induk Panakkukang?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan tugas akhir ini adalah :

1. Untuk mengetahui bagaimana keadaan dan kualitas tegangan tembus minyak

pada transformator tenaga.

2. Untuk mengetahui bagaimana hasil pengujian tegangan tembus minyak pada

transformator tenaga di Gardu Induk Panakkukang agar menjadi bahan acuan

untuk menjaga kinerja atau umur transformator, sehingga penyaluran energi

listrik ke konsumen dapat terjaga keberlangsungannya

1.4 Batasan Masalah

Karena ruang lingkup pembahasan masalah terlalu luas, untuk itu peneliti

membatasi permasalahan. Permasalahan yang akan dibahas meliputi proses

pengujian hasil uji tegangan tembus minyak transformator tenaga pada Gardu

Induk Panakkukang dengan analisis hasil perhitungan.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 TRANSFORMATOR TENAGA

2.1.1 Pengertian Transformator

Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi

untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan

rendah atau sebaliknya.

Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat

dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini

suatu transformator diharapkan dapat beroperasi secara maksimal (kalau

bisa terus menerus tanpa berhenti). Mengingat kerja keras dari suatu

transformator seperti itu maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik

mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dengan

menggunakan sistem dan peralatan yang benar, baik dan tepat. Untuk itu

regu pemeliharaan harus mengetahui bagian-bagian transformator dan

bagian-bagian mana yang perlu diawasi melebihi bagian yang lainnya.

Berdasarkan tegangan operasinya dapat dibedakan menjadi

transformator 500/150 kV dan 150/70 kV biasa disebut Interbus

Transformator (IBT). Transformator 150/20 kV dan 70/20 kV disebut juga

trafo distribusi. Titik netral transformator ditanahkan sesuai dengan

kebutuhan untuk sistem pengamanan / proteksi, sebagai contoh

transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV

5

dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan rendah atau tahanan

tinggi atau langsung di sisi netral 20 kV nya.

Transformator dapat dibagi menurut fungsi / pemakaian seperti:

- Transformator Mesin (Pembangkit )

- Transformator Gardu Induk

- Transformator Distribusi

Transformator dapat juga dibagi menurut Kapasitas dan Tegangan seperti:

- Transformator besar

- Transformator sedang

- Transformator kecil

2.1.2. Konstruksi Bagian-bagian Transformator

Transformator terdiri dari :

a. Bagian Utama.

1. Inti besi

2. Kumparan Transformator

3. Minyak Transformator

4. Bushing

5. Tangki Konservator

b. Peralatan Bantu.

1. Pendingin

2. Tap Changer

3. Alat pernapasan (Dehydrating Breather)

4. Indikator-indikator : Thermometer, permukaan minyak

6

c. Peralatan Proteksi.

1. Rele Bucholz

2. Pengaman tekanan lebih (Explosive Membrane) / Bursting Plate

3. Rele tekanan lebih (Sudden Pressure Relay)

4. Rele pengaman tangki

d. Peralatan Tambahan untuk Pengaman Transformator.

1. Pemadam kebakaran (transformator - transformator besar )

2. Rele Differensial (Differential Relay)

3. Rele arus lebih (Over current Relay)

4. Rele hubung tanah (Ground Fault Relay)

5. Rele thermis (Thermal Relay)

6. Arrester

2.2 MINYAK TRAFO (Transformator Oil)

2.2.1 Pengertian Minyak trafo

Minyak trafo alias minyak transformator adalah suatu bahan isolasi liquid

yang digunakan sebagai isolasi serta sebagai pendingin pada transformator.

Separuh bagian bahan isolasi tersebut diwajibkan memiliki kemampuan untuk

dapat menahan tegangan tembus, sedangkan sebagai fungsi pendingin minyak

trafo ini harus bisa meredam panas yang timbul. Dengan dua kemampuan penting

yang melekat pada minyak trafo maka diharapkan penggunaan minyak trafo dapat

melindungi trafo dari gangguan-gangguan yang tidak diinginkan.

7

Secara umum minyak trafo memiliki senyawa atau kandungan

hidrokarbon, dimana senyawa hidrokarbon yang ada adalah senyawa hidrokarbon

parafinik, aromatik dan tak krtinggalan senyawa hidrokarbon naftenik. Selain

senyawa-senyawa dari keluarga hidrokarbon tadi ada pula senyawa yang dikenal

dengan istilah zat aditif walaupun disebutkan bahwa zat aditif tadi kandungannya

amat sangat kecil.

Akibat dari kenaikan suhu yang terjadi pada trafo dapat menyebabkan

terjadinya mekanisme prses hidrokarbon dalam minyak dimana nilai kerapatan

arus konduksi serta nilai tegangan tembus menjadi salah satu indikator yang dapat

digunakan untuk melihat apakah minyak trafo itu memiliki ketahanan listrik.

Menurut beberapa pakar, hasil analisis mengatakan bahwa ketahanan listrik suatu

minyak trafo bisa saja menurun akibat dari pengaruh asam serta pengaruh

tercampurnya air dan minyak. Dalam rangka menetralisasi tingkat keasaman

minyak trafo bisa digunakan potas hidroksida, sedangkan jika ingin

menghilangkan kandungan air yang ada bisa menggunakan cara memberi suatu

bahan higroskopis seperti silica gel.

Dalam perannya sebagai pendingin maka tingkat kekentalan dari minyak

trafo itu tidak boleh terlalu tinggi supaya sirkulasi nya mudah, dengan begitu

mekanisme pendinginan bisa berlangsung secara baik. Disebutkan bahwa tingkat

kekentalan relatif yang baik dari minyak trafo maksimal 4,2 jika berada pada suhu

20 derajat celcius, sedangkan ketika berada pada suhu 50 derajat celcius maka

tingkat kekentalan relatifnya maksimal 1,85 hingga 2. Ketentuan ini sesuai dengan

sifat dasar minyak trafo yaitu semakin berat dan lama operasi dari minyak trafo itu

8

maka akan semakin kental. Sedangkan dalam perannya sebagai isolator maka

minyak trafo dapat mengacu pada SPLN (1980) yang menyebutkan beberapa

syarat-syarat yang harus dipenuhi yaitu:

1.Tingkat kejernihan

Tingkat kejernihan minyak trafo sebagai isolator tidak diperkenankan memiliki

kandungan suspensi atau endapan.

2.Batas Massa Jenisnya

Pembatasan massa jenis dimaksudkan agar air tidak bisa berpisah dari minyak

serta tidak melayang.

3.Viskositas Kinematika

Peran penting terdapat pada viskositas kinematika dalam hal pendinginan dimana

kelas minyak ditentukan berdasar hal ini.

4.Titik Nyala tak Rendah

Titik nyala ini perlu diperhatikan dengan saksama karena titik nyala yang rendah

mengindikasikan adanya suatu kontaminasi zat gabar yang sangat mudah terbakar.

5.Titik tuang

Identifikasi serta penentuan jenis peralatan yang hendak digunakan minyak isolasi

didasarkan pada titik tuangnya.

6.Angka netralitas

Angka netralitas sendiri merupakan angka yang dapat menunjukkan penyusutan

minyak serta mendeteksi kontaminasi pada minyak.

9

7.Tegangan tembus

Apabila tegangan tembus yang dihasilkan dianggap terlalu rendah maka hal itu

merupakan indikasi adanya kontaminasi kotoran, air maupun partikel lainnya di

dalam minyak.

2.2.2 Jenis Minyak Trafo

a. Minyak trafo mineral: Minyak yang berbahan dasar dari pengolahan

minyak bumi yaitu antara fraksi minyak diesel dan turbin yang

mempunyai struktur kimia yang sangat kompleks.

b. Minyak trafo sintetis (askarel): Minyak jenis ini mempunyai sifat lebih

menguntungkan antara lain tidak mudah terbakar dan tidak mudah

teroksidasi. Namun beracun dan dapat melukai kulit.

Tabel 2.1 Jenis Minyak

Minyak Mineral Minyak SintetisDiala C, B (USA)

Univolt (Esso)

Nynas (Swedia)

Mictrans (Jepang)

Sun Ohm-MU (Korea)

Petromin (Dubai)

BP-Energol (UK)

Aroclor (USA)

Clopen (Jerman)

Phenoclor (Perancis)

Pyroclor (UK)

Fenclor (Itali)

Pyralene (Perancis)

Pyranol (USA)

10

2.2.3 Tingkatan Standar Minyak Trafo

Tabel 2.2 Standar Minyak Trafo

2.2.4 Pengujian Minyak Isolasi

Harga suatu transformator adalah mahal, tetapi memantau unjuk kerja

sistem transformator melalui kondisi minyak tidak mahal dibanding dengan biaya

jika transformator mengalami kegagalan (failure). Dengan demikian masa hidup

transformator diharapkan lama kira-kira 40 tahun, bahkan dengan minyak trafo

yang kualitasnya sangat baik diharapkan setara dengan masa hidup transformator.

Menurut studi yang dilakukan US Inspection and Insurance Companies, bahwa 10

% kegagalan transformator tenaga adalah karena deteriosasi bahan isolasi dan

kegagalan internal "over load" dalam lilitan tegangan tinggi yang disebabkan

bertambahnya deposit/ sludge.

Untuk itu pemantauan dan pemeliharaan kualitas minyak adalah sangat

penting guna menjamin keandalan operasi peralatan listrik khususnya

transformator, dan para ahli yang berwenang telah menetapkan petunjuk dalam

bentuk standar uji dan spesifikasi teknik seperti IEC, ASTM, BS dll.

a. Minyak trafo baru (Unused mineral insulating oil) IEC 60296-2003

b. Minyak trafo pakai (Mineral oil in service) SPLN 49-1:1982 IEC

422:1982 diperbahurui menjadi IEC 422:1989

No. Standar1. IEC International standard2. BS, ASTM, JIS, SNI National specifications3. ABB, GEC-Ahlstom, Unindo Transformer producer specifications4. TNB, PLN Power distributor specifications

11

2.2.4.1 Ruang lingkup pengujian

Tabel 2.3 Ruang Lingkup Pengujian

2.2.4.2 Batasan Minyak Isolasi Baru IEC 60296-2003

No. Parameter uji Batasan

1. Fungsi

1.1 Viskositas pada 40 oC Max. 12 cSt

1.2 Titik tuang Max. – 40 oC

1.3 Kadar air Max. 30 mg/kg

1.4 Tegangan tembus : - Sebelum treatment

- Setelah treatment

Min. 30 kV /2.5mm

Min. 70 kV /2.5mm

1.5 Densitas pada 20 oC Max. 0,895 g/ml

1.6 Faktor kebocoran dielektrik, tan d pada 90 oC Max. 0,0005

2. Stabilitas

2.1 Keasaman Max. 0,01 mg KOH/kg

2.2 Tegangan antar muka Min. 40 dyne/m

Kimia Fisika KelistrikanKeasaman

Kadar air

Ketahanan oksidasi

Korosi lempengan

tembaga

Sedimen

Viskositas

Densitas

Titik nyala

Tegangan antar muka

Titik tuang

Tegangan tembus

Tahanan jenis

Faktor kebocoran dielektrik,

tan delta

12

2.3 Korosif sulfur Tidak korosif

2.4 Kadar sulfur Tidak disyaratkan

2.5 Aditif anti oksidan U: Tidak terdedeksi

T: Max. 0,08 %

I: 0,08 % - 0,4 %.

2.6 Kadar furfural Max. 0,1 mg/kg

3. Unjuk kerja

3.1 Ketahanan oksidasi : - Sedimen

- Keasaman

- DDF at 90oC

Max. 0,8 %

Max. 1,2 mg KOH/g

Max. 0,500

3.2 Gassing tendency Tidak disyaratkan

4. Keamanan

4.1 Titik nyala Min. 135 oC

4.2 PCA Max. 3 %

4.3 PCB Tidak terukur

Tabel 2.4 Batasan Minyak Isolasi Baru

2.2.4.3 Batasan Minyak Isolasi Bekas Pakai IEC 422:1989

No. Parameter Batasan

1 Tegangan tembus 50 kV untuk tegangan > 170 kV

40 kV untuk teg. 70 – 170 kV

30 kV untuk tegangan < 70 kV

13

2 Kadar air < 20 mg/kg untuk > 170 kV

< 30 mg/kg untuk < 170 kV

3 Angka kenetralan (keasaman) 0,5 mgKOH/g

4 Sedimen Tidak terukur ( > 0,02% )

5 Tahanan jenis Min. 1 G Ω.m

No. Parameter Batasan

6 Faktor kebocoran dielektrik

Tg delta pada 90 oC

Max. 0,2 untuk tegangan > 170 kV

Max. 1,0 untuk tegangan < 170 kV

7 Tegangan permukaan Min. 15 dyne/cm

8 Kandungan gas IEC 577 dan IEC 599

9 Titik nyala Max. penurunan 15 oC

Tabel 2.5 Batasan Minyak Isolasi Bekas

Masalah Masalah Hasil Pengujian

a. Teknik sampling tidak sesuai prosedur (50%)

b. Human error

c. Kesalahan analisis

14

2.2.4.4 Breakdown Voltage Test

Tes Tegangan tembus (Breakdown Voltage Test) adalah salah satu uji

predictive maintance yang dilakukan pada minyak isolasi (minyak) yang dimana

prinsipnya dilakukan pengukuran selama 6 kali percobaan, akan ada suara saat

tegangan naik, diberi selang waktu 5 menit untuk break down lalu dilakukan tes

lagi seterusnya sampai 6 kali.

Tujuan uji ini adalah untuk mengetahui kemampuan isolasi minyak

terhadap tegangan yang diberikan jika nilai Tegangan tembus tinggi bisa

disimpulkan bahwa minyak dalam kondisi yang masih baik dan begitu juga

sebaliknya. Breakdown Voltage Merk Megger seri OTS100AF didesain lengkap

memenuhi standart pengukuran internasional. Alat ini dilengkapi dengan bejana

minyak yang sangat mudah untuk dibersihkan Elektroda dimasukan mendatar ke

dalam bejana pengukur, yaitu mencegah medan listrik yang disebabkan turbulensi

dan korona. Ini juga memungkinkan penentuan sample minyak dengan jarak dari

elektroda dapat ditentukan dengan puller 2,5 mm, sebagai gap/jarak dan tanpa

memasang alat ukur melalui perpanduan meter yang disesuaikan.

Gambar 2.1 Alat Penguji Tegangan Tembus Megger OTS 100AF

15

Perhitungan ketahanan dielektrik minyak trafo memakai rumus berikut :

= ( )(kV/mm)

Keterangan :

Vb : Tengangan tembus (kV)

E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)

D : Jarak sela (mm)

Gambar 2.2 Gambar Rangkaian Pengujian Tegangan Tembus Minyak

Untuk memastikan kelayakan tegangan tembus minyak dari minyak trafo

tersebut, harus dilakukan pengujian. Pengujian tegangan tembus minyak ini

dilakukan dengan memberi tegangan tinggi AC. untuk membangkitkan

tegangan tinggi arus bolak bolik, trafo uji yang digunakan adalah trafo 1

fasa. Hal ini disebabkan karena pengujian biasanya dilakukan untuk setiap

fasanya.

Untuk mengetahui sampel minyak dalam keadaan baik maka

dibutuhkan perbandikan hasil uji dengan suatu standarisasi. Standarisasi

16

yang digunakan untuk minyak trafo adalah Standar IEC 156 yang dapat

terlihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2.6 Standar Pengujian Tegangan Tembus Minyak

Standar yang biasa digunakan di lapangan adalah untuk trafo yang sudah

dipakai adalah 40 kV/2,5 mm dan minyak bar 50 kV/2,5 mm.

Persamaan tegangan tembus minyak adalah sebagai berikut :

Dimana;

Vb = tegangan tembus/breakdown (kV)

A = konstanta

d = panjang ruang celah (mm)

n = konstanta yang nilaimya kurang dari 1

17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Hasil penelitian pengujian tegangan tembus minyak transformator tenaga

pada PT.PLN (PERSERO) GARDU INDUK PANAKKUKANG menggunakan

metode analisa deskriptif, merupakan metode penelitian dilakukan dengan cara

mengumpulkan data kemudian menganalisanya, serta mengambil suatu

kesimpulan yang sesuai dengan data dan hasil analisis. Hasil dari analisis ini

bertujuan untuk mengetahui kualitas tegangan tembus minyak pada transfomator

tenaga agar tidak mengalami kerusakan yang bisa menyebabkan kegagalan

operasi dan pemburukan pada transformator.

3.2 Tempat dan Waktu

1. Lokasi PT. PLN (Persero) Unit Layanan Transmisi dan Gardu Induk

Panakkukang yaitu bertempat di Jl. Hertasning Baru. Blok B, Pandang,

Panakkukang, Kota Makassar, Sulawesi Selatan.

Gambar 3.1 Lokasi PT. PLN (PERSERO) ULTG PANAKKUKANG

18

2. Pembuatan proposal dan penelitian dilakukan selama 3 bulan dimulai

pada bulan November 2019 sampai dengan bulan Januari 2020.

3.3 Tahap Penelitian

1. Studi Literatur

Studi Literatur dilakukan untuk mencari sumber referensi yang baik

berupa buku ataupun artikel yang berhubungan dengan materi penelitian.

2. Perizinan dan Pengambilan Data

Dalam hal ini sebelum meneliti melakukan perizinan kepada pihak

PT.PLN (Persero) Gardu Induk Panakkukang, untuk pengambilan data hasil

pengujian isolasi tahanan trafo tenaga yang akan digunakan untuk pembuatan

karya tulis ilmiah.

3. Analisa Data

Peneliti menganalisa data-data yang diambil dari proses pengambilan data

untuk mengetahui bagaimana perubahan kualitas atau kondisi tegangan tembus

minyak selama transformator itu masih beroperasi.

4. Penyelesaian Penelitian

Kesimpulan dan pemberian saran.

19

3.4 Flowchart Penelitian

Gambar 3.2 Flowchart Penelitian

20

Tabel 3.1 Spesifikasi Transformator GI PanakkukangMerk : UnindoType : 016 / BAD - DIR / VII / 2003Serial no. : P30 Lec 315 01Instr. Manual : IM315

HV / TT LV / TR TersierRated power ONAN / ONAF 18 / 30 18 / 30 - MVARated voltage 150 20 10 KVSystem highest voltage 170 24 12 KVRated current ONAN / ONAF 69.28 / 115.47 519.62 / 866.03 75 / 28 Ainsulation levelline (Bil / frequncy test) 650 / 275 125 / 50 75 / 28 KVneutral (Bil / frequncy test) 95 / 38 125 / 50 - KVimpedance voltage HV - LV 12,18%reference power : 30 MVAStandard : IEC 76Freq : 50 HzType of cooling : ONAN / ONAFVector Group : YnYn0 (D5)Top oil : 50 ˚CWinding : 55 ˚Cmass core & winding : 39600 kgmass untanking : 6300 kgweight of oil : 13900 kgtotal weight : 64800 kgType of oil : mineral oil

21

3.5 Single Line Diagram

Gambar 3.2 Sigle Line Gardu Induk Panakkukang(Sumber : Tragi Panakkukang)

22

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Transformator Tenaga

Transformator adalah alat yang digunakan untuk memindahkan energi

listrik arus bolak-balik dari suatu rangkaian yang lain dengan prinsip kopel atau

suatu gandengan magnet berdasarkan prinsip induksi electromagnet. Sebagian

besar kumparan- kumparan dan inti transformator tenaga direndam dalam minyak

transformator, terutama transformator-transformator tenaga yang berkapasitas

besar, karena minyak transformator mempunyai sifat sebagai isolasi dan media

pemindah, sehingga minyak transformator tersebut sebagai media pendingin dan

isolasi. Sebagai bahan isolasi minyak transformator memiliki beberapa

kekentalan, hal ini sebagaimana dijelaskan dalam SPLN (49-1:1980). Adapun

persyaratan yang harus dipenuhi oleh minyak transformator salah satunya adalah

tegangan tembus dan kandungan air di dalam minyak tersebut harus sesuai dengan

standar yang digunakan. Tegangan yang dihasilkan dapat lebih besar (step-up)

atau lebih kecil (step-down) dengan frekuensi yang sama. Dengan adanya

pembebanan pada transformator maka akan berpengaruh pada kondisi isolasi

minyak transformatornya.

4.2 Breakdown Voltage Test

Tes Tegangan tembus (Breakdown Voltage Test) adalah salah satu uji

predictive maintance yang dilakukan pada minyak isolasi (minyak). Tujuan uji ini

adalah untuk mengetahui kemampuan isolasi minyak terhadap tegangan yang

diberikan jika nilai Tegangan tembus tinggi bisa disimpulkan bahwa minyak

23

dalam kondisi yang masih baik dan begitu juga sebaliknya. Breakdown Voltage

Merk Megger seri OTS100AF didesain lengkap memenuhi standard pengukuran

internasional. Alat ini dilengkapi dengan bejana minyak yang sangat mudah untuk

dibersihkan Elektroda dimasukan mendatar ke dalam bejana pengukur, yaitu

mencegah medan listrik yang disebabkan turbulensi dan korona. Ini juga

memungkinkan penentuan sample minyak dengan jarak dari elektroda dapat

ditentukan dengan puller 2,5 mm, sebagai gap/jarak dan tanpa memasang alat

ukur melalui perpanduan meter yang disesuaikan.

Gambar 3.4. Alat Penguji Tegangan Tembus

Megger OTS 100AF

(Sumber : Dokumentasi Pribadi)

24

Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Tegangan Tembus Minyak Trafo

No UraianKegiatan Acuan

Selangwaktu 5

menit-an ke

Hasil(kV/2,5mm)

1 Tegangantembusminyak

Standart IEC 156Tegangan Teg.

Tembus ygdiijinkan

-MinyakBagian

Atas

< 70kV70 –

170kV˃170kV

˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm

123456

Rata-rata

-MinyakBagianBawah

< 70kV70 –

170kV˃170kV

˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm

1 44,52 43,23 45,94 50,25 53,46 42,3

Rata-rata 46,6

-MinyakOLTC

< 70kV70 –

170kV˃170kV

˃30kV/2.5mm˃40kV/2.5mm˃50kV/2.5mm

1 29,12 29,43 28,64 29,55 28,36 26,4

Rata-rata 28,6

25

4.2.1 Analisis Tegangan Tembus Minyak Bagian Bawah

Berdasarkan Tabel 4.1 terlihat bahwa adanya perubahan mempengaruhi

tegangan tembus minyak transformator pada 6 kali pengujian, yaitu nilai tegangan

tembus mengalami peningkatan yang tidak terlalu besar. Cara menghitung rata-

rata pengujian dari pertama sampai ke 6 adalah sebagai berikut :

Vb (rata-rata) =, , , , , ,

= 46,6 kV/2,5mm

4.2.2 Analisis Tegangan Tembus Minyak OLTC

Berdasarkan Tabel 4.1 terlihat bahwa adanya perubahan mempengaruhi

tegangan tembus minyak transformator pada 6 kali pengujian, yaitu nilai tegangan

tembus mengalami penurunan yang sangat besar. Cara menghitung rata-rata

pengujian dari pertama sampai ke 6 adalah sebagai berikut :

Perhitungan nilai rata-rata tegangan tembus minyak OLTC adalah :

Vb (rata-rata) =, , , , , ,

= 28,6 kV/2,5mm

4.2.3 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo Bagian Bawah Pada Suhu

30˚C

Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata minyak trafo bagian bawah dapat

diketahui Ketahanan dielektrik minyak trafo berlawan lurus oleh nilai tengangan

tembus kemudian misalnya terjadi peningkatan nilai pada tegangan tembus

ketahanan dielektrik juga akan semakin berkembang. Perhitungan kekuatan

dielektrik minyak trafo bagian bawah memakai rumus sebagai berikut :

26

= ( )(kV/mm)

Keterangan :

Vb : Tengangan tembus (kV)

E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)

D : Jarak sela (mm)

Minyak bawah = ,,= 18,64 (kV/mm)

4.2.4 Analisis Ketahanan Dielektrik Minyak Trafo OLTC Pada Suhu 30˚ C

Berdasarkan hasil perhitungan rata-rata minyak trafo OLTC dapat diketahui

Ketahanan dielektrik minyak trafo berlawan lurus oleh nilai tengangan tembus

kemudian misalnya terjadi peningkatan nilai pada tegangan tembus ketahanan

dielektrik juga akan semakin berkembang. Perhitungan kekuatan dielektrik

minyak trafo bagian bawah memakai rumus sebagai berikut :

= ( )(kV/mm)

Keterangan :

Vb : Tengangan tembus (kV)

E : Kekuatan Dielektrik (kV/mm)

D : Jarak sela (mm)

Minyak Oltc = ,,= 11,44 (kV/mm)

27

4.3 Pembahasan

Bagian minyak yang diuji tegangan tembusnya, minyak bagian bawah, dan

minyak OLTC. Standar yang digunakan sebagai acuan adalah standart IEC 156.

Ada tiga parameter standar :

a. Untuk tegangan <70kV, tegangan tembus yang diijinkan ˃30kV/2.5mm

b. Untuk tegangan 70 – 170kV, tegangan tembus yang diijinkan

˃40kV/2.5mm

c. Untuk tegangan ˃170kV, tegangan tembus yang diijinkan ˃50kV/2.5mm

Hasil di minyak bagian bawah dari uji pertama sampai uji keenam dengan

tegangan <70kV dan tegangan tembus yang diijinkan >30kV/2.5mm menunjukan

hasil rata-rata dengan nilai 46,6 kV/2.5mm dan ketahan dielektrik pada suhu 30˚

sebesar 18,16 kV/mm dimana nilai tersebut masih bagus menurut standart IEC

156.

Hasil di minyak OLTC (On Load Tap Changer) dengan tegangan yang sama

<70 kV dan tegangan tenmbus yang diijinkan >30kV/2.5mm menunjukan hasil

rata-rata dengan nilai 28.6 kV/2.5mm dan ketahan dielektrik pada suhu 30˚

sebesar 11,44 kV/mm menunjukan kondisi yang kurang baik sehingga perlu

adanya penggantian minyak sesuai dengan standart IEC 156 . Minyak yang sudah

tidak layak biasanya akan berwarna coklat dan minyak yang masih baru berwarna

kuning bening.

28

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Transformator tenaga di Gardu Induk Panakkukang bisa dikatakan masih

dalam keadaan bagus karena masih dalam keadaan baru dan belum lama

diganti.

2. Hasil uji tegangan tembus minyak isolasi untuk minyak bagian bawah

menunjukan rata-rata 46,6 kV/2.5mm dengan kesimpulan masih bagus.

Minyak OLTC dengan tegangan tembus rata-rata 28,6 kV/2.5mm

menunjukkan minyak dalam keadaan kurang baik sehingga perlu adanya

penggantian minyak.

5.2 Saran

1. Minyak trafo apabila sudah dalam keadaan yang tidak bagus perlu

dilakukan penyaringan tapi untuk minyak OLTC bila dalam keadan tidak

bagus harus diganti.

29

DAFTAR PUSTAKA

1. Asep Saepuloh, Dkk, Evaluasi Unjuk Kerja Trafo Berpendingin Minyak,

Buletin Reaktor,Vol. III, No.2,Okt 2006:1-10

2. Christine,Widyastuti.Oktaria,Handayani.Tasdik,Dar mana. Pengaruh

Kadar Air Terhadap Tegangan Tembus Minyak Transformator Distribusi,

Jurnal : Energi dan Kelistrikan, Volume 10 No.2 ( 2018 ).

3. Rahmawati, Sri Agustina, Monang R Manalu, Evaluasi Kandungan Air

Terhadap Tegangan Tembus Pada Minyak Jarak Yang Telah Melalui

Proses Transesterifikasi Sebagai Alternatif Minyak Transformator “ ,

STTPLN:2014

4. SPLN, 49-1 Minyak Isolasi Pada Transformator,1982.

5. Asep Saepuloh, Yayan Andriyanto.(view Oktober 2019).Pengujian

Karakteristik Minyak Sebagai Media Isolasi Trafo Pada Sistem

Kelistrikan Di Rsg-Gas.Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir. Vol. 5 No.

2, Oktober 2008: 9 - 16.

http://repo-nkm.batan.go.id/5305/1/AsepS_ok.pdf

6. Tajudin,1998 “Analisis Kegagalan Minyak Transformator”, Elektro

Indonesia, Edisi 12 Maret. https://core.ac.uk/download/pdf/11724484.pdf

7. Arip Dokumen PT. PLN (Persero) ULTG Panakkukang

8. Buku Laporan KKP-PLUS

LAMPIRAN1. Surat Perintah Kerja Internal

2. DATA PENGUJIAN

3. Dokumentasi