ANALISA BEBAN LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 70/20 KV DI GI BUNGARAN DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETAP 11
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh :
Nico Yenaz Pratama 061130310901
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2014
ANALISA BEBAN LEBIH PADA TRANSFORMATOR DAYA 70/20 KV DI GI BUNGARAN DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM ETAP 11
LAPORAN AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Pada Jurusan Teknik Program Studi Teknik Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Nico Yenaz Pratama 061130310901 Palembang,
Agustus 2014
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Herman Yani, S.T., M.Eng. NIP. 19651001 199003 1 006
Ir. M Yunus, M.T. NIP. 19570228 1988 1 001 Mengetahui,
Ketua Jurusan
Ketua Program Studi
Ir. Ali Nurdin, M.T. NIP. 19621207 199103 1 001
Herman Yani, S.T., M. Eng NIP. 19651001 199003 1 006 ii
ABSTRAK Oleh : Nico Yenaz Pratama (06113030901) Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya
Transformator daya merupakan suatu peralatan yang sangat vital yang berfungi menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya dan tidak pernah lepas dari gangguan. Adanya gangguan yang terjadi pada transformator dapat menghambat proses penyaluran energi listrik ke konsumen. Oleh karena itu, sistem proteksi yang handal sangat dibutuhkan untuk melindungi transformator dari gangguan. Tujuan dari penelitian ini adalah dari simulasi yang dilakukan dapat mengetahui dampak beban lebih terhadap transformator GI bungaran dan untuk memberi solusi dampak beban lebih terhadap transformator GI Bungaran dengan mensimulasikan sistemproteksi beban lebih (overload). Simulasi ini memberikan hasil bahwa dengan besar gangguan beban lebih dapat menyebabkan trafo menjadi panas dan membuat umur transformator menjadi pendek. Dari hasil simulasi program etap 11 didapatkan beberapa perbandingan beban lebih (overload), diantaranya -5%, 0%, 5%, !0%, 15%, 20%. Kata kunci : Sistem Proteksi, Beban Lebih, dampak beban lebih terhadap transformator.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah yang maha Esa atas berkat rahmat dan ridhonya penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini tepat pada waktunya. Mengenai bahan dan sumber laporan ini penulis sajikan berdasarkan hasil analisa yang telah penulis laksanakan serta ditambah dengan berbagai teori yang penulis ambil dari beberapa buku tentang transformator dan beban lebih (overload), internet serta wawancara langsung dengan karyawan PT PLN di GI Bungaran. Pada saat membuat simulasi maupun dalam tahap penulisan laporan ini, penulis telah mendapat segala bantuan yang dibutuhkan baik berupa saran saran maupun pemikiran dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak RD. Kusumanto, S.T., M.M. sebagai Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya. 2. Bapak Ir. Ali Nurdin, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 3. Bapak Ir. Siswandi, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya. 4. Bapak Herman, S.T., M.Eng. selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik Politeknik Negeri Sriwijaya dan Pembimbing satu. 5. Bapak Ir. M Yunus, M.T. selaku dosen pengajar dan pembimbing dua. 6. Bapak Ismail selaku supervisor GI Bungaran di PT. PLN WS2JB. 7. Orang tua yang selalu memberi support agar selalu bersemangat dalam menyelesaikan laporan akhir ini. 8. Teman-teman kelas 6 ELB yang setia memberikan masukan dan saran dalam menyelesaikan laporan akhir ini 9. Serta semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung yang telah membantu menyelesaikan laporan akhir ini
iv
Penulis menyadari bahwa laporan akhir yang disajikan masih belum begitu sempurna. Untuk itu penulis mengharapkan
kritik dan saran
yang sifatnya
membangun dari semua pihak demi kesempurnaan laporan ini di masa mendatang. Atas perhatian serta partisipasi dari semua pihak, akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.
Palembang, Juli 2014
Penulis
v
DAFTAR ISI Halaman Halaman Judul .................................................................................................... i Halaman Pengesahan .......................................................................................... ii Abstrak ................................................................................................................. iii Kata Pengantar .................................................................................................. iv Daftar Isi .............................................................................................................. vi Daftar Gambar ..................................................................................................viii Daftar Tabel......................................................................................................... x Daftar Lampiran ................................................................................................. xi
BAB I Pendahuluan ............................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 3 1.4 Tujuan dan Manfaat ............................................................................... 3 1.4.1 Tujuan ........................................................................................... 3 1.4.2 Manfaat ......................................................................................... 3 1.5 Metode Penulisan .................................................................................. 3 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB II Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5 2.1 Transformator Daya .............................................................................. 5 2.2 Bagian Transformator dan Fungsinya .................................................... 6 2.2.1 Bagian inti ...................................................................................... 6 2.2.2 Peralatan bantu ............................................................................... 11 2.2.3 Peralatan proteksi ........................................................................... 15 2.3 Gangguan Pada Transformator .............................................................. 17 2.3.1 Ganguan internal ............................................................................ 18 vi
2.3.2 Gangguan eksternal ........................................................................ 18 2.4 Sistem Proteksi Transformator .............................................................. 19 2.5 ETAP (Electric Transient and Analysis Program) ................................ 20 2.5.1 Elemen AC proteksi system tenaga listrik ..................................... 23 2.5.2 Elemen-elemen di ETAP ............................................................... 25 2.5.3 Elemen aliran daya ......................................................................... 25 2.5.4 Elemen hubung singkat .................................................................. 26
BAB III Metode Penelitian ................................................................................ 29 3.1 Data-Data Transformator Daya Unindo 15 MVA GI Bungaran ......... 31 3.2 Flow Chart Simulasi Dengan Program Etap ....................................... 35
BAB IV Pembahasan ......................................................................................... 36 4.1 Langkah Memasukan Data Penunjang Program ETAP ....................... 36 4.3. Pembahasan ......................................................................................... 41
BAB V Kesimpulan Dan Saran.......................................................................... 49 5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 49 5.2 Saran ................................................................................................. 49 Daftar Pustaka ....................................................................................................... 50 Lampiran
.........................................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 arus bolak-balik mengelilingi inti besi ............................................. 6 Gambar 2.2 inti besi dan laminasi yang diikat fider glass .................................. 6 Gambar 2.3 kumparan phasa RST ...................................................................... 7 Gambar 2.4 bushing ............................................................................................ 10 Gambar 2.5 konservator minyak trafo ................................................................ 10 Gambar 2.6 pendingin trafo type ONAF.............................................................. 12 Gambar 2.7 on load tap changer (OLTC) .......................................................... 13 Gambar 2.8 kontruksi alat pernapasan transformator ......................................... 14 Gambar 2.9 neutral grounding resistance (NGR) ............................................... 14 Gambar 2.10 contoh diagram satu garis ETAP ..................................................... 22 Gambar 2.11 elemen-elemen AC di ETAP ........................................................... 23 Gambar 2.12 simbol transformator 2 kawat di ETAP .......................................... 23 Gambar 2.13 simbol generator di ETAP .............................................................. 24 Gambar 2.14 simbol beban statis dan dinamis di ETAP ...................................... 24 Gambar 2.15 simbol pemutus rangkaian di ETAP ............................................... 24 Gambar 2.16 simbol bus di ETAP ....................................................................... 25 Gambar 2.17 toolbar load flow di ETAP ............................................................. 25 Gambar 2.18 toolbar short circuit di ETAP ........................................................ 27 Gambar 2.19 toolbar short circuit ANSI standard di ETAP ............................... 27 Gambar 2.20 toolbar short circuit IEC standard di ETAP ................................... 28 Gambar 3.1 diagram satu garis gardu induk bungaran ........................................ 29 Gambar 3.2 transformator daya unindo 5 MVA GI bungaran ............................. 30 Gambar 3.3 name plat transformator unindo 15 MVA 2 GI Bungaran ............... 31 Gambar 4.1 pemberian nama project etap ............................................................ 36 Gambar 4.2 diagram satu garis program etap ...................................................... 37 Gambar 4.3 pangaturan kapasitas power grid ...................................................... 37 Gambar 4.4 pengaturan kapasitas busbar pada etap ............................................. 38 viii
Gambar 4.5 pengaturan panjang kabel ................................................................. 38 Gambar 4.6 pengaturan nilai transformator ......................................................... 39 Gambar 4.7 pengaturan pembebanan transformator ............................................ 39 Gambar 4.8 pengaturan rating CB ....................................................................... 40 Gambar 4.9 pengoperasian etap ........................................................................... 40 Gambar 4.10 pengoperasian beban kurang dari arus nominal transformator sebesar 14.25 MVA ........................................................................ 41 Gambar 4.11 overload ketika beban kurang dari arus transformator sebesar 14.25 MVA ..................................................................................... 41 Gambar 4.12 pengoperasian ketika beban sama dengan daya transformator 15 MVA .......................................................................................... 42 Gambar 4.13 overload ketika beban sama dengan daya transformator 15 MVA ........................................................................................... 42 Gambar 4.14 pengoperasian ketika beban melebihi daya trasformator sebesar 15.75 MVA ..................................................................................... 43 Gambar 4.15 overload ketika beban melebihi daya transformator sebesar 15.75 MVA ...................................................................................... 44 Gambar 4.16 pengoperasian ketika beban melebihi daya transformator sebesar 16.5 MVA ....................................................................................... 44 Gambar 4.17 overload ketika beban melebihi daya transformator sebesar 16.5 MVA ....................................................................................... 45 Gambar 4.18 pengoperasian ketika beban melebihi daya transformator sebesar 17.25 MVA ..................................................................................... 45 Gambar 4.19 overload ketika beban melebihi daya transformator sebesar 17.25 MVA ..................................................................................... 46 Gambar 4.20 pengoperasian ketika beban melebihi daya transformator sebesar 18 MVA .......................................................................................... 47 Gambar 4.21 overload ketika beban melebihi daya transformator sebesar 18 MVA ......................................................................................... 47
ix
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 macam-macam sistem pendingin .......................................................... 12 Tabel 3.1 proteksi Gi bungaran ............................................................................ 31 Tabel 4.1 pembebanan transformator .................................................................... 48
x
LAMPIRAN
Lampiran 1 lembar izin pengambilan data ............................................................ L1 Lampiran 2 surat balasan pengambilan data ........................................................ L2 Lampiran 3 nota dinas pengambilan data ............................................................. L3 Lampiran 4 surat kesepakatan bimbingan laporan akhir pembimbing 1 ............. L4 Lampiran 5 surat kesepakatan bimbingan laporan akhir pembimbing 2 ............. L5 Lampiran 6 lembar bimbingan laporan akhir pembimbing 1................................ L6 Lampiran 7 lembar bimbingan laporan akhir pembimbing 2................................ L7 Lampiran 8 surat rekomendasi laporan akhir ....................................................... L8 Lampiran 9 surat pelaksanaan revisi laporan akhir ............................................... L9
xi
