BAB IV ANALISIS PERHITUNGAN SUSUT UMUR TRANSFORMATOR DISTRIBUSI
4.1
Umum Transformator yang akan digunakan sebagai obyek penelitian sebanyak dua buah dengan tipe transformator pasangan dalam (indoor). Kedua transformator tersebut berada di wilayah PT. PLN (Persero) Distribusi Jakarta Raya dan Tangerang Area Ciputat, dalam hal ini jenis bebannya adalah beban perumahan/rumah tangga, untuk data spesifikasi transformator distribusi pada gardu yang dimaksud telah disebutkan pada bab sebelumnya pada (Tabel 3.2).
4.2
Data Transformator Distribusi di Lapangan Berikut ini merupakan lokasi transformator distribusi pada gardu CP 165 dan TD 190, sebagai berikut : 1.
Transformator distribusi CP 165 terdapat pada Penyulang Ibu yang dipasok dari Gardu Induk Gandul dengan daya pengenal 630 KVA.
2.
Transformator distribusi TD 190 terdapat pada Penyulang Corona yang dipasok dari Gardu Induk Serpong dengan daya pengenal 630 KVA. 54
55
Dari hasil ukur beban pemakaian harian pada gardu CP 165 dan TD 190 yang terdapat pada (Tabel 3.5), akan dihitung dengan menggunakan persamaan yang telah disebutkan pada bab III, guna mengetahui cara menghitung susut umur transformator. 4.2.1
Perhitungan Susut Umur Transformator Distribusi Berikut ini merupakan salah satu contoh perhitungan beban pemakaian harian yang diambil dari sampel pengukuran beban harian pada gardu CP 165 pada tanggal 14 Desember 2014 dengan nilai beban pada pukul 20:00 sebesar 638,48 KVA, dimana langkah pertama dalam perhitungan adalah mencari nilai untuk menentukan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating yang dapat dicari dengan persamaan (3.4) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, dengan perhitungan sebagai berikut :
k= k = 638,48/630 k = 1,012
o
K
Didapatkan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating dengan beban maksimum sebesar 638,48 KVA adalah 1,012 oK. Kemudian nilai tersebut dimasukkan kedalam perhitungan pada persamaan (3.2) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, dimana kegunaannya untuk mencari nilai suhu titik panas ( h) transformator pada gardu distribusi CP 165, adalah sebagai berikut : h=
a
+
or
+ Hgr . Ky
56
h=
+ (23. (1,012)1,6)
+
h=
30 + 55,883 + 23,443
h=
109,326 °C
Didapatkan nilai suhu titik panas ( h) transformator pada gardu distribusi pada tanggal 14 Desember 2014 dengan nilai beban pemakaian pada pukul 20:00 sebesar 109,326 °C. Diketahui bahwa hasil suhu titik panas ( h) pada transformator tidak melebihi batas suhu titik panas yang diizinkan yaitu 140 °C, dan keadaan tersebut masih diizinkan. Selanjutnya suhu titik panas sebesar 109,326 oC tersebut digunakan kembali dalam menentukan laju penuaan relatif pada beban lebih yang dapat dicari dengan menggunakan persamaan (3.5) yang telah disebutkan pada bab sebelumnya, yaitu :
V= V=
V = 1,1655
jam
Didapatkan hasil laju penuaan relatif sebesar 1,1655 jam. Dengan menggunakan langkah perhitungan yang sama seperti diatas, maka akan dapat
dicari
perhitungan
untuk
mengetahui
nilai
pembebanan lebih terhadap rating (k), suhu titik panas (
perbandingan h)
dan laju
57
penuaan relatif (V) pada setiap lamanya waktu pembebanan harian selama 24 jam selama satu minggu. Tabel perhitungan selama satu minggu (8 s/d 14 Desember 2014) terlampir. Berikut ini merupakan tabel hasil perhitungan dalam satu hari (Tabel 4.1) pada tanggal 8 Desember 2014 dibawah ini.
Tabel 4.1 Hasil perhitungan suhu titik panas dan laju penuaan relatif untuk pembebanan dalam waktu 24 jam selama satu hari pada gardu CP 165 (8 Desember 2014)
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Waktu Pengukuran 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014
00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00
Daya (KVA)
Perbandingan Pembebanan (⁰K)
Suhu Titik Panas (Өh) (⁰C)
Laju Penuaan Relatif (V) (jam)
221.22 220.34 222.49 222.24 224.18 227.61 227.76 353.07 350.12 350.94 343.14 339.53 342.54 350.63 477.55 479.87 489.34 526.51 602.57 626.40
0.351 0.350 0.353 0.353 0.356 0.361 0.362 0.560 0.556 0.557 0.545 0.539 0.544 0.557 0.758 0.762 0.777 0.836 0.956 0.994
53.572 53.499 53.680 53.658 53.823 54.117 54.130 67.022 66.673 66.770 65.856 65.438 65.786 66.734 83.515 83.853 85.247 90.893 103.272 107.373
0.0019 0.0018 0.0019 0.0019 0.0019 0.0020 0.0020 0.0088 0.0084 0.0085 0.0077 0.0073 0.0076 0.0085 0.0591 0.0615 0.0722 0.1386 0.5792 0.9301
58
21 22 23 24 25
08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014 08/12/2014
20:00 21:00 22:00 23:00 24:00
644.42 648.28 518.27 503.67 286.67
1.023 1.029 0.823 0.799 0.455
110.539 111.225 89.617 87.391 59.685
1.3409 1.4514 0.1196 0.0925 0.0038
Sama halnya dalam penggunaan persamaan dan langkah seperti diatas untuk mendapatkan nilai perbandingan pembebanan lebih terhadap rating (k), suhu titik panas (
h)
dan laju penuaan relatif (V) dari data pemakaian beban
harian pada gardu TD 190 yang telah disebutkan pada (Tabel 3.5). Berikut ini adalah hasil perhitungan dalam satu hari pada tanggal 12 Desember 2014 (Tabel 4.2). Diketahui bahwa data tabel perhitungan selama satu minggu (12 s/d 18 Desember 2014) terlampir. Hasil perhitungan data beban harian pada gardu TD 190 pada tanggal 12 Desember 2014 selama 24 jam menggunakan langkah perhitungan persamaan yang sama seperti menghitung pada gardu CP 165 dengan memakai persamaan (3.4), persamaan (3.2) dan persamaan (3.5) yang dapat dilihat pada (Tabel 4.2), sebagai berikut.
Tabel 4.2 Hasil perhitungan suhu titik panas dan laju penuaan relatif untuk pembebanan dalam waktu 24 jam selama satu hari pada gardu TD 190 (12 Desember 2014)
Perbandingan Daya (KVA) Pembebanan (⁰K)
Suhu Titik Panas (Өh) (⁰C)
Laju Penuaan Relatif (V) (jam)
No.
Waktu (jam)
1
12/12/2014 00:00
216.36
0.343
53.166
0.0018
2
12/12/2014 01:00
212.29
0.337
52.831
0.0017
59
3
12/12/2014 02:00
213.43
0.339
52.925
0.0017
4
12/12/2014 03:00
212.03
0.337
52.810
0.0017
5
12/12/2014 04:00
213.68
0.339
52.945
0.0017
6
12/12/2014 05:00
214.41
0.340
53.005
0.0017
7
12/12/2014 06:00
210.23
0.334
52.663
0.0017
8
12/12/2014 07:00
350.58
0.556
66.727
0.0085
9
12/12/2014 08:00
348.78
0.554
66.516
0.0083
10
12/12/2014 09:00
349.43
0.555
66.592
0.0084
11
12/12/2014 10:00
349.42
0.555
66.591
0.0084
12
12/12/2014 11:00
351.34
0.558
66.817
0.0086
13
12/12/2014 12:00
354.43
0.563
67.184
0.0090
14
12/12/2014 13:00
352.79
0.560
66.989
0.0088
15
12/12/2014 14:00
485.17
0.770
84.631
0.0672
16
12/12/2014 15:00
485.53
0.771
84.684
0.0676
17
12/12/2014 16:00
491.80
0.781
85.612
0.0753
18
12/12/2014 17:00
528.55
0.839
91.209
0.1437
19
12/12/2014 18:00
601.10
0.954
103.023
0.5627
20
12/12/2014 19:00
623.03
0.989
106.786
0.8691
21
12/12/2014 20:00
641.40
1.018
110.005
1.2607
22
12/12/2014 21:00
647.70
1.028
111.122
1.4344
23
12/12/2014 22:00
518.57
0.823
89.664
0.1202
24
12/12/2014 23:00
473.88
0.752
82.980
0.0556
25
12/12/2014 24:00
270.66
0.430
58.083
0.0031
Dari hasil perhitungan yang terdapat pada dua tabel diatas, disebutkan bahwa terjadinya susut umur apabila suhu titik panas ( h) lebih dari 80 °C yang sesuai dengan standar IEC 345-1979. Terlihat pada (Tabel 4.1) dan (Tabel 4.2) tersebut diketahui bahwa transformator pada gardu distribusi CP 165 dan TD 190 mengalami susut umur saat suhu titik panas ( h) lebih dari 80 oC pada saat pukul 14:00 s/d 23.00. Dari hasil perhitungan diatas, maka dapat dicari nilai susut umur transformator saat pembebanan lebih selama 24 jam per harinya dengan menggunakan persamaan
60
(3.6) dengan memakai sampel data perhitungan beban harian pada gardu CP 165 tanggal 14 Desember 2014 sebagai berikut : Susut umur pada tanggal 14 Desember 2014 : = ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + ….. = (1 x 0,0662) + (1 x 0,0707) + (1 x 0,0796) + (1 x 0,1489) + (1 x 0,5362) + (1 x 0,7748) + (1 x 1,1876) + (1 x 1,4808) + (1 x 0,1158) + (1 x 0,0881) = 4,5488 jam per hari
Berdasarkan SPLN 17A: 1979, publikasi IEC 354:1972 umur suatu transformator ditetapkan selama 20,55 tahun atau 7500 hari atau 180.000 jam. Dengan perhitungan 20,55 tahun x 365 hari x 24 jam = 180.000 jam. Maka didapatkan nilai susut umur transformator CP 165 dengan kondisi pembebanan harian selama 24 jam atau dalam satu hari akan berkurang umurnya 4,5488 jam, adapun perhitungan susut umur dalam menentukan persentase per hari pada gardu CP 165 tanggal 14 Desember 2014 adalah sebagai berikut : Susut umur dalam 1 hari (%) = [ (4,5488 / 180.000) x 100 % ] = 0,00253 % per hari = 2,53 x 10-3 % per hari
Dengan menggunakan persamaan dan langkah yang sama seperti diatas, maka didapatkan nilai perhitungan susut umur setiap harinya selama satu minggu pada gardu CP 165 dan TD 190 pada (Tabel 4.3) dan (Tabel 4.4) berikut ini.
61
Tabel 4.3 Susut umur saat beban puncak pada gardu CP 165 per hari (8 s/d 14 Desember 2014) Laju Penuaan Relatif Pada CP 165 (V) (jam) Waktu
8 Des
9 Des
10 Des
11 Des
12 Des
13 Des
14 Des
14:00
0.0591
0.0620
0.0688
0.0601
0.0512
0.0737
0.0662
15:00
0.0615
0.0622
0.0688
0.0642
0.0539
0.0792
0.0707
16:00
0.0722
0.0711
0.0762
0.0652
0.0602
0.0906
0.0796
17:00
0.1386
0.1345
0.1469
0.0906
0.1036
0.1665
0.1489
18:00
0.5792
0.5490
0.5686
0.3605
0.4250
0.5791
0.5362
19:00
0.9301
0.8881
0.8057
1.2039
0.7100
0.8630
0.7748
20:00
1.3409
1.2500
1.1795
1.0171
1.1078
1.3577
1.1876
21:00
1.4514
1.5964
1.5389
1.0125
1.3732
1.5473
1.4808
22:00
0.1196
0.1332
0.1202
0.0980
0.1189
0.1161
0.1158
23:00
0.0925
0.0934
0.0885
0.0809
0.1115
0.0828
0.0881
Total Penjumlahan per hari (jam)
4.8449
4.8401
4.6620
4.0530
4.1154
4.9562
4.5488
Susut umur per hari (%)
0.00269 0.00269 0.00259 0.00225 0.00229 0.00275 0.00253
Tabel 4.4 Susut umur saat beban puncak pada gardu TD 190 per hari (12 s/d 18 Desember 2014) Laju Penuaan Relatif Pada TD 190 (V) (jam) Waktu
12 Des
13 Des
14 Des
15 Des
16 Des
17 Des
18 Des
14:00
0.0672
0.0466
0.0643
0.0584
0.0601
0.0705
0.0698
15:00
0.0676
0.0545
0.0639
0.0545
0.0592
0.0711
0.0707
16:00
0.0753
0.0563
0.0715
0.0614
0.0662
0.0829
0.0791
17:00
0.1437
0.1214
0.1349
0.1148
0.1281
0.1575
0.1467
18:00
0.5627
0.5237
0.5644
0.4789
0.5405
0.5077
0.4775
19:00
0.8691
0.7897
0.7982
0.7439
0.8124
0.6926
0.6527
20:00
1.2607
1.1214
1.1238
1.1172
1.1923
0.9635
0.8925
62
21:00
1.4344
1.4388
1.4036
1.2418
1.4949
1.2031
1.0913
22:00
0.1202
0.1182
0.1151
0.1029
0.1162
0.1065
0.0999
23:00
0.0556
0.0627
0.0538
0.0760
0.0524
0.0749
0.0888
Total Penjumlahan per hari (jam)
4.6566
4.3334
4.3933
4.0498
4.5223
3.9303
3.6690
Susut umur per hari (%)
0.00259 0.00241 0.00244 0.00225 0.00251 0.00218 0.00204
Dari hasil susut umur per hari pada tabel perhitungan diatas dapat dihitung untuk menentukan susut umur selama satu minggu (7 hari) pada gardu CP 165 dan TD 190, sebagai berikut : Susut umur pada gardu CP 165 (7 hari) : = ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + ….. = [(2 x 0,00269) + (0,00259) + (0,00225) + (0,00229) + (0,00275) + (0,00253)] / 7 hari = 0,00254 % per minggu = 2,54 x 10-3 % per minggu
Susut umur pada gardu TD 190 (7 hari) : = ( t x susut umur 1 ) + ( t x susut umur 2 ) + ( t x susut umur n ) + ….. = [ (0,00259) + (0,00241) + (0,00244) + (0,00225) + (0,00251) + (0,00218) + (0,00204) ] / 7 hari = 0,00235 % per minggu = 2,35 x 10-3 % per minggu
Telah disebutkan bahwa transformator pada gardu CP 165 sudah beroperasi sejak tahun 1999, hingga saat ini transformator tersebut telah beroperasi selama
63
16 tahun. Sedangkan untuk transformator pada gardu TD 190 telah beroperasi sejak tahun 2002 atau sudah selama 13 tahun beroperasi. Sejauh ini transformator masih dalam kondisi baik, apabila selama beroperasi tersebut tidak mengalami pembebanan lebih secara terus - menerus dan jikalau pembebanan lebih hanya terjadi pada jangka waktu tersebut saja yaitu durasi dari tanggal 8 s/d 18 Desember 2014, maka diperkirakan umur transformator dapat beroperasi mencapai tahun 2019 untuk transformator distribusi pada gardu CP 165 dan perkiraan umur operasi untuk transformator distribusi pada gardu TD 190 mencapai tahun 2022. Apabila suatu saat nanti terjadi gangguan hingga menyebabkan transformator mengalami kerusakan, maka umur transformator tersebut akan semakin berkurang. Untuk mengetahui susut umur selanjutnya, maka diperlukan perhitungan susut umur tiap hari berdasarkan terjadinya pembebanan lebih. Berdasarkan analisis pada dua transformator tersebut didapatkan hasil bahwa kondisi pembebanan dan faktor suhu sekitar transformator masih dalam batas ketentuan, tidak melebihi batas pembebanan sesuai standarisasi SPLN yaitu sebesar 80% pembebanan ideal serta disebutkan bahwa terjadinya susut umur apabila suhu titik panas ( h) lebih dari 80 °C yang sesuai dengan standar IEC 3451979. Diharapkan susut umur transformator dari gardu existing dapat tetap stabil walaupun adanya penambahan daya dan pemasangan baru calon pelanggan yang kian meningkat tiap harinya.
