BAB IV PERHITUNGAN SUSUT UMUR EKONOMIS TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

BAB IV PERHITUNGAN SUSUT UMUR EKONOMIS TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

4.1

Ambient Temperature pada Gardu Beton Tanpa Exhaust Fan Dalam studi mengenai analisis pengkondisian ambient temperature pada gardu beton terhadap susut umur ekonomis trafo khususnya pada gardu beton untuk mengetahui tingkat perbedaan suhu antara gardu beton yang dipasang exhaust fan dengan gardu yang tidak dipasang exhaust fan. Pengukuran suhu di dalam gardu beton ini dilakukan dengan menggunakan termometer ruangan yang rutin dilakukan saat inspeksi. Dari data ambient temperature yang diperoleh bisa didapatkan besarnya suhu hot spot temperature dan nilai relatif umur trafo dengan menggunakan persamaan 3.1 dan persamaan 3.4, dengan contoh perhitungan pada gardu KLP yang dioperasikan dalam 1 hari (24 jam) dengan asumsi ambient temperature (a) konstan sebesar 41 0C adalah sebagai berikut :

42

http://digilib.mercubuana.ac.id/

c = a + b + wo c = 41 + 50 + (55-40)x1.1 c = 107.5 0C Setelah diperoleh nilai hot spot temperature, dapat diperhitungkan nilai relatif umur trafo dengan menggunakan persamaan 3.4, sebagaimana perhitungan dibawah untuk gardu KLP yang dioperasikan 1 hari (24 jam) :

V = 10 V = 10

(c-98)/19.93

(107.5-98)/19.93

V = 3 p.u/hari

Maka besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar : V = 3 p.u/hari x 24 jam = 72 jam/hari

Nilai relatif umur trafo sebesar 3 p.u/hari sama artinya dalam 1 hari atau 24 jam operasi sama dengan trafo beroperasi selama 72 jam operasi. Sebagaimana hasil perhitungan pada Tabel 4.1 dibawah untuk beberapa gardu beton yang belum dipasang exhaust fan.

43


Tabel 4.1 Hasil Perhitungan Nilai Umur Relatif pada Gardu Beton yang Belum Dipasang Exhaust Fan.

Nama

Ambient Temperature

Gardu

( 0C )

No

Hot Spot

Nilai Umur

Temperature

Relatif

( 0C )

(p.u/hari)

1

STMA

42

108.5

3.36

2

PLKB

42

108.5

3.36

3

KLP

41

107.5

3

4

TDSB

41

107.5

3

5

PTMA

41

107.5

3

6

BRGE

38

104.5

2.11

7

KKW

38

104.5

2.11

NB : Pengukuran Dilakukan Saat Temperatur Udara Luar 330c. Dari tabel diatas terlihat bahwa ambient temperature pada gardu beton yang belum dipasang exhaust fan menunjukkan suhu yang sangat tinggi dan melebihi toleransi yang telah diatur dalam SPLN D3 002-1 2007 bahwa transformator distribusi 3 fase di desain untuk beroperasi pada temperature 300C dengan toleransi ambient temperature tidak boleh melebihi 400C. Selain itu dari tabel 4.1 diatas juga terlihat bahwa hot spot temperature dari gardu beton yang tidak dipasang exhaust fan menunjukkan nilai yang melebihi standar hot spot temperature yang

44


ditentukan pada SPLN D3 002-1 2007 yaitu sebesar 980C, dimana hal ini akan menyebabkan laju thermal ageing akan semakin cepat sehingga umur ekonomis trafo akan berkurang. Hal ini terlihat dari nilai umur relatif, sebagai contoh pada gardu STMA dengan ambient temperature dan hot spot temperature masing-masing sebesar 420C dan 108.50C mempunyai nilai umur relatif sebesar 3.36 p.u/hari. Secara praktis trafo memilki umur antara 30-50 tahun (Sumber: Electric Power Transformer-Loading and Thermal Perfomance-Robert F.Tillman Jr) dan merujuk pada SPLN D3 002-1 2007 umur ekonomis trafo pada kondisi normal (ambient dan hot spot temperature sebesar 300C dan 980C) adalah 40 tahun (kondisi nomor 4 pada Tabel 4.2). Namun pada kenyataanya, karena trafo beroperasi pada suhu diatas suhu normal yang diiizinkan, maka trafo akan mengalami penurunan umur. Dari besarnya nilai ambient dan hot spot temperature dapat diperhitungkan nilai umur relatif serta umur ekonomis trafo dalam pengoperasiannya untuk masing-masing kondisi. Dalam hal ini Standart Umur Ekonomis Trafo (N0) yang digunakan sesuai dengan SPLN D3 0021 2007 yaitu 40 tahun operasi, dalam artian trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari. Sebagai contoh perhitungan kondisi nomor 5 pada tabel 4.2 untuk gardu dengan ambient temperature (a) sebesar 360C maka diperoleh nilai umur relatif (V2) sebesar 2 p.u/hari, untuk perhitungan umur ekonomis trafo yang berada pada kondisi gardu seperti dimaksud dimana diketahui :

45


(a)

= 360C

V2

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

V1

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

N1

= 40 tahun

N2

= (V1 x N1 )

Maka : (4.1)

V2 N2

= (8760 jam/tahun x 40 tahun ) 17520 jam/tahun

N2

= 20 tahun

Seperti pada Tabel 4.2 dibawah ini menyatakan hubungan antara ambient temperature terhadap nilai umur relatif dan umur ekonomis trafo.

Tabel 4.2 Hubungan Kondisi Ambient Temperature Terhadap Nilai Umur Relatif dan Umur Ekonomis Trafo pada Gardu Beton. Ambient

Hot spot

Umur Nilai Umur Relatif

No

Temperature Temperature

Ekonomis (p.u/hari)

( 0C )

( 0C )

1

12

80

0.125

320

2

18

86

0.25

160

3

24

92

0.5

80

4

30

98

1

40

5

36

104

2

20

(tahun)

46


6

38

104.5

2.11

19

7

41

107.5

3

13

8

42

108.5

3.36

12

9

48

116

8

5

10

54

122

16

2.5

11

60

128

32

1.25

12

66

134

64

0.625

13

72

140

128

0.3

NB: Pada kondisi normal yaitu ambient temperature 300C dan hot spot temperature 980C maka umur ekonomis trafo adalah 40 tahun. Dari Tabel diatas terlihat bahwa setiap kenaikan suhu 6 0C, maka terjadi penyusutan umur ekonomis trafo menjadi setengah kalinya, dan begitu juga sebaliknya. Hal ini berlaku untuk temperatur hot spot temperatura antara 80 0C - 140 0C sesuai persamaan Montsinger. Mengacu pada Tabel 4.2 dan persamaan Montsinger diatas maka dapat kita tentukan besarnya penyusutan umur ekonomis trafo, serta perkiraan umur operasi

4.2

Ambient Temperature pada Gardu Beton yang Dipasang Exhaust Fan Di wilayah Unit Pelayanan Jaringan (UPJ) Tambun ada beberapa gardu beton yang dipasangan exhaust fan untuk mengkondisikan ambient temperatura tidak terlalu tinggi di dalam gardu. Sebagai hasil contoh perhitungan pada gardu KRK yang dioperasikan dalam 1 hari (24 jam)

47


dengan asumsi ambient temperature (a) konstan sebesar 34 0C adalah sebagai berikut :

c = a + b + wo c = 34 + 50 + (55-40)x1.1 c = 100.5 0C Setelah diperoleh nilai hot spot temperature, dapat diperhitungkan nilai relatif umur trafo dengan menggunakan persamaan 3.4, sebagaimana perhitungan dibawah untuk gardu KRK yang dioperasikan 1 hari (24 jam): V = 10 V = 10

(c-98)/19.93

(100.5-98)/19.93

V = 1.33 p.u/hari

Maka besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar : V = 1.33 p.u/hari x 24 jam = 32 jam/hari

Nilai relatif umur trafo sebesar 1.33 p.u/hari sama artinya dalam 1 hari atau 24 jam operasi sama dengan trafo beroperasi selama 32 jam operasi. Sebagaimana hasil perhitungan pada Tabel 4.3 dibawah untuk beberapa gardu beton yang sudah dipasang exhaust fan.

48


Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Nilai Umur Relatif pada Gardu Beton yang Sudah Dipasang Exhaust Fan Ambient

Hot Spot

Nama

Temperature

Temperature

Nilai Umur Relatif

No

Gardu

( 0C )

( 0C )

(p.u/hari)

1

PTME

33.5

100

1,26

2

KRK

34

100.5

1.33

3

PMT

34

10.5

1.33

NB : Pengukuran Dilakukan Saat Temperatur Udara Luar 330c. Dengan membandingkan Tabel 4.1 dan 4.3 diatas terlihat bahwa pada gardu beton yang telah dipasang exhaust fan mempunyai ambient temperature dan nilai susut umur yang lebih rendah dibandingkan dengan gardu beton tanpa exhaust fan. Dengan kembali merujuk pada Standart Umur Ekonomis Trafo (N0) yang digunakan sesuai dengan SPLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi, dalam artian trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari, dapat diperoleh hasil perhitungan seperti pada Tabel 4.4 dibawah. Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Umur Ekonomis Trafo Gardu Beton yang Sudah Dipasang Exhaust Fan

No

1

Nama Gardu

PTME

Ambient

Nilai Umur

Umur

Temperature

Relatif

Ekonomis

( 0C )

(p.u/hari)

(Tahun)

33.5

1.26

31

49


2

KRK

34

1.33

30

3

PMT

34

1.33

30

Dari Tabel 4.1 - 4.4 maka dapat kita buat perbandingan seperti pada tabel 4.5 untuk gardu beton yang sudah dilakukan pemasangan exhaust fan dengan yang belum dipasang exhaust fan yang ditinjau dari beberapa aspek sebagai berikut:

Tabel 4.5. Perbandingan Gardu Beton yang Sudah dan Belum Dipasang Exhaust Fan

No

Aspek

Dengan

Tanpa

Persen

exhaust

exhaust

Deviasi

fan

fan

(%)

1

Ambient Temperature rata-rata (0C)

33.8

40

18.34

2

Hot Spot Temperature rata-rata (0C)

100

106.5

6.5

3

Nilai Umur Relatif rata-rata (V)

1.31

2.67

103.8

Berdasarkan Tabel 4.5 diatas dapat diperoleh beberapa informasi tentang benefit pemasangan exhaust fan pada gardu beton, keuntungan yang paling jelas terlihat pada pemasangan exhaust fan adalah suhu ratarata di dalam gardu yang lebih rendah sehingga nilai umur relatifnya juga

50


lebih kecil, dengan perbedaan sebesar 103.8% dibanding gardu beton tanpa exhaust fan.

4.3

Analisis Benefit Pengkondisian Ambient Temperature pada Gardu Beton Dengan Pemasangan Exhaust Fan Pada analisis benefit pengkondisian ambient temperatura dengan pemasangan exhaust fan ini digunakan studi kasus perbandingan kondisi temperatur di dalam gardu PTME sebelum dan sesudah pemasangan exhaust fan, dengan perbandingan kondisi sebagai berikut:

Tabel 4.6 Perbandingan Ambient Temperature Sebelum dan Sesudah Pemasangan Exhaust Fan Temperatur ambient ( 0C ) Nama

Jam

Durasi

Sebelum

Sesudah

Gardu

Operasi

Operasi

Pemasangan

Pemasangan

Exhaust Fan

Exhaust Fan

10.00-20.00

10 Jam

40

33.5

20.00-10.00

14 Jam

34

30

PTME

Selanjutnya akan dihitung besarnya selisih umur ekonomis trafo 2 kondisi tersebut, yaitu sebelum dan sesudah pemasangan exhaust fan sebagai berikut :

51


a)

Sebelum pemasangan exhaust fan Temperatur hot spot pada masing-masing waktu dapat dihitung dengan persamaan 3.1 (dengan nilai kenaikan suhu belitan, kenaikan suhu atas minyak masing-masing adalah: 550C dan 500C).  10.00-20.00 (10 Jam Operasi) dengan ambient temperature 400C

c = a + b + wo c = 40 + 50 + (55-40)x1.1 c = 106.5 0C maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam : V1 = 10 V1 = 10

(c-98)/19.93

(106.5-98)/19.93

V1 = 2,67 p.u/hari V1 = 2,67 p.u/hari : 24 jam/hari V1 = 0,11 p.u/jam

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

c = a + b + wo c = 34 + 50 + (55-40)x1.1 c = 100.5 0C

52


maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam : V2 = 10 V2 = 10

(c-98)/19.93

(100.5-98)/19.93

V2 = 1,33 p.u/hari : 24 jam/hari V2 = 0.06 p.u/jam

Sehingga besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar : V = (V1 x 10 jam) + (V2 x 14 jam) V = ((0.11p.u/jam x 10 jam) + (0.06 p.u/jam x 14 jam)) p.u/hari V = (1.1+0.84) p.u/hari V = 1,94 p.u/hari V = 1,94 p.u/hari x 24 jam = 46.56 jam/hari Sama dengan 16994,4 jam/tahun (estimasi 1 tahun = 365 hari) Dengan merujuk pada Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari) umur ekonomis trafo dapat dihitung sebagai berikut : N2

= (V1 x N1 ) V2

N2

= (8760 jam/tahun x 40 tahun ) 16994,4 jam/tahun

N2

= 20,6 tahun

53


Dengan menggunakan hubungan Montsinger didapatkan bahwa umur ekonomis trafo pada kondisi belum dipasang exhaust fan adalah 20,6 tahun dengan susut umur ekonomis sebesar 19,4 tahun jika dibandingkan dengan Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari). b)

Sesudah pemasangan exhaust fan Temperatur hot spot pada masing-masing waktu dapat dihitung dengan persamaan 3.1 (dengan nilai kenaikan suhu belitan, kenaikan suhu atas minyak masing-masing adalah: 550C dan 500C).  10.00-20.00 (10 Jam Operasi) dengan ambient temperature 340C

c = a + b + wo c = 34 + 50 + (55-40)x1.1 c = 100.5 0C maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam : V1 = 10 V1 = 10

(c-98)/19.93

(100.5-98)/19.93

V1 = 1,33 p.u/hari V1 = 1,33 p.u/hari : 24 jam/hari V1 = 0,06 p.u/jam

54


 20.00-10.00 (14 Jam Operasi) dengan ambient temperature 300C

c = a + b + wo c = 30+ 50 + (55-40)x1.1 c = 96.5 0C maka nilai relatif umur trafo yang dioperasikan per jam : V2 = 10 V2 = 10

(c-98)/19.93

(96.5-98)/19.93

V2 = 0,84 p.u/hari : 24 jam/hari V2 = 0.035 p.u/jam Sehingga besarnya nilai umur relatif trafo dalam 1 hari (24 jam) sebesar : V = (V1 x 10 jam) + (V2 x 14 jam) V = ((0.06p.u/jam x 10 jam) + (0,035 p.u/jam x 14 jam)) p.u/hari V = (0,6+0,49) p.u/hari V = 1,09 p.u/hari V = 1,09 p.u/hari x 24 jam = 26,16 jam/hari Sama dengan 9548,4 jam/tahun (estimasi 1 tahun = 365 hari) Selanjutnya dengan merujuk pada Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari) umur ekonomis trafo dapat dihitung sebagai berikut :

55


N2

= (V1 x N1 ) V2

N2

= (8760 jam/tahun x 40 tahun ) 9548,4 jam/tahun

N2

= 36,6 tahun Dengan menggunakan hubungan Montsinger didapatkan

bahwa umur ekonomis trafo pada kondisi belum dipasang exhaust fan adalah 20 tahun dengan susut umur ekonomis sebesar 20 tahun jika dibandingkan dengan Standar PLN D3 002-1 2007 yaitu 40 tahun operasi (trafo beroperasi dalam 1 hari murni selama 24 jam atau V1 = 1 p.u/hari). Dengan demikian apabila dibandingkan selisih umur ekonomis trafo antara gardu beton yang dipasang exhaust fan dengan gardu yang tidak dipasang exhaust fan adalah 15 tahun atau dengan kata lain terjadi deviasi sebesar 40,98 %. 4.3

Cara Pemasangan Exhaust Fan pada Gardu Beton Di dalam pemasangan exhaust fan kita perlu memperhatikan beberapa hal, yaitu: 1. Exhaust fan dipasang pada level yang tinggi pada gardu (bagian atas). 2. Intake Grill ventilasi dibuat pada level yang rendah pada gardu yang berseberangan dengan posisi Exhaust Fan. 3. Pastikan aliran udara melintasi trafo yang akan didinginkan.

56


4. Pasang pengahalang seperti kawat strimin pada bagian luar exhaust fan dan intake grill ventilasi dengan tujuan agar terhindar dari binatang yang masuk ke dalam gardu (contoh: tikus, burung, ular).

57


BAB IV PERHITUNGAN SUSUT UMUR EKONOMIS TRANSFORMATOR DISTRIBUSI

Recommend Documents