DIAGNOSIS KONDISI TRANSFORMATOR DAYA MENGGUNAKAN METODA INDEKS KESEHATAN
Akhbar Candra Mulyana NRP. 2211106072
Page 1 of 27
Pembimbing 1 Dimas Anton Asfani, ST., MT., Ph.D. Pembimbing 2 I Gusti Ngurah Satriyadi H, ST., MT.
Outline
PENDAHULUAN
INDEKS KESEHATAN
ANALISIS KEGAGALAN & REKOMENDASI
HASIL DIAGNOSIS
Latar Belakang
Pengertian
Diagram
Matlab
Tujuan
Tujuan
M. Kegagalan
Excel
Perhitungan
M.Rekomendasi
Contoh
Page 2 of 27
KESIMPULAN
Pendahuluan Latar Belakang 1.
Page 3 of 27
Pendahuluan Latar Belakang
2.
Permintaan Peningkatan Performa Trafo
UP
3. Terdapat trafo yang usianya di bawah range usia minimal telah mengalami kerusakan, akibat kurangnya pemantauan dan pemeliharaan.
Page 4 of 27
Pendahuluan Tujuan
1. Mengetahui kondisi kesehatan trafo. 2. Mengetahui gangguan atau kegagalan pada trafo. 3. Memberikan rekomendasi tindakan trafo.
Page 5 of 27
Indeks Kesehatan Pengertian
“Indeks Kesehatan merupakan salah satu metoda penilaian sebuah aset atau peralatan. Metoda ini menggabungkan hasil pengamatan operasi, inspeksi lapangan, serta pengujian lapangan atau laboratorium menjadi sebuah indeks objektif dan kuantitatif.”
Page 6 of 27
Indeks Kesehatan Kenapa Indeks Kesehatan? Banyak metoda penilaian trafo, namun tidak ada metoda yang menggabungkan data kondisi trafo yang tersedia. karena indeks kesehatan mengukur kondisi peralatan berdasarkan berbagai kriteria kondisi yang terkait dengan faktor-faktor
degradasi
jangka
panjang
yang
kumulatif berpengaruh pada masa hidup aset.
Page 7 of 27
secara
Indeks Kesehatan Tahapan Penilaian Start Pemilihan Standar International (IEEE)
Input Data Parameter (DGA, Minyak, Furan)
Pemberian Nilai Skor (Si) dan bobot (Wi) Nilai Setiap Parameter
Perhitungan Total Nilai Indeks Kesehatan
Diagnosis Kondisi Trafo
End Page 8 of 27
Indeks Kesehatan Parameter Perhitungan Tiga parameter dalam indeks kesehatan, yaitu :
DGA (H2, CH4, CO, CO2, C2H6, C2H4, C2H2) MINYAK (BDV, Water Content, Acid, IFT) FURAN Page 9 of 27
(gas 2 Furfural)
Indeks Kesehatan
Page 10 of 27
Rumus Perhitungan Nilai Total :
Nilai Setiap Parameter :
∑𝒏 𝑱=𝟏 𝑲𝑲 𝒙 𝑯𝑯𝑯𝑯
∑𝒏𝒊=𝟏 𝑺𝑺 𝒙 𝑾𝑾 ∑𝒏𝒊=𝟏 𝑾𝑾
∑𝒏 𝒋=𝟏 𝟒𝟒𝟒
Keterangan : Si = Skor Wi = Bobot
Keterangan : Kj = Bobot Setiap Parameter HIFj = Faktor Indeks Kesehatan
Tabel 1 Penilaian Setiap Parameter
Tabel 2 Penilaian Skor IK
Nilai
Kondisi
Deskripsi
A
Bagus
< 1.2
B
Normal
1.2 ≤ x < 1.5
1
C
Waspada
1.5 ≤ x < 2
D
Jelek Sangat Jelek
2≤x<3
E
x 100%
≥3
Kj
Nilai Kondisi
DGA
10
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
2
Minyak
8
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
3
Furan
5
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
No.
Parameter Trafo
HIFj
Indeks Kesehatan Tabel 3 Perhitungan Nilai DGA Gas
Skor (Si)
Bobot (Wi)
1
2
3
4
5
6
≤ 100
100 200
200 300
300 500
500 700
>700
2
CH4
≤ 75
75 125
125 200
200 400
400 600
>600
3
C2H6
≤ 65
65-80
80 100
100 120
120 150
>150
3
C2H4
≤ 50
50 80
80 100
100 150
150 200
>200
3
C2H2
≤3
3-7
7-35
35-50
50-80
>80
5
CO
≤ 350
350700
700900
9001100
11001400
>140 0
1
CO2
≤2500
25003000
30004000
40005000
50007000
>700 0
1
H2
Page 11 of 27
*satuan gas ppm
Indeks Kesehatan Tabel 4 Perhitungan Nilai Minyak
Parameter Minyak Breakdown Voltage (kV) Water Content (ppm) Acid (MgKOH/mg) Interfacial Tension (dyne/cm)
Page 12 of 27
Tegangan (69 -230 kV)
Skor (Si)
≥52 47-52 35-47 ≤35 ≤20 20-25 25-30 ≥30 ≤0.04 0.04-0.1 0.1-0.15 ≥0.15 ≥30 23-30 18-23 ≤18
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Bobot (Wi) 3
4
1
2
Indeks Kesehatan Tabel 5 Perhitungan Nilai Furan
Gas 2 FAL
Nilai
Kondisi
0 – 100
A
Bagus
100 – 250
B
Normal
250 – 500
C
Waspada
500 – 1000
D
Jelek
> 1000
E
Sangat Jelek
*satuan gas ppb Page 13 of 27
Indeks Kesehatan Tabel 6 Penilaian Akhir Indeks Kesehatan 85-100 70-85
50-70
Kondisi
Deskripsi
Sangat Bagus Penurunan kondisi dari komponen terbatas Bagus Penurunan kondisi yang signifikan dari beberapa komponen Cukup Penurunan kondisi yang menyebar atau serius pada komponen-komponen spesifik
Prediksi Umur Trafo Lebih dari 15 Tahun Lebih dari 10 Tahun Sampai 10 Tahun
30-50
Jelek
Penurunan kondisi serius dan menyebar pada komponenkomponen spesifik
Kurang dari 3 Tahun
0-30
Sangat Jelek
Penurunan kondisi serius dan menyebar lebih luas pada komponen-komponen spesifik
0 Tahun
Page 14 of 27
Indeks Kesehatan
Page 15 of 27
Contoh Perhitungan Sebuah trafo daya 150/20 KV, 20 MVA di Lubuk Alung, Padang, mempunyai kondisi sebagai berikut :
Indeks Kesehatan Perhitungan Setiap Parameter
𝟏. 𝐒 − 𝑫𝑫𝑫 =
𝟏 𝒙 𝟐 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟏 𝒙 𝟑 + 𝟐 𝒙 𝟏 + 𝟏 𝒙 𝟏 +(𝟏 𝒙 𝟓) 𝟐+𝟑+𝟑+𝟑+𝟏+𝟏+𝟓
2. S – Minyak =
𝟏𝐱𝟑 + 𝟏𝐱𝟒 + 𝟑𝐱𝟏 + 𝟑𝐱𝟐 𝟑+𝟒+𝟏+𝟐
Perhitungan Akhir
= 1,05
= 𝟏, 𝟔
𝟒 𝐱 𝟏𝟏 + 𝟑 𝐱 𝟔 + 𝟑 𝐱 𝟓 𝐍𝐍𝐍𝐍𝐍 𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀 𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈 𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊𝐊 = 𝐱 𝟏𝟏𝟏 % 𝟒 𝐱 (𝟏𝟏 + 𝟔 + 𝟓) = 𝟖𝟖. 𝟗
Page 16 of 27
Analisis Kegagalan & Rekomendasi Diagram Analisis Start Perhitungan Indeks Kesehatan
Analisis Kegagalan (Perbandingan Minyak, Furan, Key Gas, dan Rasio Doernenburg)
Analisis Rekomendasi (TDCG dan Perbandingan Batas Minimum Minyak)
Hasil Diagnosis Kondisi Trafo Daya Akhir
End
Page 17 of 27
Analisis Kegagalan & Rekomendasi Metoda Analisis Kegagalan 1. Perbandingan Minyak Kegagalan yang ditemukan adalah tegangan tembus, kelembaban, korosi dan endapan. 2. Perbandingan Furan digunakan untuk mencari level penuaan pada kertas isolasi. 3. Key Gas berdasarkan kadar gas terlarut yang paling dominan. Kegagalan yang ditemukan adalah dekomposisi selulosa, dekomposisi minyak, partial discharge, dan arcing. 4. Doernenburg adalah membandingkan konsentrasi gas-gas terlarut dengan batas konsentrasi limit L1. Kegagalan yang dapat dideteksi adalah dekomposisi thermal, partial discharge, dan arcing.
Page 18 of 27
Analisis Kegagalan & Rekomendasi Metoda Analisis Rekomendasi
1. TDCG (Total Dissolved Analysis Gas) digunakan untuk mengawasi degradasi material isolasi trafo dengan menghitung jumlah volume gas yang terbentuk. Hasil TDCG adalah berupa tiga jenis rekomendasi tindakan yaitu lanjut beroperasi normal, lanjut beroperasi dengan catatan, dan resampling pengujian.
2. Perbandingan Batas Minimum Minyak adalah apabila nilai BDV atau dan water content melebihi batas yang telah ditentukan maka tindakan yang dilakukan adalah rekondisi atau filter. Sedangkan jika nilai acid atau dan IFT melebihi batas yang telah ditentukan maka tindakan yang dilakukan adalah reklamasi.
Page 19 of 27
Hasil Diagnosis Simulasi perhitungan dengan GUI matlab
Page 20 of 27
Hasil Diagnosis Tabel 7. Hasil perhitungan dengan software excel terhadap 275 unit trafo di Sumatera :
Page 21 of 27
Kategori
Jumlah Trafo
Sangat Bagus Bagus Cukup Jelek Sangat Jelek Jumlah Total
149 48 39 30 9 275
Unit Unit Unit Unit Unit Unit
Tabel 8 Kemungkinan Kegagalan Trafo No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Page 22
15 16 17 18 19 20 21 22 23
Jenis Kemungkinan Kegagalan Arcing (asetilen tinggi melebihi gas lain, > 1 ppm) Dekomposisi Minyak (etilen melebihi 50 ppm) Dekomposisi Selulosa (karbon monoksida melebihi 350 ppm) Dekomposisi Selulosa & Endapan Dekomposisi Selulosa, Endapan & Korosi Dekomposisi Selulosa, Endapan & Tegangan Tembus Dekomposisi Selulosa, Endapan, Korosi, & Kerusakan Kertas Tinggi Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan & Penuaan Kertas Tidak Normal Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, & Korosi Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Endapan Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Tegangan Tembus Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan & Kerusakan Kertas Tinggi Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, Korosi & Tegangan Tembus Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, Korosi, & Akhir Umur Kertas Dekomposisi Thermal Endapan (IFT melebihi 30 dyne/cm) Endapan & Korosi Lembab (water content melebihi 25 ppm) Lembab & Endapan Lembab, Endapan & Kerusakan Kertas Tinggi Lembab, Endapan, & Korosi Partial Discharge (hidrogen melebihi 100 ppm) Penuaan Kertas Tidak Normal, Endapan & Lembab Jumlah Total (Unit)
Jumlah 1 3 5 23 5 1 1 2 9 3 1 3 1 1 1 48 5 2 2 1 4 3 1 126
Page 23 of 27
Tabel 9 Rekomendasi Tindakan Trafo No
Rekomendasi Tindakan Trafo
1 2 3
Lanjut Beroperasi Normal Lanjut Beroperasi Normal Lanjut Beroperasi Normal
4
Lanjut Beroperasi Normal
12 13 14
Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban Perhatian, Analisis Gas Individual, Pengaturan Beban Potensi Faults Tinggi, Re-Sampling dengan Cepat Dekomposisi Tingkat Tinggi, Re-Sampling DGA. Dekomposisi, Re-Sampling DGA Dekomposisi, Re-Sampling DGA Dekomposisi, Re-Sampling DGA
15
Dekomposisi, Re-Sampling DGA
5 6 7 8 9 10 11
Jumlah Total (buah)
Saran Minyak Filter Reklamasi Filter dan Reklamasi
Pengujian Selanjutnya 12 bulan 12 bulan 12 bulan 12 bulan
4
-
3 bulan
6
Filter
3 bulan
1
Reklamasi
3 bulan
3
3 bulan
1
12 bulan
2
-
-
1
-
-
1
Filter Reklamasi Filter dan Reklamasi
-
5 3 3
-
8
Filter dan Reklamasi Filter dan Reklamasi
Sub Total 214 12 11
275
Hasil Diagnosis HUBUNGAN ANTARA NILAI INDEKS KESEHATAN VS PROBABILITAS POPULASI KEGAGALAN : • Dengan teknik analisis korelasi didapat nilai koefisien korelasi r = - 0,63, artinya terdapat hubungan yang kuat antara nilai indeks kesehatan dengan probabilitas populasi kegagalan. • Nilai r (negatif) menyatakan hubungan yang berbanding terbalik. Semakin kecil nilai Indeks Kesehatan maka semakin besar jumlah probabilitas populasi kegagalan. Tabel 10 Hubungan Korelasi R 0,01 – 0,2 0,21 – 0,4 0,41 – 0,6 0,61 – 0,8 0,81 – 0,99 Page 24 of 27
Korelasi Sangat Rendah Rendah Sedang Kuat Sangat Kuat
Hasil Diagnosis Hubungan antara nilai indeks kesehatan vs probabilitas populasi kegagalan :
% Probabilitas Populasi Kegagalan
Nilai Indeks Kesehatan Page 24 of 27
Kesimpulan Indeks Kesehatan membagi kondisi transformator daya menjadi lima buah kategori. Kategori ini adalah sangat bagus, bagus, cukup, jelek dan sangat jelek. Jumlah trafo dalam kondisi sehat adalah 72 % dan trafo tidak sehat adalah 14 %. Maka dapat kita simpulkan rata-rata trafo daya berada pada kondisi sehat. Pada satu trafo kemungkinan kegagalan dapat terjadi lebih dari satu jenis dan rekomendasi tindakan transformator yang berbeda-beda sesuai tingkat kegagalan atau kerusakan. Semakin kecil nilai Indeks Kesehatan maka semakin besar jumlah probabilitas populasi kegagalan.
Page 26 of 27
TERIMA KASIH
Page 27 of 27
