ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150 kV/70 kV DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN METODE STOKASTIK
Lailiyana Farida 2205 100 091
Pembimbing : IGN Satriyadi H,ST,MT Dr. I Made Yulistya Negara,ST,M.Sc
Outline
I.
Latar Belakang - Gangguan sering terjadi pada internal transformator tenaga (baik pada tahanan isolasi, tegangan tembus maupun pada kandungan gas terlarut di minyak transformator) - Gangguan harus dapat didiagnosa dan dianalisis lebih lanjut demi keperluan pemeliharaan transformator
II.Permasalahan - Mengevaluasi jenis gangguan yang terjadi di trasformator 150/70 kV di GI Banaran - Menghitung nilai keandalan transformator menggunakan metode Markov
III. Tujuan - Membuat model analisis kinerja berdasarkan data hasil pengujian - Menghitung kualitas transformator berdasarkan hasil tes DGA - Menghitung hasil pengujian tahanan isolasi - Menghitung hasil pengujian tegangan tembus dengan menggunakan metode Markov
IV. Batasan Masalah - Transformator tenaga yang dijadikan objek penelitian adalah transformator 150/70 kV, yang berada di GI Banaran Kediri - Input metode DGA adalah data-data hasil pengujian minyak transformator selama 10 tahun oleh GI Banaran setelah dilakukan uji kromatograf. - Input hasil pengujian tahanan isolasi dan pengujian tegangan tembus dilakukan berkala pada saat pemeliharaan selama 10 tahun. - Parameter jenis gangguan adalah hasil pengujian DGA,pengujian tahanan isolasi dan tegangan tembus pada transformator. - Nilai kualitas transformator dianalisis dengan metode Markov berdasarkan data hasil tes DGA, pengujian tegangan tembus, dan tahanan isolasi.
4 Unsur Sistem Tenaga Listrik : 1. Pembangkit Tenaga Listrik (PTL) 2. Sistem Transmisi 3. Saluran Distribusi 4. Pemakaian Atas Utilisasi ( Instalasi Pemakaian Tenaga Listrik )
Transformator mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga yang lainnya. Teg. Tinggi Teg. Rendah ( Step Down ) Teg. Rendah Teg Tinggi ( Step Up )
Bagian-bagian Transformator: - Bagian Utama : a.Inti Besi b.Kumparan Transformator c.Minyak Transformator d.Bushing e.Tangki dan Konsevator - Bagian Bantu : a.Sistem Pendingin b.Peralatan Proteksi
Penampang Transformator Secara Umum
Transformator Tenaga Berfungi untuk menyalurkan tenaga / daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (menyalurkan tegangan) Macam-macam Transformator Tenaga : a. Transformator generator atau lebih dikenal dengan transformator penaik tegangan b. Transformator transmisi digunakan untuk menyalurkan daya pada sistem transmisi c. Transformator pengatur (control) digunakan sebagai pengatur tegangan
Transformator Distribusi Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke konsumen Macam-macam Transformator Distribusi pada saluran udara : a. Conventional Transformer b. Completely Self Protecting Transformer (CSP) c. Completely Self Protecting for Secondary Banking Transformer (CSPB)
Transformator Pengukuran
Transformator yang khusus dipakai untuk pengukuran dan proteksi yaitu rele pengaman Terdiri atas : a. Transformator Arus (Current Transformer) b. Transformator Tegangan (Potential Transformer)
Potensial Transformer
Current Transformer
Transformator Tenaga
Minyak transformator Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan pemurnian minyak mentah. Dalam pemakaiannya, karena pengaruh panas dari rugi-rugi di dalam transformator akan timbul hidrokarbon.
Minyak transformator Fungsi dari minyak transformator adalah sebagai : 1.Insulator 2.Pendingin 3.Pelindung
Proses terbentuknya gas dalam minyak transformator • Proses over heating • Proses pirolisis Penyebab utama terbentuknya gas-gas •Thermal degradation •Arcing •Partial discharge
Dissolved Gas Analysis Metode laboratorium yang digunakan untuk menganalisis gas dalam minyak transformator dengan mengambil sample minyak dari transformator, kemudian gas terlarut diekstrasi, dipisahkan, diidentifikasi, dan ditentukan kwantitasnya. – – – – – – –
Karbondioksida (CO2) Karbonmonoksida (CO) Hidrogen (H2) Asetilen (C2H2) Etilen (C2H4) Metana (CH4) Etana (C2H6)
Data pengujian minyak transformator ( Januari 2008 )
Jenis gas Hydrogen ( H2 ) Carbon Monoxide ( CO ) Methane ( CH4 ) Carbon Dioxide ( CO2 ) Ethylene ( C2H4 ) Ethane ( C2H6 ) Acethylene ( C2H2 ) TDCG
Hasil (ppm) 20.00 5.2 42.7
K 1 1 1
2547.85 1.99 60.2 0.00 130.10
2 1 1 1 1
Data pengujian tahanan isolasi transformator ( 2004 )
Tahanan isolasi Primery-ground 10mnt
2004 35000
K 1
10mnt
35000
1
10mnt
35000
1
Sekunderground Primery sekundery
Data pengujian tegangan tembus ( 2004 ) Teg Tembus Minyak Minyak Main Tank Minyak OLTC
2004 KV / 33 Cm KV / 31,2 Cm
K 4 4
Pembagian Kondisi Minyak Transformator Berdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm)
Jenis Gas Terlarut
Kondisi 1
2
3
4
Hidrogen
100
700
1800
> 1800
Metanaa
120
140
1000
> 1000
Asetilen
35
50
80
> 80
Etilen
50
100
200
> 200
Etana
65
100
150
> 150
Karbonmonoksida
350
570
1400
> 1400
Karbondioksida
2500
4000
10000
> 10000
TDCG
< 720
721-1920
1921-4630
> 4630
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tahanan Isolasi (berdasarkan standar PLN dalam satuan MΩ) Kondisi 1
2
3
4
5
21000 <
11000 - 21000
1000 - 11000
< 1000
F
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus (berdasarkan standar PLN dalam satuan kV/cm) Kondisi 1
2
3
4
5
74 <
58 - 74
46 - 58
< 46
F
Metode Markov Metode Markov merupakan suatu proses stokastik dengan menggunakan pendekatan peluang suatu kejadian dalam suatu waktu dimana kejadian masa lalu tidak mempunyai pengaruh pada masa yang akan datang bila masa sekarang diketahui. Hasil metode Markov adalah karakteristik dari variabel acak peluang suatu kejadian. Dalam tugas akhir ini karakteristik yang dicari adalah :
1. Keandalan
2. Ketersediaan
Metode Markov Keandalan atau realibility didefinisikan sebagai peluang suatu komponen atau sistem memenuhi fungsi yang dibutuhkan dalam periode waktu yang diberikan selama digunakan dalam kondisi beroperasi. Dengan kata lain keandalan berarti peluang tidak terjadi kegagalan selama masa beroperasi.
Proses Markov Fungsi Laju Kegagalan (t )
dR(t ) 1 dt R(t )
f (t ) R(t )
Fungsi Keandalan R (t )
t exp (t ' ) dt ' 0
Proses Markov • Dalam notasi matriks: dp1 (t ) dt
p1 (t )
dp 2 (t ) dt
p 2 (t )
dp 3 (t ) dt
1 p 3 (t ) 2,1
• atau:
dp(t ) dt
p(t ) A
1, 2 2
1,3 2,3
Pemodelan Markov untuk Kurva Keandalan Kondisi 1 disimbolkan D1 Kondisi 2 disimbolkan D2 Kondisi 3 disimbolkan D3 Kondisi 4 disimbolkan D4 Kondisi pemfilteran disimbolkan F
λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b. (t )
1 dR ( t ) dt R (t )
f (t ) R (t )
Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCG Data Laju Perubahan Kondisi TDCG Perubahan Kondisi
λ (kali/bulan)
1-3
0.017241379
1-2
0.010416667
3-F
0.00091
Jenis Gas
PerubahanKondisi Waktu (Hari)
TDCG
1-3
58
Total
58
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-3
Jenis Gas
PerubahanKondisi Waktu (Hari)
TDCG
1-2
Total
58 0.017241379 96 96
Rata-rata
Total/jumlah
96
λ
1-2
0.010416667
λ
3-F
0.00091
Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar berikut
Pemodelan untuk TDCG
D1
D2
D3
F
Untuk gas dan kondisi yang lain perhitungan sama seperti contoh saat perhitungan TDCG Pemodelan Gas H2
D1
D2
F
Pemodelan Gas CO
D1
D2
D3
F
D3
F
Pemodelan Gas CO2
D1
D2
Pemodelan Gas C2H2
D1
D4
F
Pemodelan Gas C2H6
D1
D3
D4
F
Pemodelan Gas C2H4
D1
D4
F
Pemodelan Gas CH4
D1
D2
D3
D4
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary Ground
D1
D2
D3
D4
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Secondary Ground
D1
D2
D3
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary-Secondary
D1
D2
D3
F
Pemodelan untuk Tegangan Tembus
D1
D2
D4
F
Metode Markov
Ketersediaan atau avaibility
didefinisikan sebagai peluang suatu komponen atau sistem berfungsi menurut kebutuhan pada waktu tertentu saat digunakan dalam kondisi beroperasi. Ketersediaan diinterpretasikan sebagai peluang beroperasinya komponen atau sistem dalam waktu yang ditentukan.
Pemodelan Markov untuk Kurva Ketersediaan Untuk perhitungan μ(laju perbaikan) sama seperti perhitungan λ, beda dari μ dan λ adalah μ laju perbaikan sedangkan λ laju perburukan. Data Laju Perubahan Kondisi TDCG Perubahan Kondisi
μ (kali/bulan)
Perubahan Kondisi
λ (kali/bulan)
2-1
0.032258065
1-3
0.017241379
3-1
0.032258065
1-2
0.010416667
F-1
1
3-F
0.00091
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
1-3
Waktu (Hari) 58
Total
58
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-3
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
2-1
58 0.017241379 Waktu (Hari) 31
Total
31
Rata-rata
Total/jumlah
μ
2-1
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
1-2
Total
31 0.032258065 Waktu (Hari) 96 96
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-2
96 0.010416667
