Seminar Tugas Akhir
ANALISIS KINERJA INSULASI SF6 PADA GAS INSULATED SWITCHGEAR (GIS) P3B WARU BERDASARKAN INTERPRETASI PENGUKURAN ACOUSTIC INSULATION ANALYZER (AIA) MENGGUNAKAN METODE STOKASTIK Dosen Pembimbing:
I Gusti Ngurah Satriyadi Hernanda, ST, MT Dr. Eng. I Made Yulistya Negara, ST, M.Sc
Hardian Ekaputra 2208100082
Latar Belakang • Partial Discharge dapat terjadi pada isolasi SF6 di Gas Insulated Switchgear (GIS) Waru sehingga mengakibatkan kegagalan isolasi • Lokasi terjadinya partial discharge pada kompartemen GIS perlu diketahui • Perlu adanya prediksi/ramalan kondisi isolasi pada beberapa tahun yang akan datang sebagai referensi pemeliharaan 2
Rumusan Masalah • Bagaimana cara pengujian partial discharge pada isolasi SF6 dalam kompartemen GIS menggunakan piranti Acoustic Insulation Analyzer (AIA) • Memprediksi peluang terjadinya pemeliharaan untuk isolasi SF6 pada GIS Waru 150kV menggunakan Metode Markov.
3
Batasan Masalah • Analisis kinerja SF6 berdasarkan hasil pengukuran partial discharge • Pengukuran partial discharge menggunakan piranti Acoustic Insulation Analyzer (AIA) • Data yang digunakan dalam proses Markov hanya berdasar pada Hasil Interpretasi AIA
4
Isolasi SF6 • Gas SF6 Sulfur Heksafluorida merupakan gas yang cepat menyerap elektron sehingga busur api tidak terjadi saat pelepasan pemutus. • memiliki kekuatan dielektrik 2 sampai 3 kali dielektrik udara, yaitu kira-kira 9 kV/mm
5
Partial Discharge • “a localised electric discharge that only partially bridges the insulation between conductors and which may or may not occur adjacent to a conductor” (IEC 60270)
6
Proses Kegagalan pada SF6 • Medan yang seragam – aktivitas ionisasi – banjiran elektron
• Medan tak seragam – Corona – leader
7
Gas Insulated Switchgear
8
Acoustic Insulation Analyzer • Acoustic Insulation Analyzer (AIA) adalah alat untuk menganalisa sinyal elektrik dengan menggunakan sensor ultrasonik. Sensor ini akan mendeteksi sinyal akustik yang dipancarkan secara terus menerus dari partikel yang memantul dan partial discharge dalam Gas Insulated Switchgear (GIS).
9
Pengukuran AIA Sensor
Filter
Amplifier
Smoothing
Rectifier
RMS measurement
Envelope Curve Generator
Loudspeaker, Peak Value Detector
Display 10
Hasil Ukur Phase Mode
Dengan sudut phasa 360° terdapat sinyal yang berasal dari partikel yang berada di dalam GIS dengan amplitudo antara 0,4 mV hingga 1,54 mV; dengan nilai rata-rata 0,48 mV. 11
Pengukuran AIA Tahun 2006
Tahun 2005
Maximum Minimum Average
CB (mV)
CT busbar A (mV)
CT busbar B (mV)
DS (mV)
Sealing End (mV)
1.67 0.46 0.63
1.67 0.48 0.80
1.67 0.45 0.60
1.67 0.45 0.60
1.67 0.47 0.63
CB (mV)
CB (mV)
CT busbar A (mV)
CT busbar B (mV)
DS (mV)
Sealing End (mV)
1.54 0.40 0.48
1.67 0.40 0.49
0.72 0.40 0.48
1.67 0.40 0.48
0.64 0.40 0.48
Maximum Minimum Average
Tahun 2008 CT CT DS busbar A busbar B (mV) (mV) (mV)
Sealing End (mV)
Maximum
1.67
1.67
1.45
0.70
1.67
Minimum
0.14
0.14
0.15
0.15
0.16
Average
0.17
0.28
0.19
0.19
0.21
Hasil Pembacaan Pengukuran Phase Mode 12
Analisis Markov
Analisis Markov adalah suatu teknik matematik untuk peramalan perubahan pada variabel-variabel tertentu berdasarkan pengetahuan dari perubahan sebelumnya
13
Analisis Markov Supplier pilihan GI pada suatu minggu W L • • •
Pilihan pada minggu berikutnya W
L
90 20
10 80
Keadaan 1: GI membeli gas SF6 pada supplier W Keadaan 2: GI membeli gas SF6 pada supplier L Dengan demikian matriks peluang transisi adalah P:
14
Analisis Markov Keadaan transient dan steady-state
15
Analisis Markov Keadaan transient dan steady-state
16
Pemodelan Markov Hasil Uji AIA pada GIS Waru • Penentuan obyek – CB, CT busbar A, CT Busbar B, DS, Sealing End
• Penentuan keadaan State (dalam mV) – – – – –
0,05 – 0,149 0,15 – 0,249 0,25 – 0,349 0,35 – 0,449 0,45 – 0,549
– – – – – – –
0,55 – 0,649 0,65 – 0,749 0,75 – 0,849 0,85 – 0,949 0,95 – 0,1049 0,105 – 1,149 0,115 – 1,249
→ 0,6 → 0,7 → 0,8 → 0,9 → 0,10 → 0,11 → 0,12
→ 0,1 → 0,2 → 0,3 → 0,4 → 0,5 17
Diagram Markov Circuit Breaker
18
Matriks Peluang Transisi Circuit Breaker
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0.765
0.059
0.059
0.118
0
0
0
0.091
0.091
0.636
0.182
0
0
0
0
0
0.8
0.2
0
0
0
0
0
0.333
0.667
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
19
Diagram Markov CT Busbar A
20
Matriks Peluang Transisi CT Busbar A
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0.375
0.375
0.125
0
0.125
0
0
0
0
0.038
0.038
0.615
0.192
0.115
0
0
0
0
0
0.818
0.182
0
0
0
0
0
0
0.75
0.25
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
21
Diagram Markov CT Busbar B
22
Matriks Peluang Transisi CT Busbar B
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0.6
0.1
0.1
0.15
0.05
0
0
0
0
0
0
0.042
0.042
0.833
0.083
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
23
Diagram Markov Disconnector Switch
24
Matriks Peluang Transisi Disconnector Switch
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0.632
0.105
0.053
0.105
0.053
0.053
0
0
0
0
0.867
0.067
0
0.067
0
0
0
0.818
0
0.182
0
0
0
0.2
0.8
0
0
0
25
Diagram Markov Sealing End
26
Matriks Peluang Transisi Sealing End
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0.8
0.067
0.067
0
0
0
0.067
0
0.111
0
0
0.889
0
0
0
0
0
0
0
0.654
0.192
0.154
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
27
Analisis Hasil Markov Circuit Breaker
Keadaan
Peluang Steady State
0,2
0.823077013
Peluang Steady State 1 0.9 0.8
0.176923074
0,5
0.000000013
0,6
0.0000000070
0.7 Peluang
0,4
0.6 0.5 0.4 0.3
0,7
0
0,8
0
0,9
0
0.2 0.1 0 0,2
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Keadaan
28
Analisis Hasil Markov Circuit Breaker
29
Analisis Hasil Markov CT Busbar A
Keadaan
Peluang Steady State
0,2
0.422667465
0,3
0.429555378
0,4
0.147777068
0,5
0.000000052
Peluang Steady State 1 0.9 0.8
0.7 Peluang
0.6 0.5 0.4
0,6
0.000000029
0,7
0.000000007
0,8
0
0,9
0
0.3 0.2 0.1 0
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Keadaan
30
Analisis Hasil Markov CT Busbar A
31
Analisis Hasil Markov CT Busbar B
Keadaan
Peluang Steady State
0,2
0.74576271175
0,3
0.12711864407
0,4
0.12711864407
0.70
0,5
0.00000000009
0.60
0,6
0.00000000002
0,7
0
0.30
0,8
0
0.20
0,9
0
1,0
0
1,1
0
Peluang Steady State 1.00
0.90
Peluang
0.80
0.50 0.40
0.10 0.00 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 Keadaan
32
Analisis Hasil Markov CT Busbar B
33
Analisis Hasil Markov Disconnector Switch
Keadaan
Peluang Steady State
Peluang Steady State 1
0,2
0.7992387999
0.9
0.8
0,3
0.1332064669
0.7
0,4
0.0675547081
0,5
0.0000000182
0,6
0.0000000027
Peluang
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0,7
0.0000000039
0 0,2
0,8
0.0000000004
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Keadaan
34
Analisis Hasil Markov Disconnector Switch
35
Analisis Hasil Markov Sealing End
Keadaan
Peluang Steady State
Peluang Steady State 1
0,2
0.8582677143
0.9
0,3
0.0708661419
0.8
0,4
0.0708661419
0,5
0.0000000070
0,6
0
0.7 Peluang
0.6 0.5 0.4 0.3
0,7
0.0000000029
0.2
0,9
0
0.1
1,2
0
0 0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,9
1,2
Keadaan
36
Analisis Hasil Markov Sealing End
37
Kesimpulan 1. Terdapat partial discharge dari hasil pengujian AIA yang dilakukan di 24 kompartemen GIS Waru dengan nilai maksimum 2 pC. Berdasarkan standar IEC 270, maka hasil pengujian menunjukkan bahwa partial discharge yang teruji berada di bawah standar batas nilai (< 4 pC), jadi yang terdeteksi oleh AIA merupakan sinyal noise 2. Untuk setiap komponen dari bay kompartemen GIS yang terdiri dari Circuit Breaker, Current Transformator Busbar A, Current Transformator Busbar B, disconnector Switch, dan sealing end didapatkan peluang steady state untuk setiap keadaannya menunjukkan peluang terbesar akan nilai yang terdeteksi pada pengukuran beberapa tahun mendatang sebesar 0,15 – 0,449 mV. Dan peluang untuk pemeliharan adalah 0, yang artinya tidak perlu dilakukan pemeliharan apalagi penggantian sistem isolasi sampai 10 tahun mendatang 38
Terima Kasih
39
