Buku Pedoman Pemeliharaan
K APAS I TO R Dokumen nomor : PDM/PGI/04:2014
PT PLN (PERSERO) Jl Trunojoyo Blok M I/135 JAKARTA
NOMOR : PDM/PGI/04:2014
DOKUMEN
Lampiran Surat Keputusan Direksi
PT PLN (PERSERO)
PT PLN (Persero) No. 0520-2.K/DIR/2014
BUKU PEDOMAN PEMELIHARAAN KAPASITOR
PT PLN (PERSERO) JALAN TRUNOJOYO BLOK M-I/135 KEBAYORAN BARU JAKARTA SELATAN 12160
KAPASITOR
Susunan Tim Review KEPDIR 113 & 114 Tahun 2010 Surat Keputusan Direksi PT PLN (Persero) No.0309.K/DIR/2013
Pengarah
: 1. Kepala Divisi Transmisi Jawa Bali 2. Kepala Divisi Transmisi Sumatera 3. Kepala Divisi Transmisi Indonesia Timur 4. Yulian Tamsir
Ketua
: Tatang Rusdjaja
Sekretaris
: Christi Yani
Anggota
: Indra Tjahja Delyuzar Hesti Hartanti Sumaryadi James Munthe Jhon H Tonapa
Kelompok Kerja Kapasitor, Reaktor, dan Kompensasi Daya Reaktif Statik (SVC) 1. Erwin Ansori (PLN P3BJB)
: Koordinator merangkap anggota
2. Yusak Sumarno (PLN P3BJB)
: Anggota
3. Imam Makhfud (PLN P3BJB)
: Anggota
4. Donny Rinaeldi (PLN P3BS)
: Anggota
5. Nursalam SR (PLN Sulselrabar)
: Anggota
6. Ratmana (PLN Kalselteng)
: Anggota
Koordinator Verifikasi dan Finalisasi Review KEPDIR 113 & 114 Tahun 2010 (Nota Dinas KDIVTRS JBS Nomor 0018/432/KDIVTRS JBS/2014) Tanggal 27 Mei 2014 1. Jemjem Kurnaen 2. Sugiartho 3. Yulian Tamsir 4. Eko Yudo Pramono
KAPASITOR
DAFTAR ISI DAFTAR ISI .......................................................................................................................I DAFTAR GAMBAR ...........................................................................................................II DAFTAR TABEL ..............................................................................................................III DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................................... IV PRAKATA ........................................................................................................................ V KAPASITOR .....................................................................................................................1 1 PENDAHULUAN..............................................................................................1 1.1 Pengertian........................................................................................................1 1.2 Fungsi ..............................................................................................................2 1.3 Jenis Kapasitor.................................................................................................3 1.3.1 Jenis Kapasitor yang Digunakan Pada Sistem Tenaga Listrik ..........................3 1.3.2 Pengelompokkan Kapasitor Berdasarkan Fuse................................................4 1.3.3 Pengelompokkan Kapasitor Berdasarkan Koneksi ...........................................6 1.3.4 Pengaturan Proses Switching ..........................................................................8 1.4 Bagian-Bagian Kapasitor dan Fungsinya..........................................................8 1.4.1 Bushing ............................................................................................................8 1.4.2 Fuse (Cut Out) .................................................................................................8 1.4.3 Unit Kapasitor ..................................................................................................8 1.4.4 Dielectric (Isolator) ...........................................................................................8 1.4.5 Mechanical Structure........................................................................................9 1.4.6 Grounding ........................................................................................................9 1.5 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) ........................................................9 1.5.1 Mendefinisikan Sistem (peralatan) dan Fungsinya ...........................................9 1.5.2 Menentukan Sub Sistem dan Fungsi Tiap Subsistem.......................................9 1.5.3 Menentukan Functional Failure Tiap Subsistem ...............................................9 1.5.4 Menentukan Failure Mode Tiap Subsistem ......................................................9 1.5.5 FMEA Kapasitor ............................................................................................. 10 2 PEDOMAN PEMELIHARAAN........................................................................10 2.1 In Service Inspection......................................................................................10 2.2 In Service Measurement ................................................................................11 2.3 Shutdown Testing/Measurement ....................................................................12 2.3.1 Pengukuran Tahanan Isolasi Kapasitor..........................................................12 2.3.2 Pengukuran Resistansi AC Kapasitor............................................................. 12 2.3.3 Pengujian Kapasitansi Kapasitor...................................................................12 2.3.4 Pengujian Dissipation Factor (Tangen Delta) .................................................13 2.4 Shutdown Treatment ......................................................................................13 3 EVALUASI HASIL PEMELIHARAAN DAN REKOMENDASI ........................15 3.1 In Service Inspection......................................................................................15 3.2 In Service Measurement ................................................................................15 3.2.1 Thermovisi Klem dan Konduktor ....................................................................15 3.2.2 Thermovisi Body Unit Kapasitor .....................................................................16 3.3 Shutdown Measurement ................................................................................16 3.3.1 Pengujian Tahanan Isolasi Unit/Bank Kapasitor .............................................17 3.3.2 Pengukuran Nilai Kapasitansi.........................................................................17 3.3.3 Pengukuran Resistansi AC.............................................................................18 3.3.4 Pengukuran Dissipation Factor (Tangen Delta) ..............................................18 4 TABEL URAIAN KEGIATAN PEMELIHARAAN............................................18 DAFTAR ISTILAH ...........................................................................................................29 DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................30
i
KAPASITOR
DAFTAR GAMBAR Gambar 1-1 Ilustrasi Bagian-Bagian Kapasitor.................................................................. 1 Gambar 1-2 Unit Kapasitor................................................................................................ 2 Gambar 1-3 Kapasitor Shunt ............................................................................................. 3 Gambar 1-4 Kapasitor sebagai Filter Harmonik ................................................................. 4 Gambar 1-5 Kapasitor Fuse Eksternal............................................................................... 4 Gambar 1-6 Kapasitor Fuse Internal.................................................................................. 5 Gambar 1-7 Kapasitor Tanpa Fuse ................................................................................... 6 Gambar 1-8 Koneksi wye Tunggal (Y)............................................................................... 7 Gambar 1-9 Koneksi wye Dobel (YY) ................................................................................ 7 Gambar 1-10 Koneksi Bridge (H) ...................................................................................... 7 Gambar 2-1 Bagian yang dilakukan Pengukuran Suhu pada Kapasitor........................... 11
ii
KAPASITOR
DAFTAR TABEL Tabel 2-1 Shutdown Treatment pada Kapasitor ...............................................................13 Tabel 3-1 In Service Inspection pada Kapasitor ..............................................................15 Tabel 3-2 Rekomendasi Hasil Thermovisi Klem dan Konduktor.......................................16 Tabel 3-3 Rekomendasi Hasil Thermovisi Body Unit Kapasitor........................................16 Tabel 3-4 Pengujian Tahanan Isolasi...............................................................................17 Tabel 3-5 Pengujian Nilai Kapasitansi..............................................................................17 Tabel 3-6 Pengujian Nilai Resistansi AC..........................................................................18 Tabel 3-7 Pengujian Nilai Tangen Delta...........................................................................18 Tabel 4-1 Uraian Kegiatan Pemeliharaan ........................................................................18
iii
KAPASITOR
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 TABEL PERIODE PEMELIHARAAN KAPASITOR ....................................... 21 Lampiran 2 FMEA Kapasitor............................................................................................ 25 Lampiran 3 Formulir In Service Inspection....................................................................... 26
iv
KAPASITOR
PRAKATA
PLN sebagai perusahaan yang asset sensitive, dimana pengelolaan aset memberi kontribusi yang besar dalam keberhasilan usahanya, perlu melaksanakan pengelolaan aset dengan baik dan sesuai dengan standar pengelolaan aset. Parameter Biaya, Unjuk kerja, dan Risiko harus dikelola dengan proporsional sehingga aset bisa memberikan manfaat yang maksimum selama masa manfaatnya. PLN melaksanakan pengelolaan aset secara menyeluruh, mencakup keseluruhan fase dalam daur hidup aset (asset life cycle) yang meliputi fase Perencanaan, Pembangunan, Pengoperasian, Pemeliharaan, dan Peremajaan atau penghapusan. Keseluruhan fase tersebut memerlukan pengelolaan yang baik karena semuanya berkontribusi pada keberhasilan dalam pencapaian tujuan perusahaan. Dalam pengelolaan aset diperlukan kebijakan, strategi, regulasi, pedoman, aturan, faktor pendukung serta pelaksana yang kompeten dan berintegritas. PLN telah menetapkan beberapa ketentuan terkait dengan pengelolaan aset yang salah satunya adalah buku Pedoman pemeliharaan peralatan penyaluran tenaga listrik. Pedoman pemeliharaan yang dimuat dalam buku ini merupakan bagian dari kumpulan Pedoman pemeliharaan peralatan penyaluran yang secara keseluruhan terdiri atas 25 buku. Pedoman ini merupakan penyempurnaan dari pedoman terdahulu yang telah ditetapkan dengan keputusan direksi nomor 113.K/DIR/2010 dan 114.K/DIR/2010. Perubahan atau penyempurnaan pedoman senantiasa diperlukan mengingat perubahan pengetahuan dan teknologi, perubahan lingkungan serta perubahan kebutuhan perusahaan maupun stakeholder. Di masa yang akan datang, pedoman ini juga harus disempurnakan kembali sesuai dengan tuntutan pada masanya. Penerapan pedoman pemeliharaan ini merupakan hal yang wajib bagi seluruh pihak yang terlibat dalam kegiatan pemeliharaan peralatan penyaluran di PLN, baik perencana, pelaksana maupun evaluator. Pedoman pemeliharaan ini juga wajib dipatuhi oleh para pihak diluar PLN yang bekerjasama dengan PLN untuk melaksanakan kegiatan pemeliharaan di PLN. Demikian, semoga kehadiran buku ini memberikan manfaat bagi perusahaan dan stakeholder serta masyarakat Indonesia.
Jakarta, Oktober 2014 DIREKTUR UTAMA
NUR PAMUDJI
v
KAPASITOR
KAPASITOR 1
PENDAHULUAN
1.1
Pengertian
Bank kapasitor (capacitor banks) adalah peralatan yang digunakan untuk memperbaiki kualitas pasokan energi listrik antara lain memperbaiki mutu tegangan di sisi beban, memperbaiki faktor daya (cos φ) dan mengurangi rugi-rugi transmisi. Kekurangan dari pemakaian bank kapasitor adalah menimbulkan harmonisa pada proses switching dan memerlukan desain khusus PMT atau switching controller. Penjelasan seputar istilah-istilah terkait bagian-bagian kapasitor dapat dijelaskan pada gambar-1 sebagai berikut:
Gambar 1-1 Ilustrasi Bagian-Bagian Kapasitor
a.
Elemen kapasitor
Elemen kapasitor merupakan bagian terkecil dari kapasitor yang berupa aluminium foil dan plastic film. b.
belitan
Unit kapasitor
Sebuah unit kapasitor terdiri dari elemen-elemen kapasitor yang dihubungkan dalam suatu matriks secara seri dan parallel (gambar-2). Unit kapasitor rata-rata terdiri dari 40 elemen-elemen. Elemen-elemen kapasitor dihubungkan secara seri untuk membangun tegangan dan dihubungkan secara paralel untuk membangun daya (VAR) pada unit kapasitor. Unit kapasitor dilengkapi dengan resistor yang berfungsi sebagai elemen pelepasan muatan kapasitor (discharge device). Rating tegangan unit kapasitor bervariasi dari 240 V sampai 25 kV dan rating kapasitas dari 2,5 kVAR sampai 1 MVAR.
1
KAPASITOR
Pada IEEE std 18-1992 dan std 1036-1992 dinyatakan bahwa:
Unit kapasitor harus mampu beroperasi terus menerus pada rating 110% Vrms dan tegangan puncak tidak melebihi 1,2 √2 Vrms serta harus mampu dilalui arus sebesar 135% Inominal. Pada rating tegangan dan frekuensi, daya reaktif harus berkisar antara 100% sampai 115% rating daya reaktif.
Gambar 1-2 Unit Kapasitor
c.
Bank kapasitor
Unit-unit kapasitor terpasang dalam rak baja galvanis untuk membentuk suatu bank kapasitor dari unit-unit kapasitor fasa tunggal. Jumlah unit-unit kapasitor pada sebuah bank ditentukan oleh tegangan dan daya yang dibutuhkan. Untuk daya dan tegangan yang lebih tinggi, unit-unit kapasitor dihubungkan secara seri maupun paralel.
1.2
Fungsi
Kapasitor berfungsi untuk memperbaiki faktor daya jaringan, mengurangi rugi-rugi (losses) jaringan, menetralkan/meniadakan jatuh tegangan dan memperbaiki stabilitas tegangan.
2
KAPASITOR
1.3
Jenis Kapasitor
1.3.1
Jenis Kapasitor yang Digunakan Pada Sistem Tenaga Listrik
a.
Kapasitor daya yang terdiri dari 3 (tiga) jenis yaitu kapasitor shunt, seri dan penyadap.
Kapasitor shunt (gambar-3) digunakan untuk kompensasi beban induktif dan untuk pengaturan tegangan ujung transmisi. Aplikasi kapasitor shunt akan memperbaiki faktor daya jaringan, mengurangi rugi-rugi (losses) jaringan, menetralkan/meniadakan jatuh tegangan dan memperbaiki stabilitas tegangan sehingga dengan kata lain suatu kapasitor shunt akan menaikkan angka efisiensi pada jaringan dengan memperbaiki faktor daya. Kapasitor seri digunakan pada transmisi daya yang sangat panjang untuk mengkompensasi reaktansi induktif transmisi. Kapasitor penyadap digunakan untuk menyadap daya dari jaringan tegangan tinggi untuk keperluan daya yang tidak begitu besar.
b.
Kapasitor gandeng, yaitu kapasitor yang digunakan untuk pembawa sinyal komunikasi antar gardu induk atau antar pusat pembangkit.
c.
Kapasitor pembagi tegangan, yaitu kapasitor yang digunakan untuk pengukuran tegangan transmisi dan rel daya.
d.
Kapasitor filter yaitu kapasitor yang digunakan untuk konverter, terutama pada sistem transmisi arus searah. Selain itu juga dapat digunakan sebagai filter harmonik (gambar-4) yang akan mengurangi kandungan harmonik jaringan, memperbaiki faktor daya dan mengurangi rugi-rugi jaringan. Filter harmonik yang dipasang untuk mengurangi distorsi harmonik pada suatu jaringan memiliki kemampuan sebaik menyediakan daya reaktif yang dibutuhkan untuk kompensasi jaringan.
Gambar 1-3 Kapasitor Shunt
3
KAPASITOR
Gambar 1-4 Kapasitor sebagai Filter Harmonik
e.
1.3.2
Kapasitor perata, yaitu kapasitor yang digunakan untuk meratakan distribusi tegangan pada peralatan tegangan tinggi seperti pada pemutus daya (circuit breaker).
Pengelompokkan Kapasitor Berdasarkan Fuse
Unit kapasitor dikelompokkan berdasarkan letak fuse sebagai proteksi unit kapasitor. Letak fuse ini mempengaruhi desain dari rangkaian kapasitor dan juga disain dari proteksi yang diterapkan. a.
Fuse eksternal
Konstruksi kapasitor dengan eksternal fuse dapat dilihat pada gambar 1-5 yaitu bahwa setiap unit kapasitor diproteksi oleh fuse pasangan luar. Kerusakan pada elemen kapasitor (hubung singkat) menyebabkan elemen-elemen pada group yang sama yang terhubung paralel dengan elemen yang rusak tersebut terhubung singkat. Group kapasitor lainnya yang terhubung seri akan memiliki tegangan yang lebih tinggi dan arus yang lebih besar sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada grup kapasitor seri lainnya. Hal ini berlangsung terus sampai fuse eksternal bekerja.
Gambar 1-5 Kapasitor Fuse Eksternal
4
KAPASITOR
b.
Fuse internal
Setiap elemen kapasitor dilengkapi fuse seperti gambar 1-6, apabila terjadi kegagalan elemen kapasitor maka fuse yang berfungsi sebagai pembatas arus akan memutuskan secara efektif suatu elemen saat terjadi gangguan.Hanya sebagian kecil dari kapasitas total kapasitor yang hilang dan sisanya masih dapat beroperasi sehingga elemen tersebut terisolir dari elemen lainnya yang terhubung paralel dalam group. Umumnya bank kapasitor dengan fuse internal memiliki lebih sedikit unit kapasitor yang terhubung paralel dan lebih banyak group kapasitor yang terhubung seri dibandingkan dengan unit kapasitor yang memiliki fuse eksternal. Unit kapasitor dengan fuse internal umumnya memiliki ukuran yang besar karena diharapkan kerusakan seluruh elemen pada unit kapasitor bisa lebih lama.
Gambar 1-6 Kapasitor Fuse Internal
c.
Tanpa fuse (fuseless)
Unit kapasitor tanpa fuse identik dengan unit kapasitor dengan fuse eksternal yang dijelaskan sebelumnya. Bank kapasitor tanpa fuse dihubungkan secara seri diantara fasa dan netral seperti pada gambar 1-7. Proteksi berdasarkan elemen dari kapasitor, apabila terjadi kerusakan pada elemen maka group elemen tersebut akan terhubung singkat sedangkan unit kapasitor tetap beroperasi dengan distribusi tegangan pada group seri akan meningkat. Misal 6 unit kapasitor dihubung seri dan setiap unit kapasitor memiliki 8 elemen group seri sehingga total elemen group yang terhubung seri menjadi 48 elemen group. Apabila terjadi kerusakan pada satu elemen kapasitor maka satu elemen group seri terhubung singkat , akhirnya distribusi tegangan pada elemen group seri menjadi 48/47 atau terjadi kenaikan tegangan sekitar 2%. Kapasitor unit tanpa fuse biasanya tidak digunakan untuk tegangan sistem lebih kecil dari 35 kV atau minimal diperlukan 10 elemen seri agar bank kapasitor masih tetap dapat dioperasikan. Hal ini karena tegangan pada bank kapasitor menjadi 10/9 atau terjadi kenaikan tegangan sekitar 11%. Pada konfigurasi ini, discharge energi kecil karena unit kapasitor tidak ada yang dihubungkan paralel, selain itu proteksi unbalance tidak perlu di delay untuk koordinasi dengan fuse.
5
KAPASITOR
Kapasitor jenis ini digunakan untuk filter harmonik dengan daya yang relatif rendah pada suatu level tegangan tinggi tertentu.
Gambar 1-7 Kapasitor Tanpa Fuse
1.3.3
Pengelompokkan Kapasitor Berdasarkan Koneksi
Jumlah minimum unit yang terhubung paralel diperhitungkan apabila satu unit kapasitor terisolasi, tidak akan menyebabkan unbalance tegangan pada unit kapasitor lainnya melebihi 110% rating tegangan. Jumlah minimum dari group kapasitor yang terhubung seri apabila satu group tereliminasi (hubung singkat) tidak akan menyebabkan kapasitor lain overvoltage lebih dari 110%. Jumlah maksimum unit kapasitor pada setiap group paralel ditentukan oleh beberapa pertimbangan. Jika unit kapasitor rusak, unit kapasitor lain pada group paralel yang sama masih memiliki sejumlah muatan. Muatan sisa tersebut akan dibuang melalui kapasitor yang rusak dan melalui masing-masing fuse. Kapasitor yang rusak dan fuse harus tahan terhadap arus transient akibat pelepasan muatan tersebut. Pelepasan muatan transient dari paralel kapasitor dalam jumlah besar dapat memecahkan kapasitor yang rusak atau meledakkan fuse, yang dapat menyebabkan kerusakan pada unit terdekat atau kerusakan pada bank kapasitor. Untuk meminimalkan risiko diatas maka harus dibatasi energi maksimum yang tersimpan dalam group paralel kapasitor. Hal ini dapat dicapai dengan mengatur lebih banyak jumlah kapasitor dengan rating tegangan yang lebih kecil terhubung seri sehingga jumlah unit kapasitor dalam paralel group akan lebih sedikit tetapi mengurangi sensitivitas deteksi unbalance. 3 (tiga) koneksi bank kapasitor yang umum digunakan adalah sebagai berikut:
Wye tunggal (Y) sebagian besar digunakan unit kapasitor fuse eksternal atau bank kapasitor dengan suatu rating daya yang rendah. Proteksi unbalance diperoleh dengan membandingkan netral bank kapasitor dengan ground.
6
KAPASITOR
Gambar 1-8 Koneksi wye Tunggal (Y)
Wye dobel (YY) merupakan koneksi yang umum untuk kapasitor fuse internal dan sistem transmisi dengan suatu netral yang terisolasi. Proteksi unbalance dibentuk dengan membandingkan arus netral diantara dua koneksi wye. Proteksi unbalance sehingga tidak dipengaruhi oleh variasi tegangan pada feeding system.
Gambar 1-9 Koneksi wye Dobel (YY)
Koneksi Bridge (H) merupakan suatu koneksi wye dengan sebuah netral yang terhubung ke ground. Proteksi unbalance secara normal terpasang dalam setiap fasa dengan membandingkan 2 (dua) titik pertengahan dalam fasa. Koneksi ini biasa digunakan untuk sistem tegangan tinggi dengan netral yang terhubung solid ke ground.
Gambar 1-10 Koneksi Bridge (H)
7
KAPASITOR
1.3.4
Pengaturan Proses Switching
Switching kapasitor bank tegangan tinggi dapat menghasilkan arus transient yang signifikan. Metode switching kapasitor yang dikenal saat ini adalah reaktor, pre-insertion resistor, pre-insertion induktor dan pengaturan switching (controlled switching). Pada saat pemasukan kapasitor dapat terjadi keadaan hubung singkat apabila kondisi kapasitor kosong muatan yang akan menghasilkan arus yang sangat besar (arus inrush) dan kedip tegangan yang cukup dalam di sistem. Persyaratan pemasukan PMT kapasitor adalah pada saat pemasukan, tegangan sesaat pada kontak PMT sama dengan nol. Dengan mengatur saat penutupan PMT maka akan mengurangi arus inrush pada bank kapasitor. Pengaturan pemasukan PMT pada bank kapasitor tergantung pada sistem pentanahan netral bank kapasitor. a.
Switching pada bank kapasitor yang ditanahkan
Jika kapasitor bank ditanahkan maka setiap fasa berdiri sendiri dan pemasukan setiap fasa berbeda 1/6 cycle atau 30 derajat listrik (3,3 ms untuk sistem 50 Hz). b.
Switching pada bank kapasitor yang tidak ditanahkan
Jika kapasitor bank tidak ditanahkan maka 2 (dua) fasa pertama harus masuk pada saat perbedaan tegangan diantara kedua fasa tersebut sama dengan nol sedangkan fasa ketiga dimasukkan ¼ cycle atau 45 derajat listrik (5ms untuk sistem 50Hz) setelah kedua fasa lainnya masuk.
1.4
Bagian-Bagian Kapasitor dan Fungsinya
1.4.1
Bushing
Merupakan sub sistem yang berfungsi memisahkan antara bagian yang berbeda tegangan serta menyalurkan arus kapasitansi.
1.4.2
Fuse (Cut Out)
Merupakan sub sistem yang berfungsi sebagai pengaman peralatan terhadap arus lebih.
1.4.3
Unit Kapasitor
Merupakan sub sistem yang berfungsi sebagai kompensator daya reaktif.
1.4.4
Dielectric (Isolator)
Merupakan sub sistem yang berfungsi untuk mengisolasi bagian yang bertegangan dengan bodi. atau antara bagian bertegangan dengan bagian bertegangan yang berlainan fasanya. Dielectric (isolator) mempunyai nilai konstantan dielektrik mempengaruhi nilai kapasitansi suatu kapasitor. Udara dan vacuum mempunyai nilai konstantan dielektrik 1,0 8
KAPASITOR
dan minyak mempunyai nilai konstanta dieketrik 2,2. Selain contoh tersebut, masih banyak jenis material dieletrik (isolasi) yang dapat digunakan untuk suatu kapasitor.
1.4.5
Mechanical Structure
Merupakan sub sistem yang berfungsi sebagi penopang atau penyangga kapasitor.
1.4.6
Grounding
Merupakan sub sistem yang berfungsi untuk mengalirkan arus induksi serta arus lebih akibat tegangan surja atau sambaran petir ketanah. Sistem pentanahan dihubungkan ke bagian mechanical structure.
1.5
Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)
FMEA merupakan suatu metode untuk menganalisa penyebab kegagalan pada suatu peralatan. Pada buku pedoman pemeliharaan ini, FMEA menjadi dasar untuk menentukan komponen-komponen yang akan diperiksa dan dipelihara. FMEA atau Failure Mode and Effect Analysis dibuat dengan cara:
1.5.1
Mendifinisikan sistem (peralatan) dan fungsinya Menentukan sub sistem dan fungsi tiap subsistem Menentukan functional failure tiap subsistem Menentukan failure mode tiap subsistem
Mendefinisikan Sistem (peralatan) dan Fungsinya
Definisi: kumpulan komponen yang secara bersama-sama bekerja membentuk satu fungsi atau lebih.
1.5.2
Menentukan Sub Sistem dan Fungsi Tiap Subsistem
Definisi: peralatan dan atau komponen yang bersama-sama membentuk satu fungsi. Dari fungsinya subsistem berupa unit yang berdiri sendiri dalam suatu sistem.
1.5.3
Menentukan Functional Failure Tiap Subsistem
Functional Failure adalah ketidakmampuan suatu aset untuk dapat bekerja sesuai fungsinya berdasarkan standar unjuk kerja yang dapat diterima pemakai.
1.5.4
Menentukan Failure Mode Tiap Subsistem
Failure Mode adalah setiap kejadian yang mengakibatkan functional failure.
9
KAPASITOR
1.5.5
FMEA Kapasitor
Didalam FMEA kapasitor terdiri dari subsistem kapasitor, kapasitor, failure mode pada kapasitor (lampiran 2).
functional failure pada
FMECA (Failure Mode and Effect Critical Analysis) merupakan metoda untuk mengetahui resiko kegagalan sebuah subsistem pada sebuah sistem peralatan. Dengan mengkombinasikan data gangguan dengan FMEA maka akan diketahui peluang-peluang kegagalan pada setiap sub sistem dalam FMEA. Hal ini dapat dijadikan acuan dalam menerapkan metoda pemeliharaan yang optimal dengan tingkat kegagalan yang bervariasi.
2
PEDOMAN PEMELIHARAAN
2.1
In Service Inspection
In service inspection adalah kegiatan pengamatan visual pada bagian-bagian peralatan terhadap adanya anomali yang berpotensi menurunkan unjuk kerja peralatan atau merusak sebagian/keseluruhan peralatan. Bagian-bagian kapasitor yang di inspeksi visual saat beroperasi ialah sebagai berikut: a.
Bushing Kondisi Bushing kapasitor Kondisi clamp bushing Kebocoran minyak bushing
b.
Body kapasitor
c.
Fuse cut out Kondisi fuse/cut out kapasitor Kondisi clamp fuse cut out
d.
Sambungan/klem/jumper Kondisi mur baut-mur baut sambungan kapasitor Kondisi rel bar sambungan antar unit kapasitor Kondisi jumper antar capasitor Kondisi sambungan rangkaian kapasitor ke CT/CVT
10
KAPASITOR
Kondisi sambungan pentanahan e.
Mechanical Structure Kondisi isolator support Kondisi serandang
2.2
In Service Measurement
In service measurement adalah kegiatan pengukuran yang dilakukan pada saat kapasitor sedang dalam keadaan bertegangan/operasi. Pengukuran suhu pada kapasitor dapat dilakukan dengan perangkat IR thermometer dan IR thermography. Tujuan pengukuran suhu ialah untuk memantau kondisi kapasitor saat beroperasi. Pola temperatur akan terlihat pada bagian-bagian kapasitor yang di monitor sehingga akan dapat dilihat bagian mana pada sub sistem kapasitor tersebut yang mengalami overheat atau penyimpangan lainnya. Dari hasil tersebut akan dievaluasi kembali apa permasalahan yang terjadi pada bagian tersebut, sehingga kerusakan yang fatal dapat dihindarkan. Bagian-bagian kapasitor yang perlu diukur suhunya adalah sebagai berikut: Bodi unit kapasitor (1) Bushing (2) Klem konduktor bushing (3) Klem-klem sambungan (4) Fuse link (5) Rel pengumpul arus (6)
Gambar 2-1 Bagian yang dilakukan Pengukuran Suhu pada Kapasitor
11
KAPASITOR
2.3
Shutdown Testing/Measurement
Shutdown testing/measurement adalah pekerjaan pengujian/pengukuran yang dilakukan pada saat kapasitor dalam keadaan tidak beroperasi. Pekerjaan ini dilakukan pada saat pemeliharaan rutin maupun pada saat investigasi ketidaknormalan. Perhatian:
2.3.1
•
Pastikan kapasitor telah terdischarge secara sempurna dan hubung singkatkan dan tanahkan sebelum melakukan pekerjaan apapun pada bank kapasitor!
•
Setelah pekerjaan pengujian/pengukuran selesai, pastikan seluruh baut, mur dan terminal telah terpasang dengan torsi yang tepat.
Pengukuran Tahanan Isolasi Kapasitor
Pengukuran tahanan isolasi pada kapasitor hanya khusus dilakukan untuk kapasitor yang terisolasi terhadap ground/body. Hal yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan pengujian ini adalah besarnya tegangan uji tidak boleh melebihi tegangan nominal kapasitor seperti yang tertera pada name platenya. Peralatan uji yang digunakan sama seperti peralatan uji tahanan isolasi standar. Penerapan pengujian dilakukan per bank/rangkaian/phasa, sedangkan jika terindikasi adanya kelainan, maka identifikasi selanjutnya harus dilakukan pengujian pada tiap unitnya. Durasi pengujian tahanan isolasi kapasitor adalah 1 menit secara kontinyu tidak terputus.
2.3.2
Pengukuran Resistansi AC Kapasitor
Pengukuran resistansi AC kapasitor dilakukan baik pada kapasitor dengan jenis yang terisolasi terhadap ground/body maupun pada kapasitor yang tersambung ke ground di salah satu sisi terminalnya. Pelaksanaan pengukuran menggunakan RLC meter. Penerapan pengujian dilakukan per bank/rangkaian/phasa, sedangkan jika terindikasi adanya kelainan, maka identifikasi selanjutnya harus dilakukan pengukuran pada tiap unitnya. Teknik pengukuran resistansi pada kapasitor dapat juga dilakukan dengan memakai sumber tegangan 220 V 50 Hz, dengan mengukur nilai arus dan sudut phasa VI sehingga akan dapat dihitung besarnya nilai resistansi AC.
2.3.3
Pengujian Kapasitansi Kapasitor
Pengukuran nilai kapasitansi pada kapasitor dilakukan baik pada kapasitor dengan jenis yang terisolasi terhadap ground/body maupun pada kapasitor yang tersambung ke ground di salah satu sisi terminalnya. Pelaksanaan pengukuran menggunakan RLC meter. Pengukuran dilakukan per-unit kapasitor. Teknik pengukuran kapasitansi pada kapasitor dapat juga dilakukan dengan memakai sumber tegangan 220 V 50 Hz, dengan mengukur nilai arus dan sudut phasa V-I sehingga akan dapat dihitung besarnya nilai kapasitansinya.
12
KAPASITOR
2.3.4
Pengujian Dissipation Factor (Tangen Delta)
Pengukuran nilai kapasitansi pada kapasitor dilakukan baik pada kapasitor dengan jenis yang terisolasi terhadap ground/body maupun pada kapasitor yang tersambung ke ground di salah satu sisi terminalnya. Pelaksanaan pengukuran menggunakan tangen delta meter. Hal yang perlu diperhatikan dalam pelaksanaan pengujian ini adalah besarnya tegangan uji tidak boleh melebihi tegangan nominal kapasitor seperti yang tertera pada name platenya.
2.4
Shutdown Treatment
Shutdown treatment adalah pekerjaan dilakukan untuk memperbaiki anomali yang ditemukan pada saat in service inspection/measurement atau menindaklajuti hasil shutdown testing/measurement. Pelaksanaan treatment meliputi unit kapasitor secara individu maupun dalam satu kesatuan (bank), diantaranya adalah sebagai berikut: Tabel 2-1 Shutdown Treatment pada Kapasitor Bagian No.
Peralatan Yang
Cara Pemeliharaan
Standar Hasil
Diperiksa 1.
Body Kapasitor
Membersihkan body debu dan kotoran.
kapasitor
Mengecat ulang body terindikasi berkarat.
2.
Bushing Kapasitor
terhadap
kapasitor
Bersih
jika Tidak karatan
Membersihkan keramik insulator terhadap polutan. Merekondisi kualitas permukaan keramik insulator jika terindikasi flex/pecah dengan
Bersih
Tidak cacat
menggunakan insulator varnish.
3.
3.
Unit
Mengganti
Kapasitor
kapasitansinya menyimpang dari nameplate (sesuai rekomendasi pabrikan).
Klem Sambungan
unit
kapasitor
yang
nilai
Membersihkan klem sambungan termasuk baut pengikatnya terhadap polutan dan karat. Melaksanakan penggantian klem jika
13
Nilai kapasitansi sesuai plate.
name
Bersih, dan tidak berkarat, antar sambungan
KAPASITOR
Bagian No.
Peralatan
Cara Pemeliharaan
Yang Diperiksa
Standar Hasil
diperlukan
dilapisi dengan electrical jointing compund (contact grease)
Terikat dengan kencang Memeriksa kekuatan ikatan klem 4.
Konduktor sambungan antar unit kapasitor
5.
Bank Kapasitor
6.
Rangka bank kapasitor
Memeriksa kondisi stranded konduktor terpasang terhadap potensi karat dan ganti jika terindikasi berkarat/putus salah satu urat atau lebih Memeriksa kondisi kualitas sambungan ke rangka penyangga
Terikat
Membersihkan body penyangga terhadap polutan dan karat
Bersih
Mengecat ulang body terindikasi berkarat 7
Isolator penyangga rangka bank kapasitor
Tidak berkarat
penyangga
dengan
kencang
jika
Membersihkan body isolator terhadap polutan dan rekondisi permukaan insulator dengan insulating varnish/ceramic sealer.
Tidak berkarat Bersih dan permukaan insulator rata/halus
Tidak berkarat Mengecat ulang besi pemegang isolator jika terindikasi berkarat
Memeriksa kawat pentanahan
Tidak berkarat/putus dan kencang
14
KAPASITOR
Bagian Peralatan
No.
Cara Pemeliharaan
Yang Diperiksa
Standar Hasil
Tahanan pentanahan < 1 Memperbaiki tahanan pentanahan jika hasil ukur melebihi standar
Ω
3
EVALUASI HASIL PEMELIHARAAN DAN REKOMENDASI
3.1
In Service Inspection Tabel 3-1 In Service Inspection pada Kapasitor
Subsistem
Bushing
Item Pekerjaan
Kondisi
Rekomendasi
kotor
Lakukan pembersihan
flek
Lakukan pembersihan
retak
Lakukan penggantian
pecah
Lakukan penggantian
Kondisi Fisik Isolator
3.2
In Service Measurement
3.2.1
Thermovisi Klem dan Konduktor
Untuk melakukan evaluasi terhadap hasil thermovisi klem dan konduktor diperlukan data arus beban saat pengukuran (I beban) dan arus beban tertinggi yang pernah dicapai (I max). Pada kapasitor, Imax / Ibeban dianggap sama dengan 1. Selanjutnya dihitung selisih (∆T akhir) antara suhu konduktor dan klem dengan mengunakan rumus berikut: │∆T akhir │ = (I max/I beban)2 x │∆T awal │ (I max/I beban) = 1 sehingga ∆Takhir = ∆T awal dimana ∆Tawal adalah selisih hasil thermovisi klem dan konduktor.
15
KAPASITOR
Tabel 3-2 Rekomendasi Hasil Thermovisi Klem dan Konduktor No
∆Takhir o
1.
<10
Rekomendasi Kondisi normal, pengukuran
berikutnya dilakukan sesuai
jadwal
3.2.2
o
o
Perlu dilakukan pengukuran satu bulan lagi
o
o
Perlu direncanakan perbaikan
o
o
Perlu dilakukan perbaikan segera
2.
10 -25
3.
25 -40
4.
40 -70
5.
>70
o
Kondisi darurat
Thermovisi Body Unit Kapasitor
Evaluasi dilakukan dengan cara membandingkan hasil thermography antar unit kapasitor. Berdasarkan InternationaI Electrical Testing Association (NETA) Maintenance Testing Specifications (NETA MTS-1997) interpretasi hasil thermovisi dapat dikategorikan sebagai berikut: Tabel 3-3 Rekomendasi Hasil Thermovisi Body Unit Kapasitor ∆T No
Rekomendasi
(perbedaan suhu antar fasa/unit) o
o
1.
1 C–3C
2.
4 C – 15 C
o
o
Dimungkinkan ada ketidaknormalan, perlu investigasi lanjut Mengindikasikan
adanya
defesiensi,
perlu
dijadwalkan perbaikan. 3.
o
>16 C
Ketidaknormalan mayor, perlu dilakukan perbaikan segera
3.3
Shutdown Measurement
Analisa terhadap hasil pengukuran atau pengujian untuk seluruh unit-unit kapasitor dilakukan dengan membandingkan hasil dengan pengukuran sebelumnya atau test report/name plate.
16
KAPASITOR
3.3.1
Pengujian Tahanan Isolasi Unit/Bank Kapasitor
Pengujian tahanan isolasi dilakukan pada bank kapasitor. Bila ditemukan penyimpangan hasil pengujian terhadap referensi pabrikan atau standar (lihat tabel dibawah), pengujian dilakukan per unit kapasitor pada bank kapasitor yang diduga mengalami kerusakan tersebut. Tabel 3-4 Pengujian Tahanan Isolasi No. 1.
Bagian Yang Diukur Unit/Bank Kapasitor
Nilai Tahanan Isolasi > 1 MΩ / kV
Rekomendasi Normal
atau sesuai referensi pabrikan
< 1 MΩ / kV atau sesuai referensi pabrikan
Bersihkan permukaan bushing, lapisi permukaan keramik yang cacat dengan insulator varnish
Ganti dengan spare ~ 0 M-Ω
3.3.2
Pengukuran Nilai Kapasitansi Tabel 3-5 Pengujian Nilai Kapasitansi Nilai Deviasi
No.
1.
Bagian Yang Diukur
Unit Kapasitor
Terhadap Data Name Plate Sesuai name plate atau
Rekomendasi
Normal
-5% s/d +15% (IEC 60871)
Tidak sesuai rekomendasi pabrikan atau diluar standar IEC diatas
17
Ganti dengan unit baru
KAPASITOR
3.3.3
Pengukuran Resistansi AC Tabel 3-6 Pengujian Nilai Resistansi AC Nilai Deviasi
No.
1.
Bagian Yang Diukur
Unit Kapasitor
Terhadap Data Name Plate Sesuai name plate atau sister unit
Tidak sesuai rekomendasi pabrikan atau diluar standar IEC diatas
3.3.4
Rekomendasi
Normal
Ganti dengan unit baru
Pengukuran Dissipation Factor (Tangen Delta) Tabel 3-7 Pengujian Nilai Tangen Delta Nilai Deviasi
No.
1.
Bagian Yang Diukur
Unit Kapasitor
Terhadap Data Name Plate Sesuai name plate atau sister unit atau maksimum 0,5%
Tidak sesuai rekomendasi pabrikan atau lebih besar dari 0,5%
4
Rekomendasi
Normal
Ganti dengan unit baru
TABEL URAIAN KEGIATAN PEMELIHARAAN Tabel 4-1 Uraian Kegiatan Pemeliharaan
Jenis Pemeliharaan In service Inspection
Jenis Inspeksi/Pengujian
Periode
Alat Uji/Ukur
1.
Kondisi body kapasitor
Mingguan
Visual
2.
Kondisi fuse cut out kapasitor
Mingguan
Visual
3.
Kebocoran minyak bushing
Mingguan
Visual
18
KAPASITOR
Jenis Pemeliharaan
In service measurement
Shutdown Testing/Measurement
Jenis Inspeksi/Pengujian
Periode
Alat Uji/Ukur
4.
Kondisi bushing kapasitor
Mingguan
Visual
5.
Kondisi klem bushing
Mingguan
Visual
6.
Kondisi klem fuse cut out
Mingguan
Visual
7.
Kondisi serandang
Bulanan
Visual
8.
Kondisi mur baut-mur baut Bulanan sambungan kapasitor
Visual
9.
Kondisi pentanahan
sambungan Bulanan
Visual
10.
Kondisi rel bar sambungan Bulanan antar unit kapasitor
Visual
11.
Kondisi kapasitor
antar Bulanan
Visual
12.
Kondisi rangkaian CT/CVT
sambungan Bulanan kapasitor ke
Visual
13.
Kondisi isolator support
1.
Thermovisi antara klem dan Bulanan konduktor
Kamera Thermography
2.
Thermovisi body kapasitor
Bulanan
Kamera Thermography
1.
Pengujian tahanan isolasi
2 Tahunan
Alat uji tahanan isolasi (megger)
2.
Pengujian tahanan AC
2 Tahunan
RLC meter
3.
Pengujian kapasitansi
2 Tahunan
RLC meter
4.
Pengujian
jumper
Bulanan
Tahanan 2 Tahunan
19
Visual
Alat
uji
tahanan
KAPASITOR
Jenis Pemeliharaan
Jenis Inspeksi/Pengujian
Periode
Pentahanan 5.
Alat Uji/Ukur pentanahan
Pengujian tangen delta
20
Sesuai kondisi
Tangen meter
delta
KAPASITOR
4 4.1 4.1.1
Kapasitor Inspeksi Inspeksi Level 1 (in service inspection)
4.1.1.1.1
Unit Kapasitor
Pemeriksaan kondisi body Kapasitor
4.1.1.2.1
Bushing Kapasitor
Pemeriksaan kondisi body Bushing
4.1.1.2.2
Pemeriksaan kebocoran minyak Bushing
4.1.1.2.3
Pemeriksaan klem Bushing
4.1.1.3.1
Fuse (Cut Out)
4.1.1.3.2 4.1.1.4.1 4.1.1.4.2 4.1.1.4.3
Pemeriksaan kondisi Fuse Pemeriksaan kondisi klem Fuse
Sambungan/Jumper/Klem
Pemeriksaan kondisi rel bar antar Kapasitor Pemeriksaan kondisi jumper antar Kapasitor Pemeriksaan sambungan rangkaian kapasitor ke CT/CVT
21
Kondisional
5 Tahunan
2 Tahunan
1 Tahunan
3 Bulanan
ITEM PEKERJAAN
Bulanan
SUBSISTEM
Mingguan
KODE
Harian
Lampiran 1 TABEL PERIODE PEMELIHARAAN KAPASITOR
Keterangan
Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual
4.1.1.5.2 4.1.1.5.3
Pemeriksaan kondisi Serandang Pemeriksaan kondisi sambungan Pentanahan Pemeriksaan kondisi insulator support
4.1.2
Inspeksi Level 2 (in service measurement)
4.1.2.1.1
Unit Kapasitor
Thermovisi Body Kapasitor
4.1.2.2.1
Bushing Kapasitor
Thermovisi Bushing Kapasitor
4.1.2.3.1
Sambungan/Jumper/Klem
Thermovisi Jumper/Sambungan/Klem
4.1.2.4.1
Fuse (Cut Out)
Thermovisi Fuse link
4.1.3
Inspeksi Level 3 (shutdown measurement)
4.1.3.1.1 4.1.3.1.2
Unit Kapasitor
Kondisional
5 Tahunan
2 Tahunan
1 Tahunan
Mechanical Structure
3 Bulanan
4.1.1.5.1
ITEM PEKERJAAN
Bulanan
SUBSISTEM
Mingguan
KODE
Harian
KAPASITOR
Keterangan
Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Pengamatan secara visual Menggunakan kamera Thermography Menggunakan kamera Thermography Menggunakan kamera Thermography Menggunakan kamera Thermography Khusus untuk Kapasitor yang terisolasi thd ground/body. Durasi pengukuran 1 menit Menggunakan RLC meter
Pengukuran Tahanan Isolasi Kapasitor Pengukuran Resistansi AC
22
4.1.3.1.3
Pengujian kapasitansi
4.1.3.1.4
Pengukuran tan delta
4.1.3.2.1
Grounding
4.2
Shutdown Treatment
4.2.1.1
Unit Kapasitor
Pengukuran nilai pentanahan
Membersihkan body kapasitor Mengecat ulang body kapasitor
4.2.1.3
Mengganti unit kapasitor yang nilai kapasitansinya tidak sesuai lagi Bushing Kapasitor
4.2.2.2 4.2.3.1 4.2.3.2 4.2.3.3
Sambungan/Jumper/Klem
Kondisional
5 Tahunan
2 Tahunan
1 Tahunan
Keterangan
Menggunakan RLC meter Tegangan uji tidak boleh melebihi tegangan pada nameplate Kapasitor Menggunakan alat ukur pentanahan
4.2.1.2
4.2.2.1
3 Bulanan
ITEM PEKERJAAN
Bulanan
SUBSISTEM
Mingguan
KODE
Harian
KAPASITOR
Membersihkan keramik insulator Merekondisi permukaan keramik insulator Membersihkan klem termasuk mengencangkan baut klem Mengganti stranded konduktor jika ditemukan rantas/putus Pengencangan baut Jumper/Sambungan/Klem 23
4.2.4.1
Mechanical Structure
Membersihkan kualitas sambungan ke rangka penyangga
4.2.4.2
Membersihkan body penyangga
4.2.4.3
Mengecat ulang body penyangga
4.2.5.1
Fuse (Cut Out)
Pemeriksaan klem Fuse
4.2.5.1
Grounding
Mengganti konduktor grouding jika ditemukan rantas/putus
24
Kondisional
5 Tahunan
2 Tahunan
1 Tahunan
3 Bulanan
ITEM PEKERJAAN
Bulanan
SUBSISTEM
Mingguan
KODE
Harian
KAPASITOR
Keterangan
KAPASITOR
Lampiran 2 FMEA Kapasitor
25
KAPASITOR
Lampiran 3 Formulir In Service Inspection
Form Inspeksi Mingguan Body Kapasitor
26
KAPASITOR
Form Inspeksi Mingguan
27
KAPASITOR
Form Inspeksi Bulanan
28
KAPASITOR
DAFTAR ISTILAH
In service
:
Kondisi bertegangan
In service inspection
:
Pemeriksaan
dalam
kondisi
bertegangan
dengan panca indera In service measurement
:
pemeriksaan/pengukuran
dalam
kondisi
bertegangan dengan alat bantu. Shutdown testing
:
Pengujian/pengukuran dalam keadaan tidak bertegangan
Shutdown function check
:
Pengujian bertegangan
29
fungsi
dalam
keadaan
tidak
KAPASITOR
DAFTAR PUSTAKA
1. Pola Proteksi Kapasitor, UDIKLAT Semarang 2. Capacitor units and banks, ABB 3. Reactive Power and Capacitor Application, ABB 4. Buku Petunjuk Batasan Operasi dan Pemeliharaan Peralatan Penyaluran Tenaga Listrik SKDIR 114.K/DIR/2010 Kapasitor No.Dokumen: 04-22/HARLUR-PST/2009.
30
