Proses Produksi PLTA PB Soedirman
Air sungai merupakan salah satu potensi yang cukup besar untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Potensi tenaga air yang terdapat di seluruh Indonesia diperkirakan dapat memproduksi listrik sebesar 75 GW, namun adanya perbedaan antara potensi tenaga air dengan kebutuhan akan tenaga listrik menyebabkan pemanfaatan potensi tenaga air belum dapat dilakukan secara optimal. Sub UBP PLTA PB Soedirman merupakan penghasil tenaga listrik terbesar yang berada di bawah UBP Mrica yang menggunakan waduk sebagai sarana penampung air. Aliran sungai dengan jumlah debit air yang demikian besar ditampung dalam waduk (1) yang ditunjang dengan bangunan bendungan (3). Air tersebut dialirkan melalui saringan Power Intake (2) kemudian masuk ke Pipa Pesat (Penstock) (4) untuk merubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa pesat dipasang Katup Utama (Main Inlet Valve) (5) untuk mengalirkan air ke turbin. Katup utama akan ditutup otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip-sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin (6). Energi putar yang diterima oleh turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator (7) yang kemudian menghasilkan tenaga listrik. Air yang keluar dari turbin melalui Tail Race (8) selanjutnya kembali ke sungai (9). Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator, tegangannya masih rendah (13,8 kV). Oleh karena itu, tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikkan dengan Trafo Utama (10) menjadi 154 kV untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban. Tegangan tinggi tersebut kemudian diatur/dibagi di Switch Yard 150 kV Gardu Induk Mrica
(11) dan selanjutnya disalurkan/interkoneksi ke sistem tenaga listrik Jawa-Bali melalui kawat saluran Tegangan Tinggi 150 kV (12). Disamping itu waduk PB Soedirman dengan sungai Serayunya yang mempunyai karakteristik khusus, apabila terjadi banjir maka kelebihan air tersebut akan dibuang melalui pintu pelimpas otomatis (spillway) (13).
Harmonisa Transformator (dan Penanganannya) Biasanya sebelum penutupan sambungan delta transformator pada khususnya, dan rangkaian mesin pada umumnya terlebih dahulu diperiksa dengan menggunakan voltmeter untuk mengukur tegangan resultante VR seperti pada Gambar 1.
Hanya jika pembacaan voltmeter adalah nol, maka sambungan delta adalah benar dan voltmeter bisa dilepas, selanjutnya hubungan delta (x1 belitan a dengan x2 belitan c) bisa ditutup. Penggunaan voltmeter sebagai tindakan pencegahan supaya tidak terjadi kekeliruan sebelum penutupan hubungan delta, sangat sering, penunjukkannya tidak berharga nol dan tidak pula berharga dua kali tegangan phasa. Adalah suatu kewajaran apabila hal ini menimbulkan keragu-raguan atas tindakan yang akan dilakukan, karena kadang kalanya voltmeter bisa menunjukkan harga sebesar, atau serendah 50V. Harmonisa ke-3 Harga tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter tersebut sebesar 50 V adalah dikarenakan adanya harmonisa ke-3 yang relatif besar pada transformator. Pada kenyataannya dalam keadaaan seperti ini jika tetap diambil suatu tindakan untuk menutup sambungan delta, maka harmonisa ke-3 tersebut mendadak tertindas atau terhapuskan. Hal ini terbukti apabila voltmeter dilepas dan amperemeter dipasangkan, maka penunjukkan amperemeter berharga nol dan tegangan akibat harmonisa lenyap. Harmonisa ke-3 akan muncul pada semua transformator fasa tunggal, ketika transformator tersebut diberi tegangan nominal. Hasil demikian ini disebabkan kurva saturasi dari inti
transformator komersial, menaik secara tajam dan tersaturasi secara cepat. Jadi tegangan sinusoida murni (harga frekuensinya adalah frekuensi fundamental) menghasilkan arus magnetisasi yang terdiri arus dengan frekuensi fundamental ditambah dengan komponen harmonisa ke-3 yang besar. Namun demikian bentuk gelombang arus tersebut hanya sedikit terdistorsi, karena pada tranformator-transformator tunggal arus magnetisasinya adalah kecil dibandingkan arus beban. Lain halnya apabila transformatornya adalah tiga phasa. Pada transformator ini ketiga arus magnetisasi frekuensi fundamental tetap berbeda fasa 120º, namun arus harmonisa ke-3 (demikian pula harmonisa tingkat berikutnya) adalah sefasa. Akibat hal ini adalah ketiga komponen harmonisa ke-3 tersebut pada masing-masing belitan menghasilkan bentuk tegangan sekunder yang mengandung distorsi tegangan harmonisa ke-3 yang cukup besar, apabila sistemnya adalah Y bintang, tanpa adanya rangkaian tertutup pada titik netralnya. Jika rangkaian sambungannya adalah tertutup, seperti dalam bentuk sambungan delta, maka harmonisa ke-3 bisa bersirkulasi dan akibatnya harmonisa tersebut tertindas, sehingga tidak ada distorsi tegangan sekunder dihasilkan. Kalau dibandingkan secara seksama, maka ada kemiripan perilaku antara harmonisa ke-3 dengan arus urutan nol. Keduanya tidak akan mengalir kalau tidak ada hubungan dari netral ke tanah atau ke titik netral lain dalam sistem Y, sebagai jalur kembali yang membentuk rangkaian lengkap. Sama seperti halnya arus harmonisa ke-3, arus urutan nol juga dapat bersirkulasi dalam rangkaian delta karena delta merupakan rangkaian seri yang tertutup. Situasi dimana bentuk gelombang tegangan terdistorsi pada transformator Y-Y yang tidak ada jalur tertutup untuk harmonisa ke-3 baik pada primer atau sekunder, dapat teratasi dengan cara memperlengkapi saluran netral ke tanah pada salah satu dari primer atau sekunder (atau juga boleh kedua-duanya). Saluran netral ke tanah ini mengijinkan jalur tertutup bagi tegangan dan arus harmonisa, seperti diperlihatkan oleh Gambar 2. Telah diperlihatkanlah oleh gambar tersebut, bahwa netral belitan primer transformator disambungkan kepada sumber netral, sehingga menindas harmonisa. Hal demikian itu juga terjadi pada netral sekunder yang tersambung dengan netral beban delta. BR>
Sambungan Netral Suatu cara yang tepat untuk menangani harmonisa trasformator adalah dengan memperlengkapi sambungan netral. Jadi dengan demikian sambungan netral adalah suatu yang mendasar untuk menindas harmonisa pada sistem Y-Y. Tetapi selain manfaat tersebut, pada beberapa jenis transformasi sambungan transformator, sambungan netral juga menghasilkan keuntungan-keuntungan sebagai berikut : 1. Sebagai jalur bagi arus yang tidak seimbang karena beban tidak seimbang. 2. Untuk memperlengkapi pelayanan listrik ganda, yakni baik untuk menyediakan tegangan 3 fasa maupun tegangan phasa tunggal untuk peralatan domestik dan penerangan. 3. Suatu cara dengan mana tegangan-tegangan phasa (melintang beban-beban sambungan Y atau transformator sambungan Y) diseimbangkan dengan memperhatikan kepada tegangan line. 4. Untuk memperkecil atau mengurangi kenaikan pada tegangan phasa yang sehat yang tidak terganggu apabila ada salah satu phasa yang mengalami gangguan tanah (hubung singkat ke tanah).
Gambar 3 memperlihatkan netral dari sumber disambungkan kepada transformator primer dan sekunder maupun kepada beban. Nampak titik bintang beban 3 phasa tersambung dengan netral transformator, sehingga adanya jalur arus tidak seimbang mengakibatkan tidak seimbang tegangan-tegangan phasa. Jelas terlihat juga bahwa beban phasa tunggal ke netral, juga bisa dilayani oleh sistem ini. Bisa juga dilihat bahwa arus harmonisa ke-3 akan memperoleh jalan untuk bersirkulasi, sehingga tidak mungkin menyebabkan distorsi.
Gambar 4 menunjukkan bahwa pada transformator D-D hanya boleh “satu” belitan sekunder di-center-tapped-kan dan disambungkan ke tanah, karena jika lebih dari satu maka akan menyebabkan hubung singkat pada belitan. Primer selamanya tidak akan pernah ditanahkan, karena akan bisa “menghubungpendekkan” secara jauh transformator di sumber. Hasil tegangan center tap sekunder adalah 0,5 Vline, dan merupakan tegangan untuk keperluan beban phasa tunggal. Nampak jelas bahwa, di samping beban sambungan delta, beban sambungan Y pun bisa dilayani oleh sistem ini. Ketidakseimbangan tegangantegangan phasa serta bergesernya titik netral akibat arus yang tidak seimbang pada beban Y diperlihatkan oleh pada Gambar 4 tersebut. Di samping itu ketidakseimbangan tegangantegangan phasa tunggal juga mungkin terjadi pada sistem ini, seandainya beban phasa tunggalnya tidak seimbang. Harmonisa ke-3 pada sistem ini juga akan tertindas karena jalur tertutup tersedia bagi arus dan tegangan harmonisa tersebut.
Netral belitan primer suatu transformator Y-D, pada Gambar 5a ditanahkan kepada sumber untuk menindas harmonisa primer, Sistem pada gambar tersebut juga dapat melayani beban phasa tunggal dan 3 phasa , baik sambungan Y maupun D. Sistem transformasi ini sangat tepat bila diterapkan untuk sistem tegangan distribusi, karena jika belitan tegangan tinggi primer disambungkan secara Y maka isolasi belitan primer dirancang hanya untuk menahan tagangan phasa. Hal ini akan mengakibatkan biaya isolasi belitan lebih murah.
Suatu penerapan yang sebaliknya diberikan oleh transformasi D-Y pada Gambar 5b, yakni digunakan untuk sistem transmisi tegangan tinggi. Suatu sambungan netral dipenuhi oleh sistem ini pada sisi sekunder untuk menindas harmonisa dan menyediakan kebutuhan netral untuk sistem transformasi Y-Y atau Y-D berikutnya. Sambungan netral diketanahkan tanpa impedansi pada sistem transformasi D-Y juga bisa berguna untuk membatasi atau mencegah naiknya tegangan phasa yang sehat, seandainya terjadi gangguan salah satu phasa, misal hubung singkat ke tanah. Besar kenaikkan tegangan saluran transmisi ke netral menjadi sebesar ÷3 Ephasa andaikata tanpa adanya sambungan netral dan tanpa impedansi ke tanah. Untungnya hal ini tak terjadi karena ada sambungan netral tersebut ke tanah, sehingga tegangan saluran transmisi ke netral phasa yang sehat tetap sebesar tegangan Ephasa. Uraian perhitungan mengenai hal tersebut seperti persamaan 1. ZO = ZOT + 3Zn …………………………(1) Persamaan di atas adalah harga impedansi urutan nol dari transformator yang titik netralnya diketanahkan. Oleh karena diketanahkan secara langsung tanpa impedansi maka, jadi : ZO = ZOT …………………………………(2) Pada transformator, harga semua impedansi urutan (urutan nol, urutan positif, urutan negatif) adalah sama sehingga dapat dituliskan : ZOT = Z1T = Z2T ………………………..(3) jadi impedansi urutan positif transformator adalah : Z1 = Z1T = ZOT …………………………..(4) Pada saat terjadi hubung singkat satu phasa ke tanah maka harga konstanta k adalah :
…………………(5) Harga kenaikan tegangan akibat hubung singkat adalah :
……………(6)
Jadi harga tegangan phasa yang sehat adalah : Ephasa-sehat = Ephasa + A = Ephasa …………………..(7) Tetapi tidak demikian halnya yang terjadi pada transformasi Y-Y jika titik netralnya dihubungkan ke tanah tanpa impedansi. Hubungan netral ke tanah transformasi Y-Y tersebut tidak dapat mencegah kenaikan tegangan phasa yang sehat apabila ada gangguan salah satu phasa ke tanah. Hal ini disebabkan karena sistem transformasi tersebut mempunyai harga konstanta k=10. Jadi pada saat terjadi hubung singkat satu phasa (misal phasa A) ke tanah, maka besar kenaikan tegangan akibat hubung singkat adalah:
….(8) Harga tegangan phasa yang sehat, yakni phasa B dan phasa C adalah:
Jelah nampak hasilnya bahwa, harga tegangan phasa yang sehat tetap naik menjadi sebesar 1,52 Ephasa setelah terjadi gangguan. Jadi hubungan netral ke tanah pada transformasi Y-Y bukanlah dimaksudkan untuk mencegah atau membatasi kenaikan tegangan pada phasa yang tidak terganggu. Tetapi, hubungan netral ke tanah tersebut hanya mempunyai tujuan yang utama, yakni memberi jalur kepada arus harmonisa guna bersirkulasi agar tegangan harmonisa terhapuskan atau tertindas sehingga tidak menyebabkan distorsi. Daftar Pustaka Kosow, Irving L. Electric Machinery and Transformers: Prentice-Hall Inc. 1972. Hutauruk, T. S. Pengtanahan Netral Sistem Tenaga & Pengtanahan Peralatan, Penerbit Erlangga, 1987. Stevenson, William D. Jr. Elements of Power System Analysis: Mc Graw_hill, Inc., 1982. Terjemahan Bahasa Indonesia oleh Idris, kamal, Penerbit Erlangga.) YUSRO SA’DI Soditan 89 RT 06 RW III, Lasem 59271 Jawa Tengah Comments (0) ElektroApril 1, 2005 9:20 am
Jangan Ketinggalan Lagi di Energi Panas Bumi Trend industri listrik di negara berkembang mengalami perubahan signifikan akibat peningkatan konsumsi. Pengembangan energi panas bumi menjadi energi listrik kini dilirik
karena harga bahan bakar minyak semakin mahal dan jumlahnya terbatas,” ujar pakar energi dari Amerika Serikat James Koenig dalam World Geothermal Congress 2005 di Antalya Turki pekan lalu. Maraknya kegiatan eksploitasi panas bumi di negara berkembang dikemukakan James sebagai trend yang berkembang pada saat ini. Dia menambahkan, pemakaian energi panas bumi atau yang sering disebut “energi hijau” itu, memberi penghematan pengeluaran bagi negara berkembang. Sesuai data penggunaan energi panas bumi dalam makalah John W Lund dari Universitas of Aucland, New Zealand, sebanyak 71 negara di dunia sudah memanfaatkan energi panas bumi. Data tersebut menunjukkan kemajuan yang cukup signifikan dari penggunaan energi terbarukan tersebut. Pada tahun 1995 hanya 28 negara yang memakai energi panas bumi dan kemudian bertambah menjadi 58 negara pada tahun 2000. Diperkirakan kapasitas terpasang dari pemakaian energi panas bumi di seluruh dunia hingga akhir tahun 2004, mencapai 27.825 Mega Watt Thermal (MWT). Sejak tahun 2000 tercatat pertumbuhan kapasitas terpasang dari penggunaan panas bumi mencapai 12,9 persen per tahun, sehingga pada tahun 2004 meningkat hampir dua kali lipat dibandingkan pada tahun 2000. Trend penggunaan energi panas bumi yang berkembang pada saat ini, merupakan isyarat bagi Indonesia mengenai ketatnya persaingan untuk mendapatkan investasi asing. Indonesia harus berusaha keras agar tak ketinggalan dalam menarik investor untuk mengeksplorasi cadangan panas bumi yang ada, sebab setiap negara berkembang berlomba menarik perhatian investor asing. Partisipasi swasta memang sangat dibutuhkan, karena biaya eksploitasi dan eksplorasi energi panas bumi tidak murah. Risiko investasi yang sangat tinggi, membuat para investor membutuhkan iklim investasi yang kondusif dan jaminan harga penjualan energi yang relatif menguntungkan. Negara yang saat ini sangat agresif untuk menarik investasi dalam mengelola panas bumi, antara lain negara China dan Filipina. Kedua negara tersebut, memberikan insentif yang relatif menarik bagi investor dalam mengembangkan pemanfaatan energi panas bumi. Executive Director Masyarakat Ketenagalistrikan Indonesia, Anton S Wahjosoedibjo mengatakan, China yang saat ini sedang bersemangat mengembangkan pemanfaatan energi panas bumi untuk pembangkit listrik, memberikan insentif pembebasan pajak hingga delapan tahun. Itu pun di hitung setelah lapangan panas bumi sudah mulai berproduksi.
Sementara negara Filipina menurut Anton, membebaskan pajak bagi investor panas bumi hingga enam tahun. Pembebasan pajak itu membuat pemanfaatan energi panas bumi untuk pembangkit listrik cukup berkembang di Filipina hingga 1.930,89 Mega Watt energi (MWe). Sementara kondisi di Indonesia menurut Anton, pajak untuk pengembangan lapangan panas bumi jika ditotal bisa mencapai 43 persen. Selain itu, pajak sudah berlaku sejak investor sudah melakukan kegiatan eksplorasi. Masalah iklim investasi di Indonesia juga tidak menarik, karena harga energi panas bumi tidak kompetitif dengan BBM yang bersubsidi, dan rendah dukungan politik untuk penggunaan energi terbarukan di Indonesia. Jika Indonesia tidak melakukan perbaikan terhadap iklim investasi di sektor pengembangan panas bumi, maka dipastikan akan kesulitan untuk bersaing dalam merebut investasi panas bumi. Hal itu karena perusahaan yang bermain di sektor panas bumi tidak banyak dan dengan dana yang terbatas, sehingga setiap negara harus saling berebut. INDONESIA merupakan negara yang memiliki cadangan panas bumi terbesar di dunia, yakni setara dengan 27.000 Megawatt (MW) atau 40 persen dari cadangan panas bumi dunia. Tetapi pemanfaatan cadangan panas bumi Indonesia masih sangat minim, yakni hanya 800 MW atau sekitar empat persen dari total cadangan 20.000 MW. Bahkan, target pemerintah untuk pemanfaatan energi panas bumi hingga tahun 2006 diperkirakan hanya akan bertambah 200 MW menjadi 1.000 MW. Sementara target hingga tahun 2020 hanya akan meningkat menjadi 6.000 MW. Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Purnomo Yusgiantoro optimis, investor sudah mulai memberikan perhatian serius kepada pengembangan pemanfaatan energi panas bumi di Indonesia. Hal itu terkait dengan kebijakan harga BBM di Indonesia yang telah membuat harga listrik dari pembangkit listrik tenaga panas bumi menjadi lebih kompetitif dibandingkan dengan pembangkit listrik yang menggunakan BBM. Purnomo mengatakan, rencana pengembangan energi panas bumi di Indonesia, sejalan dengan kebijakan energi nasional untuk mengembangkan energi terbarukan. Pemerintah Indonesia menurut dia, memberikan jaminan kepada investor dengan menyediakan iklim usaha yang fair. Sementara itu, Ketua Asosiasi Panas Bumi Indonesia (API) Alimin Ginting mengatakan, ibaratnya jika ingin memasak, Indonesia sudah memiliki bahan yang cukup untuk sebuah masakan. Tetapi kini membutuhkan koki yang memiliki modal untuk memasak bahan tersebut menjadi satu masakan.
Tetapi untuk mendatangkan koki, harus memberikan insentif yang menarik. Jika insentif tersebut kurang menarik, tentu tak ada koki yang tertarik untuk datang memasak. Alimin mengutarakan, perhatian komunitas panas bumi internasional sebenarnya sudah sangat besar terhadap Indonesia. Hal itu terbukti dengan terpilihnya Indonesia sebagai tuan rumah penyelenggaraan World Geothermal Congress 2010 dengan menyisihkan negara Iceland sebagai produsen energi panas bumi terbesar di dunia pada saat ini. Sementara itu, Wakil Ketua Komisi VII DPR Sonny Keraf mengatakan, pihak DPR siap memberikan dukungan terhadap pengembangan energi panas bumi. Dukungan dapat diberikan, karena energi panas bumi adalah energi yang ramah lingkungan dan murah bagi masyarakat. Dia berharap, komunitas panas bumi di Indonesia memberikan pemahaman yang lebih intensif mengenai panas bumi kepada masyarakat luas. Sehingga kegiatan eksplorasi panas bumi bisa mendapat dukungan dari semua pihak. Jangan sampai Indonesia yang menguasai cadangan panas bumi terbesar di dunia tidak bisa memanfaatkan kekayaan tersebut. Sehingga terus-terusan membakar minyak dan gas yang terbatas dan mahal untuk listrik. Sumber : Kompas (4 Mei 2005) Comments (0) ElektroMarch 1, 2005 9:22 am
Transformator Daya dan Cara Pengujiannya Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi, sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yang telah diproduksi terlebih dahulu melalui pengujian sesuai standar yang telah ditetapkan. Klasifikasi Transformator tenaga dapat di klasifikasikan menurut: • Pasangan: Pasangan dalam Pasanga luar
• Pendinginan Menurut cara pendinginannya dapat dibedakan sebagai berikut: (lihat Tabel 1) • Fungsi/Pemakaian Transformator mesin Transformator Gardu Induk Transformato r Distribusi • Kapasitas dan Tegangan Untuk mempermudah pengawasan dalam operasi trafo dapat dibagi menjadi: Trafo besar, Trafo sedang, Trafo kecil. Cara Kerja dan Fungsi Tiap-tiap Bagian Suatu transformator terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi masing-masing: • Bagian utama - Inti besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”. - Kumparan trafo Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus. - Kumparan tertier Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta. Kumparan tertier sering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikian tidak semua trafo daya mempunyai kumparan tertier.
- Minyak trafo Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: kekuatan isolasi tinggi penyalur panas yang baikberat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan tidak merusak bahan isolasi padat sifat kimia y ang stabil. - Bushing Hubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut denga tangki trafo. - Tangki dan Konservator Pada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator. • Peralatan Bantu - Pendingin Pada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar trafo. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/gas, minyak dan air. Pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara :
Alamiah (natural) Tekanan/paksaan (forced). Macam-macam dan sistem pendingin trafo berdasarkan media dan cara pengalirannya dapat diklasifikasikan seperti pada Tabel 1. - Tap Changer (perubah tap) Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), tergantung jenisnya. - Alat pernapasan Karena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis. - Indikator Untuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya indicator pada trafo sebagai berikut: indikator suhu minyak indikator permukaan minyak indikator sistem pendingin indikator kedudukan tap dan sebagainya. • Peralatan Proteksi - Rele Bucholz Rele Bucholz adalah rele alat/rele untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas. Gas yang timbul diakibatkan oleh:
a. Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa b. Hubung singkat antar phasa c. Hubung singkat antar phasa ke tanah d. Busur api listrik antar laminasi e. Busur api listrik karena kontak yang kurang baik. - Pengaman tekanan lebih Alat ini berupa membran yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki trafo terhadap kenaikan tekan gas yang timbul di dalam tangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dan kekuatannya lebih rendah dari kakuatan tangi trafo. - Rele tekanan lebih Rele ini berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan P.M.T. - Rele Diferensial Berfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo antara lain flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan. - Rele Arus lebih Befungsi mengamankan trafo arus yang melebihi dari arus yang diperkenankan lewat dari trafo terseut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat. - Rele Tangki tanah Berfungsi untuk mengamankan trafo bila ada hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada trafo. - Rele Hubung tanah Berfungsi untuk mengamankan trafo bila terjadi gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah. - Rele Termis
Berfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam rele ini adalah kenaikan temperatur. Pengujian Transformator Pengujian transformator dilaksanakan menurut SPLN’50-1982 dengan melalui tiga macam pengujian, sebagaimana diuraikan juga dalam IEC 76 (1976), yaitu : - Pengujian Rutin Pengujian rutin adalah pengujian yang dilakukan terhadap setiap transformator, meliputi: pengujian tahanan isolasi pengujian tahanan kumparan pengujian perbandingan belitan Pengujian vector group pengujian rugi besi dan arus beban kosong pengujian rugi tembaga dan impedansi pengujian tegangan terapan (Withstand Test) pengujian tegangan induksi (Induce Test). - Pengujian jenis Pengujian jenis adalah pengujian yang dilaksanakan terhadap sebuah trafo yang mewakili trafo lainnya yang sejenis, guna menunjukkan bahwa semua trafo jenis ini memenuhi persyaratan yang belum diliput oleh pengujian rutin. Pengujian jenis meliputi: pengujian kenaikan suhu pengujian impedansi - Pengujian khusus Pengujian khusus adalah pengujian yang lain dari uji rutin dan jenis, dilaksanakan atas persetujuan pabrik denga pmbeli dan hanya dilaksanakan terhadap satu atau lebih trafo dari sejumlah trafo yang dipesan dalam suatu kontrak. Pengujian khusus meliputi : pengujian dielektrik pengujian impedansi urutan nol pada trafo tiga phasa pengujian hubung singkat pengujian harmonik pada arus beban kosong pengujian tingkat bunyi akuistik pengukuran daya yang diambil oleh motor-motor kipas dan pompa minyak. • Pengujian Rutin - Pengukuran tahanan isolasi
Pengukuran tahanan isolasi dilakukan pada awal pengujian dimaksudkan untuk mengetahui secara dini kondisi isolasi trafo, untuk menghindari kegagalan yang fatal dan pengujian selanjutnya, pengukuran dilakukan antara: sisi HV - LV sisi HV - Ground sisi LV- Groud X1/X2-X3/X4 (trafo 1 fasa) X1-X2 dan X3-X4 )trafo 1 fasa yang dilengkapi dengan circuit breaker. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan megger, lebih baik yang menggunakan baterai karena dapat membangkitkan tegangan tinggi yang lebih stabil. Harga tahanan isolasi ini digunakan untuk kriteria kering tidaknya trafo, juga untuk mengetahui apakah ada bagianbagian yang terhubung singkat. - Pengukuran tahanan kumparan Pengukuran tahanan kumparan adalah untuk mengetahui berapa nilai tahanan listrik pada kumparan yang akan menimbulkan panas bila kumparan tersebut dialiri arus. Nilai tahanan belitan dipakai untuk perhitungan rugi-rugi tembaga trafo. Pada saat melakukan pengukuran yang perlu diperhatikan adalah suhu belitan pada saat pengukuran yang diusahakan sama dengan suhu udara sekitar, oleh karenanya diusahakan arus pengukuran kecil. Peralatan yang digunakan untuk pengukuran tahanan di atas 1 ohm adalah Wheatstone Bridge, sedangkan untuk tahanan yang lebih kecil dari 1 ohm digunakan Precition Double Bridge. Pengukuran dilakukan pada setiap fasa trafo, yaitu antara terminal: Untuk terminal tegangan tinggi: a. Trafo 3 fasa - fasa A - fasa B - fasa B - fasa C - fasa C - fasa A b. Trafi 1 fasa - terminal H1-H2 untuk trafo double bushing - terminal H1-Ground untuk trafo single bushing
Untuk sisi tegangan rendah a. Trafo 3 fasa - fasa a - fasa b - fasa b - fasa c - fasa c - fasa a b. Trafo 1 fasa - terminal X1-X4 dengan X2-X3 dihubung singkat. Pengukuran dengan Wheatstone bridge digunakan untuk tahanan di atas 1 ohm. Rangkaian pengukuran dapat dilihat pada Gambar 1. Pada keadaan seimbang berlaku rumus: Rx adalah hagra tahanan belitan yang diukur = factor pengali. Pengukuran dengan Precition double bridge digunakan untuk tahanan yang lebih kecil dar 1 ohm. Rangkaian pengukuran seperti Gambar 2. Tahanan yang diukur Rx dapat dihitung dengan menggunakan rumus: - Pengukuran perbandingan belitan Pengukuran perbandingan belitan adalah untuk mengetahui perbandingan jumlah kumparan sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah pada setiap tapping, sehingga tegangan output yang dihasilkan oleh trafo sesuai dengan yang dikehendaki. toleransi yang diijinkan adalah: a. 0,5 % dari rasio tegangan atau b. 1/10 dari persentase impedansi pada tapping nominal. Pengukuran perbandingan belitan dilakukan pada saat semi assembling yaitu setelah coil trafo di assembling dengan inti besi dan setelah tap changer terpasang, pengujian kedua ini bertujuan untuk mengetahui apakah posisi tap trafo telah terpasang secara benar dan juga untuk pemeriksaan vector group trafo. Pengukuran dapat dilakukan dengan menggunakan Transformer Turn Ratio Test (TTR), misalnya merk Jemes G. Biddle Co Cat. No.55005 atau Cat. No. 550100-47. - Pemeriksaan Vector Group Pemeriksaan vector group bertujuan untuk mengetahui apakah polaritas terminal-terminal trafo positif atau negatif. Standar dari notasi yang dipakai adalah ADDITIVE dan SUBTRACTIVE. - Pengukuran rugi dan arus beban kosong Pengukuran ini untuk mengetahui berapa daya yang hilang yang disebabkan oleh rugi histerisis dan eddy current dari inti besi (core) dan besarnya arus yang ditimbulkan oleh
kerugian tersebut. Pengukuran dilakukan dengan memberikan tegangan nominal pada salah satu sisi dan sisi lainnya dibiarkan terbuka. - Pengukuran rugi tembaga dan impedansi Pengukuran ini bertujuan untum mengetahui besarnya daya yang hilang pada saat trafo beroperasi akibat dari tembaga (Wcu) dan strey loss (Ws) trafo yang digunakan. Pengukuran dilakukan dengan memberi arus nominal pada salah satu sisi dan pada sisi yang lain dihubung-singkat, dengan demikian akan terbangkit juga arus nominal pada sisi tersebut, sehingga trafo seolah-olah dibebani penuh. Perhitungan rugi beban penuh (Wcu) dan impedansi (Iz), dimana pada waktu pengukuran tahanan belitan (R), Wcu dan Iz dilakukan pada saat suhu rendah (udara sekitar (t)), maka Wcu dan Iz perlu dikoreksi terhadap suhu acuan 75ºC, dimana factor koreksi (a) adalah : - Pengujian tegangan terapan (Withstand Test) Pengujian ini dimaksudkan untuk menguji kekuatan isolasi antara kumparan dan body tangki. Pengujian dilakukan dengan memberi tegangan uji sesuai denga standar uji dan dilakukan pada: - sisi tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah dan body yang di ke tanahkan - sisi tegangan rendah terhadap sisi tegangan tinggi dan body yang di ke tanahkan. - waktu pengujian 60 detik. - Pengujian tegangan induksi Pengujian tegangan induksi bertujuan untuk mengetahui kekuatan isolasi antara layer dari tiap-tiap belitan dan kekuatan isolasi antara belitan trafo. Pengujian dilakukan dengan memberi tegangan supply dua kali tegangan nominal pada salah satu sisi dan sisi lainnya dibiarkan terbuka. Untuk mengatasi kejenuhan pada inti besi (core) maka frekwensi yang digunakan harus dinaikkan sesuai denga kebutuhan. Lama pengujian tergantung pada besarnya frekwensi pengujian berdasarkan rumus: waktu pengujian maksimum adalah 60 detik. - Pengujian kebocoran tangki Pengujian kebocoran tangki dilakukan setelah semua komponen trafo terpasang. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan kondisi paking dan las trafo. Pengujian dilakukan dengan memberikan tekanan nitrogen (N2) sebesar kurang lebih 5 psi dan dilakukan
pengamatan pada bagian-bagian las dan paking dengan memberikan cairan sabun pada bagian tersebut. Pengujian dilakukan sekitar 3 jam apakah terjadi penurunan tekanan. • Pengujian Jenis (Type Test) - Pengujian kenaikan suhu Pengujian kenaikan suhu dimaksudkan untuk mengetahui berapa kenaikan suhu oli dan kumparan trafo yang disebabkan oleh rugi-rugi trafo apabila trafo dibebani. Pengujian ini juga bertujuan untuk melihat apakah penyebab panas trafo sudah cukup effisien atau belum. Pada trafo dengan tapping tegangan di atas 5% pengujian kenaikan suhu dilakukan pada tappng tegangan terendah (arus tertinggi), pada trafo dengan tapping maksimum 5% pengujian dilakukan pada tapping nominal. Pengujian kenaikan suhu sama dengan pengujian beban penuh, pengujian dilakukan dengan memberikan arus trafo sedemikian hingga membangkitkan rugi-rugi trafo, yaitu rugi beban penuh dan rugi beban kosong. Suhu kumparan dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut: t adalah suhu sekitar pada saat akhir pengujian. - Pengujian tegangan impulse Pengujian impulse ini dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan dielektrik dari sistem isolasi trafo terhadap tegangan surja petir. Pengujian impuls adalah pengujian dengan memberi tegangan lebih sesaat dengan bentuk gelombang tertentu. Bila trafo mengalami tegangan lebih, maka tegangan tersebut hampir didistribusikan melalui effek kapasitansi yang terdapat pada : - antar lilitan trafo - antar layer trafo - antara coil denga ground. - Pengujian tegangan tembus oli Pengujian tegangan tembus oli dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan dielektrik oli. Hal ini dilakukan karena selain berfungsi sebagai pendingin dari trafo, oli juga berfungsi sebagai isolasi.
Persyaratan yang ditentukan adalah sesuai denga standart SPLN 49 - 1 : 1982, IEC 158 dan IEC 296 yaitu: - > = 30 KV/2,5 mm sebelum purifying - > = 50 KV/2,5 mm setelah purifying Peralatan yang dapat digunakan misalnya merk Hipotronics type EP600CD. Cara pengujian: - bersihkan tempat sample oli dari kotoran dengan mencucinya dengan oli sampai bersih. - ambil contoh/sample oli yang akan diuji, usahakan pada saat pengambilan sample oli tidak tersentuh tangan atau terlalu lama terkena udara luar karena oli ini sanga sensitive. - tempatkan sample oli padaalat tetes. - nyalakan power alat tetes. - tekan tombol start dan counter akan mencatat secara otomatis sejauh mana kemampuan dielektrik oli tersebut. Setelah counter berhenti dan tombol reset menyala, tekan tombol reset untuk mengembalikan ke posisi semula. - hasil pengujian tegangan tembus diambil rata-ratanya setelah dilakukan 5 (lima) kali dengan selang waktu 2 menit. Kesimpulan Kelayakan operasi dari suatu transformator daya dapat ditetapkan setelah melalui tahapantahapan pengujian berdasarkan standar yang berlaku. Ketelitian dari proses pengujian transformator daya sangan dipengaruhi oleh temperatur ruang serta ketepatan waktu pelaksanaannya. Keandalan transformator selama masa operasi, sangat ditentukan oleh cara pemeliharaannya, sehingga jadwal waktu pemeliharaan perlu dikaji lebih lanjut. q Daftar Pustaka IEC 156/1963 “ Method for the determination of electric strength of insulating oils” 1963 IEC 76/1976 “Power Transformer” 1976. P.T. Bambang Djaya “ Methode Pengujian Transformator Distribusi” P.T. Bambang Djaya, Surabaya 1995. P.T. PLN “ Petunjuk Operasi dan Pemeliharaan untuk Transformator Tenagan” Perusahaan Umum Listrik Negara, Jakarta 1981. SPLN 17 : 1979 “Pedoman Pembebanan Transformator Terendam Minyak” Jakarta, 1979. SPLN 50 - 1982 “Pengujian Transformator” Jakarta, 1982.
