LAPORAN KERJA PRAKTEK GEJAYAN.pdf

SISTEM OPERASI TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PADA JARINGAN LISTRIK PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI AREA PELAKSANA PEMELIHARAAN SALATIGA GARDU INDUK 150KV GEJAYAN

LAPORAN PRAKTEK KERJA NYATA I Disusun Oleh : Dimas Wahyu Sasongko No. Mahasiswa

: 121.041.018

Jurusan

: Teknik Elektro

Program Studi

: Teknik Elektro

Konsentrasi

: Ketenagaan

Jenjang

: Strata-1

Fakultas

: Teknologi Industri

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2015

LEMBAR PENGESAHAN SISTEM OPERASI TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PADA JARINGAN LISTRIK PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI AREA PELAKSANA PEMELIHARAAN SALATIGA GARDU INDUK 150KV GEJAYAN Praktek Kerja Nyata I merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum Strata-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

Disusun Oleh :

Dimas Wahyu Sasongko No. Mahasiswa

: 121.041.018

Jurusan

: Teknik Elektro

Program Studi

: Teknik Elektro

Jenjang

: Strata-1

Fakultas

: Teknologi Industri

Telah diperiksa dan disetujui oleh; Yogyakarta , Juni 2015 Ketua Jurusan Teknik Elektro

Dosen Pembimbing

(Ir. Muhammad Suyanto,M.T)

(Mujiman. ST., MT)

NIK : 89.0760.378.E

NIK : 84.0754.323.E

ii

LEMBAR PENGESAHAN SISTEM OPERASI TRANSFORMATOR DISTRIBUSI PADA JARINGAN LISTRIK PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI AREA PELAKSANA PEMELIHARAAN SALATIGA GARDU INDUK 150KV GEJAYAN Praktek Kerja Nyata I merupakan salah satu syarat untuk memenuhi kurikulum Strata-1 Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Disusun Oleh :

Dimas Wahyu Sasongko No. Mahasiswa

: 121.041.018

Jurusan

: Teknik Elektro

Program Studi

: Teknik Elektro

Jenjang

: Strata-1

Fakultas

: Teknologi Industri

Telah Disahkan Oleh : ASMAN HASET BC YOGYAKARTA

SPV JARGI KENTUNGAN DAN GEJAYAN

SUHARDI

NURKHOLIS MANAJER

BUDI SANTOSO

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, karunia serta izin-Nya lah penulis berhasil menyelesaikan laporan Praktek Kerja Nyata (PKN) yang penulis beri judul “ Sistem Operasi Transformator Distribusi Pada Jaringan Listrik PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali Area Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150KV Gejayan”. Praktek Kerja nyata ini penulis laksanakan selama kurang lebih satu bulan terhitung tanggal 4 Mei 2015 sampai 29 Mei 2015. Praktek kerja nyata merupakan salah satun syarat yang harus dipenuhi untuk memenuhi persyaratan Akademik di Jurusan Teknik Elektro Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. Kegiatan ini dapat menjadi media pembelajaran bagi penulis untuk dapat menerapkan ilmunya dibangku perkuliahan. Selama proses pelaksanaan Kerja Praktek, tidak lupa penulis sampaikan penghargaan dan rasa terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penulisan dalam melaksanakan kerja praktek dan menyusun laporan ini sehingga dapat terselesaikan dengan baik. Oleh sebab itu perkenankanlah penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak Dr. Ir. Sudarsono, MT. Selaku Rektor Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta. 2. Bapak Muhammad sholeh, S.T., M.T selaku Dekan Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.

iv

3. Bapak Ir. Muhammad Suyanto, MT. selaku ketua Jurusan Teknik Elektro dan Pembimbing Praktek Kerja Nyata. Terima kasih atas dukungan dan bimbingan yang diberikan kepada saya. 4. Bapak Mujiman ST, MT selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek Nyata, Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta. 5. Bapak Budi Santoso selaku Manajer APP Salatiga yang telah memberikan ijin untuk melaksanakan kerja praktek di APP Salatiga. 6. Bapak Nurkholis selaku pembimbing lapangan kerja praktek yang senantiasa memberikan pengarahan tentang teknis pelaksanaan kerja praktek 7. Seluruh Staf dan karyawan PT. PLN (PERSERO) P3B Jawa Bali Area Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150 KV Gejayan Yogyakarta atas kesediaan dan kerja samanya selama pelaksanaan kerja praktek . 8. Kepada kedua orang tua saya yang telah membesarkan dan memberikan motivasi kuat dalam melaksankan kerja praktek ini. 9. Rekan-rekan mahasiswa yang melaksanakan kerja praktek yang juga merupakan teman sekelompok selama pelaksanaan kerja praktek 10. Kepada seseorang yang saya cintai yang selalu memberikan petunjuk sekaligus motivasi kepada penulis baik sebelum, selama, ataupun sesudah pelaksanakan kerja praktek 11. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta yang telah memberikan masukan-masukan dalam penyusunan laporan ini

v

12. Semua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan maupun pembuatan laporan Kerja Praktek ini, walaupun tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari laporan ini masih jauh dari sempurna dan sudah barang tentu masih banyak kekurangannya baik segi teknik, penyajian dan bahasa. Oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan dimasa yang akan datang. Dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua

Yogyakarta, Juni 2015

Penyusun

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................i HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... ii KATA PENGANTAR ...................................................................................iv DAFTAR ISI ................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................ix DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ x

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang ........................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah ............................................................... 2 1.3 Maksud dan Tujuan ................................................................ 2 1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ............................................ 3 1.5 Batasan Masalah..................................................................... 4

BAB II

TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN 2.1 Sejarah PT.PLN (Persero) ....................................................... 5 2.2 Visi, Misi dan Motto Perusahaan ............................................ 6

BAB III METODE PENGAMBILAN DATA 3.1 Metode Pengumpulan Data ................................................... 10 3.2 Metode Analisis Data ............................................................ 13

vii

BAB IV

LANDASAN 4.1 Umum..................................................................................... 16 4.2 Sistem Jaringan Listrik ........................................................... 19 4.3 Struktur Distribusi Tenaga Listrik Gardu Induk .................... 19 4.4 Gardu Hubung(Switch Substation) ........................................ 20 4.5 Gardu Distribusi ..................................................................... 21 4.6 Gangguan ............................................................................... 21 4.7 Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi ......................... 22 4.8 Penertian Relay Differensial .................................................. 38 4.9 Gas Insulated Switchger ......................................................... 41

BAB V

KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan ............................................................................ 49 5.2 Saran ....................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Struktur Organisasi PT.PLN (Persero) APP Salatiga................. 9 Gambar 3.1. Konfigurasi Gardu Induk Gejayan. ........................................... 15 Gamabr 4.1. Konfigurasi Saluran Distribusi Secara Umum Gardu Induk ..... 17 Gambar 4.2. Struktur Distribusi GI 150KV Gejayan ..................................... 20 Gambar 4.3. Transformator Merk Starlite...................................................... 23 Gambar 4.4. Transformator Distribusi Merk XIAN SFZ 60000 ................... 24 Gambar 4.5. Contoh Transformator 3 phasa .................................................. 25 Gambar 4.6. Transformator Tipe Conventional Beradiator ........................... 30 Gambar 4.7. Prinsip Hukum Kirchoff ............................................................ 39 Gambar 4.8. Pengawatan Dasar Relay Differensial ....................................... 39 Gambar 4.9. Sistem Pengaman Relay Differensial ........................................ 40 Gambar 4.10. GIS Indoor PLN 150KV GI Gejayan ...................................... 41 Gambar 4.11. Molekul Sulfur Heksa Fluorida(SF6)...................................... 44 Gambar 4.12. Single Line Diagram Gardu Induk Single Busbar .................. 46 Gambar 4.13. Single Line Diagram Gardu Induk Sistem Double Busbar ..... 47 Gambar 4.14. Single Line Diagram Gardu Induk Satu Setengah Busbar ...... 48

ix

DAFTAR TABEL

Halaman Table 3.1. Data Pengukuran Transformator 150 KV ..................................... 10 Table 3.2. Data Pengukuran Belitan Transformator I 20KV ......................... 11 Tabel 3.3. Pengukuran Pada Transformator II 150KV Merek XIAN SFZ 150KV/20KV ................................................................................ 11 Table 3.4. Data Pengukuran Belitan Transformator II 20KV ........................ 12 Tabel 3.5. Pengukuran Saluran Kabel Tegangan Tinggi 150 KV GI Gejayan ......................................................................................... 13 Tabel 4.1. Spesifikasi Minyak Isolasi Baru ................................................. 28 Tabel 4.2. Spesifikasi Minyak Isolasi Pakai ................................................ 28 Tabel 4.3. Tipe Pendinginan Transformator ............................................... 31 Tabel 4.4. Karakteristik Gas SF6 .................................................................. 45

x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah Sistem keterandalan pada jaringan distribusi sangat besar peranannya untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik pada setiap konsumen. Oleh karena peranannya yang sangat penting bagi konsumen maka penyaluran listrik PT. PLN tidak boleh terputus selama 24 jam. Hal ini akan mengakibatkan kerugian yang sangat besar bagi konsumen. Bagian dari sistem tenaga listrik yang paling dekat dengan pelanggan adalah sistem distribusi. Sistem distribusi merupakan hal yang banyak mengalami gangguan, sehingga masalah dalam operasi sistem distribusi adalah mengatasi gangguan, jumlah gangguan dalam sistem distribusi relatif banyak dibandingkan dengan jumlah gangguan pada bagian sistem yang lain seperti pada unit pembangkit, saluran transmisi dan transformator gardu induk. Sistem distribusi tenaga listrik merupakan suatu sistem penyalur energi listrik dari pusat pembangkit tenaga listrik (power station) pada tingkat tegangan yang diperlukan, pada umumnya terdiri dari beberapa bagian yaitu: Gardu induk, Jaringan Distribusi Primer, Gardu Distribusi, Jaringan Distribusi Sekunder. Populasi penduduk yang semakin tahun terus bertambah mengakibatkan kebutuhan akan energi listrik juga semakin bertambah.

1

1.2

Rumusan Masalah Agar

dapat

dicapainya

sasaran

yang

diharapkan,

penulis

menetapkan rumusan masalah dalam penyusunan laporan kerja praktek ini antaranya: 1. Bagaimana cara operasi Transformator distribusi pada jaringan 150KV? 2. Bagaimana sistem pemodelan beban dan keadaan trafo distribusi 150KV? 3. Bagaimana cara perawatan dan pemeliharaan Trafo GIS di gardu induk 150 KV agar gardu bekerja dengan stabil serta melindungi baik gangguan Pada jaringan listrik?

1.3

Tujuan dan Manfaat Praktek Kerja Nyata

a. Tujuan :  untuk memenuhi salah satu syarat dalam penyusunan tugas akhir yang ada pada Jurusan Teknik Elektro , Fakultas Teknologi Industri, Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.  Untuk meningkatkan keprofesionalan khusunya pada bidang keahlian teknologi bagi mahasisawa dan memenuhui tuntutan peningkatan mutu profesional dan sumber daya manusia (SDM) yang handal memenuhi kebutuhan sub – sektor industri,  Untuk memperdalam pengalaman/ wawasan sesuai dengan bidang yang dipraktekkan serta untuk melatih kemampuan berfikir mengungkapkan pendapat dan menyusun suatu laporan.

2

 Untuk mendapatkan gambaran yang sebenarnya tentang pekerjaan yang ada, sebagai bekal setelah selesai kuliah. Manfaat Bagi Mahasiswa : a. Memperoleh pengetahuan dan pengalaman tentang dunia kerja yang sesungguhnya, khususnya di PT. PLN (Persero) P3B Jawa - Bali Area Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150KV Gejayan. sehingga dapat mempersiapkan langkah-langkah yang perlu diambil untuk menyesuaikan diri dalam lingkungan kerjanya pada masa yang akan datang. b. Meningkatkan

dan

mengembangkan

kemampuan

dalam

mengumpulkan, menganalisa dan menyimpulkan suatu permasalahan teknik.

1.4

Waktu Dan Tempat Pelaksanaan

Adapun tempat dan waktu pelaksanaan praktek kerja nyata adalah : Tempat

: PT. PLN GIS 150 KV Gejayan Jln. Gejayan Yogyakarta

Waktu

: 04 Mei s/d 29 Mei 2015

3

1. Jadwal Kegiatan Kegiatan

Minggu I

II

III

IV

I. Pengenalan a. Mengetahui gambaran umum perusahaan b. Mengetahui sejarah dan perkembangan c. Mengetahui struktur organisasi II. Pengamatan Mempelajari peralatan/ subyek sesuai dengan tema yang diambil III. Permasalahan a. Studi kasus b. Diskusi, konsultasi, dan evaluasi c. Interpretasi hasil dan analisis data IV. Penyusunan a. Konsultasi b. Penyusunan laporan

1.5

Batasan Masalah Dalam laporan Praktek Kerja Nyata di Sistem Operasi Transformator

Distribusi Pada Jaringan Listrik PT. PLN (Persero) P3B Jawa - Bali Area Pelaksana Pemeliharaan Salatiga Gardu Induk 150kv Gejayan ini penulisan menjelaskan mengenai jaringan listrik pada Trafo Tenaga di Gardu khususnya dikota Yogyakarta.

4

BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN

2.1 Profil Perusahaan PT. PLN (Persero) APP SALATIGA P3B – JB Sejarah APP Salatiga PT. PLN (Persero) APP Salatiga merupakan salah satu unit dari PT. PLN (Persero) P3B Jawa Bali dimana dibentuk berdasarkan SK Direktur No. 1466.K/DIR/2011 tanggal 13 Desember 2011. Proses Bisnis APP Salatiga adalah Pelaksana Pemeliharaan. Tugas utama PT. PLN (Persero) APP Salatiga adalah mengelola transmisi dan transaksi tenaga listrik di wilayah sistem Salatiga, Yogyakarta, Surakarta secara unggul, andal, terpercaya. Wilayah Kerja PT. PLN (Persero) APP Salatiga adalah meliputi 3 (tiga) daerah atau Basecamp yaitu Basecamp Salatiga, Yogyakarta dan Surakarta dengan jumlah gardu induk yang dikelola sebanyak 31 (tiga puluh satu), dimana terdapat 62 Trafo IBT Dan Trafo Distribusi (3638 MVA) serta panjang transmisi 2101,702 kms . Jumlah aset di APP Salatiga Dalam menjalankan fungsinya sebagai pengelola dan pemeliharaan, APP Salatiga memiliki aset yang terpasang dan tersebar di seluruh wilayah Salatiga, Surakarta dan Yogyakarta. Jumlah aset yang dimiliki APP Salatiga s.d tahun 2012 adalah Rp 3,935 Triliun. Jumlah Gardu Induk yang dikelola APP Salatiga saat ini berjumlah 31 unit, baik GIS maupun GI Konvensional baik di Grid 500 KV maupun 150 KV.

5

2.2 VISI DAN MISI PT. PLN (Persero) VISI:  Diakui sebagai Perusahaan Kelas Dunia yang Bertumbuh kembang, Unggul dan Terpercaya dengan bertumpu pada potensi Insani. MISI UTAMA:  Melakukan dan mengelola penyaluran tenaga listrik Menjalankan bisnis kelistrikan dan bidang lain yang terkait, berorientasi pada kepuasan pelanggan, anggota perusahaan, dan pemegang saham.  Menjadikan tenaga listrik sebagai media untuk meningkatkan kualitas kehidupan masyarakat.  Mengupayakan agar tenaga listrik menjadi pendorong kegiatan ekonomi.  Menjalankan kegiatan usaha yang berwawasan lingkungan.

VISI DAN MISI PT PLN (Persero) P3B Jawa-Bali APP Salatiga VISI:  Menjadi unit pengelola transmisi dan transaksi tenaga listrik yang Unggul, Andal dan Terpercaya berkelas dunia. MISI UTAMA:  Melakukan dan mengelola penyaluran tenaga listrik tegangan tinggi secara efisien, andal, dan akrab lingkungan;  Mengelola transaksi tenaga listrik secara kompetitif, transparan dan adil.

6

Program Unggulan PT. PLN (Persero) APP Salatiga 1. Manajemen Aset Manajemen Aset (Asset Management/AM) merupakan bagian dari program Metamorfosa yang sedang dikembangkan PLN Pusat. Penjabaran AM tersebut bertujuan untuk mencapai efektivitas pembiayaan investasi (cost effectiveness of investment) dan memaksimalkan keuntungan jangka panjang. 2. Pembentukan Tim Verifikasi Operasi Sistem Penyaluran Sehubungan dengan terjadinya gangguan pada system penyaluran di wilayah kerja APP Salatiga, maka perlu dilakukan verifikasi gangguan operasi system dengan tujuan untuk mengetahui penyebab gangguan. 3. Remapping SDM Remapping SDM merupakan langkah yang dilakukan manajemen untuk mengoptimalkan fungsi SDM untuk mencapai target dan tujuan perusahaan 4. Code Of Conduct & Good Corporate Government Code of conduct (tata nilai) adalah kaidah‐kaidah yang menjadi landasan bagi kita dalam bertindak dan mengambil keputusan. Perjalanan mewujudkan Visi melalui Misi menuntut perilaku tertentu dari para pegawai APP Salatiga. Perilaku yang diharapkan dari setiap pegawai diwujudkan melalui core values yang perlu dijunjung tinggi oleh setiap anggota organisasi. 5. Penyempurnaan proses bisnis Proses bisnis merupakan sekumpulan tugas atau aktivitas untuk mencapai tujuan yang diselesaikan baik secara berturut atau paralel oleh manusia atau sistem baik diluar ataupun didalam organisasi, juga merupakan sebuah abstraksi yang

7

menggambarkan cara orang‐orang atau pihak‐pihak saling berinteraksi di dalam sistem, untuk menangani permintaan bisnis yang dijelaskan dalam cara tertentu. 6. SMK3 Bertujuan menciptakan suatu sistem Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) di tempat kerja dengan melibatkan unsur manajemen, tenaga kerja/ pegawai, kondisi dan lingkungan kerja yang terintegrasi dalam rangka mencegah dan mengurangi kecelakaan dan penyakit akibat kerja serta terciptanya tempat kerja yang aman (Safe), efisien dan produktif.

8

Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) APP Salatiga

Gambar 2.1 Struktur Organisasi PT. PLN (Persero) APP Salatiga

9

BAB III METODE PENGUMPULAN DATA

3.1 Metode Pengumpulan Data Dalam pelaksanaan penelitian / pengambilan data untuk transformator 150/20 kV di PLN GIS 150KV Gejayan Yogyakarta dilakukan dalam kurung waktu 3 minggu, sbb: 1. Minggu pertama pengenalan pada perusahaan dan melihat kondisi lapangan, serta menentukan daerah bagian yang mau diambil datanya. 2. Minggu kedua

Melakukan pengukuran transformator distribusi pada

jaringan listrik pada pukul 10:00 wib dan 19:00 wib Transformator adalah XIAN SFZ 150KV/20KV. Dan kondisi Transformator Table 3.1. Data Pengukuran Transformator 150KV

10

Tabel 3.2. Data Pengukuran Belitan Transformator I 20KV SUHU

Hari ke

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

POSISI TAB

OIL

WIND .P

WIND.S

56

66

66

13

59

70

70

58

68

58

SISI 20KV IN 1732 AMPER

COUNTER OLTC

KV

R

S

T

96934

20.4

1232

1180

1225

15

96938

20.4

1361

1365

1355

68

12

96949

20.6

1315

1265

1305

69

69

16

-

20.8

1307

1251

1297

-

-

-

14

-

20.7

-

-

-

59

71

71

-

96969

-

1299

1191

1231

-

-

-

-

-

-

-

-

-

60

68

69

14

96974

21

1214

1145

1191

58

68

68

16

96984

20.6

1060

1045

1085

-

-

-

14

-

20.7

1227

1219

1221

55

67

66

13

96997

20.5

1115

1086

1095

-

-

-

-

-

21

1220

1190

1226

56

68

68

14

97010

20.9

1260

1290

1260

-

-

15

-

20.7

1211

1167

1197

Tabel 3.3. Pengukuran Pada Transformator II 150KV Merek XIAN SFZ 150KV/20KV Hari ke

1

2

3

4

5

SISI 150 KV IN : 230,9 AMPER PUKUL

KV

R

S

T

MW

MVAR

10:00

145

150

140

135

33

30

19:00

143

165

160

150

35

31

10:00

147

180

170

165

39

34

19:00

143

162

150

150

35

30

10:00

-

-

-

-

-

-

19:00

145

150

140

135

34

27

10:00

-

-

-

-

-

-

19:00

145

143

137

133

31

27

10:00

144

125

225

220

49

42

11

6

7

19:00

146

160

155

155

37

32

10:00

145

217

206

201

47

41

19:00

145

151

144

140

32

29

10:00

145

190

180

175

42

32

19:00

143

105

155

160

36

30

Tabel 3.4. Pengkuran Belitan Transformator II 20KV Hari ke

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

SUHU

POSISI TAB

COUNTER OLTC

OIL

WIND .P

WIND.S

55

65

65

13

57

68

68

57

66

57

SISI20KV IN 1732 AMPER KV

R

S

97228

20.7

975

985

965

15

97293

20.7

1163

1137

1121

66

13

97288

20.6

1160

1165

1155

67

68

14

-

20.8

1132

1127

1131

-

-

-

14

-

20.8

-

-

-

58

68

68

-

97299

-

993

979

971

-

-

-

-

-

-

-

-

-

63

66

65

14

97315

21

897

961

919

59

71

71

16

97326

20.6

1495

1500

1475

-

-

-

14

-

20.6

1131

1119

1121

61

70

71

14

97347

20.7

1393

1418

1410

-

-

-

-

-

20.6

993

980

970

58

69

69

14

97358

20.5

1240

1255

1235

-

-

15

-

20.6

1153

1135

1141

3. Minggu ketiga melakukan pengukuran saluran kabel tegangan tinggi 150KV pukul 10.00 wib dan 19.00 Wib, dengan mengambil data berupa tegangan dan arus yang ada pada SKTT KENTUNGAN 1, Kentungan 2 Dan Koppel. 12

SKTT

T

Tabel 3.5. Pengukuran Saluran Kabel Bawah Tanah Tegangan Tinggi 150 KV GI Gejayan Hari Waktu Sktt kentungan in 500 A ke kv A MW MVAR 1 10:00 150 120 -30 2 19:00 147 118 -30 2 10:00 19:00 150 148 -35 0 3 10:00 19:00 148 150 -35 -2 4 10:00 140 180 -40 -10 19:00 146 155 -35 -2 5 10:00 149 165 -40 -5 19:00 145 162 -36 -3 6 10:00 145 175 -40 -10 19:00 145 170 -35 -5 7 10:00 146 180 -40 -8 19:00 144 170 -35 -5

Sktt kentungan II in 500A KV 150 147 150 148 140 146 149 145 145 145 146 144

Koppel in 2000A A MW MVAR KV A 130 -30 -10 150 0 118 -30 -10 147 0 153 -35 -12 150 0 180 -35 -12 148 0 200 -30 -20 140 0 163 -34 -15 146 0 175 -38 -18 144 0 170 -36 -15 145 0 193 -40 -20 145 0 180 -40 -18 145 0 190 -40 -18 146 0 180 -40 -15 144 0

KV 150 147 150 148 140 146 149 145 145 145 146 144

3.2 Metode Analisis Data Untuk mendapatkan arus perbandingan yang sama besar rasio CT antara primer dan sekunder transformator harus disesuaikan dengan rasio transformator itu sendiri. Misalkan Transformator 42 MVA, 150 kV/20kV dengan hubungan YNyn0, maka rasio CTnya : Arus nominal sisi primer transformator adalah Ip =

420 00 𝐾𝑉𝐴 150 𝐾𝑉 √3

= 161,66 𝐴

Maka primer CT dipilih = 161, 66 * √3 = 280𝐴 Arus nominal sisi sekunder transformator adalah IS =

42000 𝐾𝑉𝐴 20𝐾𝑉 √3

= 1212,4 𝐴

13

Maka primer CT dipilih = 1212,4 x √3 = 2099 𝐴𝑚𝑝 Sedangkan untuk pengenal sekunder CT 1, 2 dan 5 A. Sehingga rasio CT sisi primer dapat dipilih 300/5 dan rasio CT sisi sekunder 2000/5. Karena arus primer tidak sama dengan arus sekunder serta arus primer belum tentu sefasa dengan arus sekunder ( tergantung vector groupnya ) maka secara umum diperlukan trafo arus bantu atau Aux CT. Aux. CT berfungsi untuk : 1. Menyesuaikan arus yang akan masuk ke relay differential. 2. Menyesuaikan pergeseran sudut fasa yang akan masuk ke relay differential. Pemasangan Aux. CT 3. Jika berfungsi untuk menyesuaikan pergeseran fasa selalu dipasang pada sisi Y transformator dayanya, dan disisi lainnya dapat dipasang atau tidak. 4. jika berfungsi hanya penyesuaian arus dapat dipasang disisi primer maupun sekunder, atau kedua – duanya. 5. bila CT disisi primer mempunyai sekunder 1 A dan disisi sekunder 5 A, umumnya Aux. CT dipasang dikedua sisi. Dari contoh di atas maka arus yang masuk ke relay adalah sebesar : Sisi 150 kV :

I primer =

5 . 162 𝐴 300

I primer = 2,7 A Maka arus yang masuk ke relay adalah : I primer = 2,7 . √3 I primer = 4,67 A 14

Sisi 20 kV :

I skunder =

5 . 1212 𝐴 2000

I skunder = 3,03 A Maka arus yang masuk ke relay adalah : I skunder = 3,03 . √3 I skunder = 5,24 A Fasilitas tap changer yang berfungsi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang lebih baik (diinginkan) dari tegangan jaringan yang berubah-ubah. Arus sisi sekunder CT dapat dibuat macth hanya pada satu titik dari rentang pengubahan tap. Pada posisi lain akan timbul arus beda.

Gambar 3.1. Konfigurasi Gardu Induk Gejayan

15

BAB IV LANDASAN TEORI

4.1 Umum Transformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik, dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator dapat dikatakan sebagai jantung dari transmisi dan distribusi. Sistem distribusi merupakan bagian dari sistem tenaga listrik. Sistem distribusi ini berguna untuk menyalurkan tenaga listrik dari sumber daya listrik besar (bulk power source) sampai ke konsumen. Jadi fungsi distribusi listrik adalah: Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa tempat (pelanggan). Merupakan sub sistem tenaga listrik yang langsung berhubungan dengan pelanggan, karena catu daya pada pusat-pusat beban (pelanggan) dilayani langsung melalui jaringan distribusi. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik besar dengan tegangan dari 11 KV sampai 24 KV dinaikkan tegangannya oleh gardu induk dengan transformator penaik tegangan menjadi 70 KV, 154 KV, 220 KV atau 500 KV kemudian disalurkan melalui saluran transmisi. Tujuan menaikkan tegangan adalah untuk memperkecil kerugian daya listrik pada saluran transmisi, dimana dalam hal ini kerugian daya adalah sebanding dengan kuadrat arus yang mengalir. Dengan daya yang sama bila nilai tegangannya diperbesar, maka arus yang mengalir semakin kecil sehingga kerugian daya juga akan kecil pula. Dari saluran transmisi, tegangan diturunkan lagi menjadi 20 KV dengan transformator penurun tegangan pada gardu induk distribusi, kemudian dengan

16

sistem tegangan tersebut penyaluran tenaga listrik dilakukan oleh saluran distribusi primer. Dari saluran distribusi primer inilah gardu-gardu distribusi mengambil tegangan untuk diturunkan tegangannya dengan trafo distribusi menjadi sistem tegangan rendah, yaitu 220/380 Volt. Selanjutnya disalurkan oleh saluran distribusi sekunder ke konsumen-konsumen. Dengan ini jelas bahwa sistem distribusi merupakan bagian yang penting dalam sistem tenaga listrik secara keseluruhan. Konfigurasi sistem tenaga listrik dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 4.1 Konfigurasi Saluran Distribusi Secara Umum Pada Gardu Induk

Berdasarkan gambar di atas, maka dapat dikelompokkan dalam beberapa pembagian sebagai berikut:

17

1. Daerah I

:Bagian pembangkitan (Generation).

2. Daerah II

:Bagian penyaluran (Transmission) bertegangan tinggi (HV, UHV, dan EHV).

3.

Daerah III :Bagian distribusi primer bertegangan menengah (6, 12, atau 20 KV).

4. Daerah IV :Bagian distribusi sekunder bertegangan rendah. Berdasarkan pembagian tersebut, maka diketahui bahwa sistem distribusi listrik terdapat pada daerah III dan IV, yang pada dasarnya dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara, bergantung dari segi apa klasifikasi itu dibuat. Dengan demikian ruang lingkup jaringan distribusi adalah sebagai berikut: 1. SUTM, terdiri dari tiang dan peralatan kelengkapannya, konduktor dan peralatan perlengkapannya, serta peralatan pengaman dan pemutus. 2. SKTM, terdiri dari kabel tanah, terminasi dalam dan luar ruangan, dan lainlain. 3. Gardu Trafo, terdiri dari Transformator, tiang, pondasi tiang, rangka tempat Trafo, panel, pipa-pipa pelindung, arrester, kabel-kabel, pengikat Transformator, peralatan pertanahan, dan lain-lain. 4. SUTR dan SKTR, sama dengan perlengkapan/material pada SUTM dan SKTM, yang membedakan hanya dimensinya.

4.2 Sistem Jaringan Distribusi Sistem distribusi tenaga listrik adalah penyaluran energi listrik dari gardu induk (GI) tenaga listrik hingga sampai kepada konsumen pada tingkat tegangan

18

yang diperlukan. Jaringan distribusi terdiri atas dua bagian, yang pertama adalah jaringan tengah menengah / primer (JTM), yang menggunakan tiga kawat atau empat kawat untuk tiga fasa. Jaringan distribusi primer berada antara gardu induk dan transformator distribusi. Jaringan yang kedua adalah jaringan tegangan rendah (JTR) dengan tegangan 380/220 Volt.

4.3 Struktur Distribusi Tenaga Listrik Gardu Induk GIS 150 KV Gejayan Gardu induk berisikan ujung-ujung dari saluran transmisi / sub transmisi, transformator, peralatan proteksi, control dan pangkal saluran distribusi. Gardu induk memberikan suplai tenaga listrik ke jaringan distribusi. Tegangan suplai gardu induk adalah berupa tegangan menengah, gardu induk berfungsi sebagai: 1. Mentransformasikan tenaga listrik dari tegangan tinggi yang satu ke tegangan tinggi lainnya, atau ke tegangan menengah. 2. Pengukuran, pengawasan operasi serta pengaturan dan pengamanan sistem tenaga listrik.

19

Gambar 4.2 Struktur Distribusi GI 150 KV Gejayan

4.4 Gardu Hubung (Switch Substation) Gardu hubung merupakan gardu penghubung antara gardu induk dengan gardu Trafo distribusi. Gardu ini tidak berisikan Transformator, tetapi hanya perlengkapan hubung-bagi (Switcgear) dan bisanya rel-rel (busbars). Gardu hubung ini terdiri dari gardu hubung spindel yang memiliki maksimum 7 unit penyulang dan gardu hubung non-spindel yang memiliki 3 unit penyulang.

20

4.5 Gardu Distribusi Gardu Distribusi adalah gardu yang berisikan trafo distribusi dan merupakan daerah / titik pertemuan antara jaringan primer dan jaringan sekunder karena pada gardu ini tegangan menengah (TM) diubah ketegangan rendah (TR).

4.6 Gangguan Gangguan pada peralatan ketenaga listrikan sudah menjadi bagian dari pengoperasian peralatan tenaga listrik. Mulai dari pembangkit, transmisi hingga pusat-pusat beban tidak pernah lepas dari berbagai macam gangguan. Bagian dari peralatan tenaga listrik yang sering mengalami gangguan adalah kawat transmisinya (kira-kira 70-80% dari seluruh gangguan). Hal ini disebabkan luas dan panjang kawat transmisi yang terbentang dan yang beroperasi pada kondisi udara yang berbeda-beda dimana pada umumnya yang lewat udara (diatas tanah) lebih rentan terhadap gangguan dari pada yang ditaruh dalam tanah (underground). Akibat-akibat yang timbulkan oleh gangguan a. Menginterupsi kontinuitas pelayanan daya kepada para konsumen apabila gangguan itu sampai menyebabkan terputusnya suatu rangkaian atau menyebabkan rusaknya suatu unit pembangkit. b. Penurunan tegangan yang cukup besar menyebabkan rendahnya kualitas tenaga listrik dan merintangi kerja normal pada peralatan konsumen. c. Pengurangan stabilitas sistem dan menyebabkan jatuhnya generator.

21

d. Merusak peralatan pada daerah terjadinya gangguan itu.

4.7 Konsep Dasar Keandalan Sistem Distribusi Definisi klasik dari keandalan adalah peluang berfungsinya suatu alat atau sistem secara memuaskan pada keadaan tertentu dan dalam periode waktu tertentu pula. Dapat juga dikatakan kemungkinan atau tingkat kepastian suatu alat atau sistem akan berfungsi secara memuaskan pada keadaan tertentu dalam periode waktu tertentu pula. Dalam pengertian ini, tidak hanya peluang dari kegagalan tetapi juga banyaknya, lamanya dan frekuensinya juga penting. Kemungkinan atau tingkat kepastian sedemikian itu tidak dapat diduga dengan pasti, tetapi dapat dianalisa atas dasar logika ilmiah. Keandalan yaitu kemampuan dari sistem pengiriman kekuatan untuk membuat tegangan listrik yang siap secara terus-menerus dan cukup dengan mutu kepuasan, untuk memenuhi kebutuhannya konsumen. Metodologi Tentang Life Time Transformator Pada dasarnya perhitungan yang tepat serta management yang baik dari Trafo Distribusi akan meningkatkan keandalan sistem tenaga listrik sehingga kontinuitas pelayanan listrik ke konsumen terjamin. Trafo Distribusi merupakan komponen yang sangat penting dalam mendistribusikan tenaga listrik kekonsumen, jadi ada beberapa faktor yang mempengaruhi keandalan dan lama waktu pakai trafo jaringan distribusi. 1. Klasifikasi Transformator Tenaga 1) Data Trafo PS(Pemakaian Sendiri) 200 KVA: 

Merk STARLITE buatan Indonesia

22



Kapasitas 200KVA frekuensi 50 HzTransformator 3 fase tahun buat 1995



Hubungan P. Bintang dan S. Z n 5 ; Arus nominal 5.77 A , 288,6 A



Perbandingan dengan minyak Diala B ; Jumlah berat 1080kg



Low voltage – terminal 2V – 2V – 2W – 2N Volt : 20000 ; ampere 1732.1 ; MVA : 60



Tertiary – Terminal Volt : 16079 ; Ampere : 414.6 x V3 ; MVA : 20

Gambar 4.3 Transformator Merk Starlite 2) Transformator Distribusi 60 MVA Merk XIAN SFZ 60000 

Serial number A95007 – 4 . Power Tranformator 3 fase



Standart IEC 1976, Year of Manuf 1995



Cooling ONAN / ONAF 70/100%



Insulation LI 650 AC 27 ; LEVEL LI – AC 381; LI 125 AC 50; LI – AC 38



Connection symbol YN yn O+d



Altitude Average Wind 58k



Mass Total 10360 t ; Oil 2610t ; Untaking 5920t

23

Gambar 4.4 Transformator Distribusi 60 MVA Merk XIAN SFZ 60000

Menurut Pendinginan, menurut cara pendinginannya dapat dibedakan sebagai berikut: a. Berdasarkan Fungsi dan pemakaian: 

Transformator mesin (untuk mesin-mesin listrik)



Transformator Gardu Induk



Transformator Distribusi b. Berdasarkan Kapasitas dan Tegangan Kerja: Contoh transformator 3 phasa dengan tegangan kerja di atas 1100 kV dan daya di atas 1000 MVA.

24

Gambar 4.5. Contoh Transformator 3 Phasa dengan Tegangan Kerja >1100 kV dan Daya >1000 MVA.

Dalam usaha mempermudah pengawasan dalam operasi, Transformator dapat dibagi menjadi: Transformator besar, Transformator sedang, dan Transformator

kecil.

Cara

Kerja

dan

Fungsi

Bagian-Bagian

Transformator Suatu Transformator terdiri atas beberapa bagian, yaitu: 

Bagian utama transformator



Peralatan Bantu



Peralatan Proteksi

Setiap bagian tersebut memiliki fungsi masing-masing, dan untuk detailnya anda juga dapat membaca laporan mengenai komponen-komponen Transformator di sini Bagian utama transformator, terdiri dari:

25

a) Inti besi Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, 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 arus pusar atau arus eddy (eddy current). b) Kumparan transformator Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolakbalik maka pada kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka mengalir arus pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus. c) Kumparan tertier Fungsi kumparan tertier diperlukan adalah untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta atau segitiga. Kumparan tertier sering digunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reaktor shunt, namun demikian tidak semua Transformator daya mempunyai kumparan tertier.

26

d) Minyak Transformator Sebagian besar dari Transformator tenaga memiliki kumparan-kumparan yang intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada Transformator

tenaga

yang

berkapasitas

Transformator mempunyai sifat

besar,

karena

minyak

sebagai media pemindah panas

(disirkulasi) dan juga berfungsi pula sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu: 

Kekuatan isolasi tinggi



Penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikelpartikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat



Viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki kemampuan pendinginan menjadi lebih baik



Titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat menimbulkan baha



Tidak merusak bahan isolasi padat



Sifat kimia yang stabil Minyak transformator baru harus memiliki spesifikasi seperti tampak pada Tabel di bawah ini Untuk minyak isolasi pakai. berlaku untuk transformator berkapasitas > 1 MVA atau bertegangan > 30 kV

27

Tabel 4.1. Spesifikasi Minyak Isolasi Baru. NO.

Sifat Minyak Isolasi Kejernihan Massa jenis(20o) Vikositas (20o) Kinematic (15o) Kinematik (30o) Titik Nyata Titik Tuang Angka Kenetralan Koreksi Belerang Tegangan Tembus Faktor Kebocoran Dielektrik Ketahanan Oksidasi a. angka kenetralan b. kotoran

1. 2. 3.

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Satuan

Klas V / Klas II

Metode Uji

Tempat uji

g/cm3 cSt cSt cSt oC oC mgKOH/g KV/3.5 mm -

Jernih