Makalah Seminar Kerja Praktek PEMELIHARAAN

Makalah Seminar Kerja Praktek
PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR
PADA PLTU UNIT III TAMBAK LOROK
PT. INDONESIA POWER UBP SEMARANG
Oleh : M.Zainal Arifin H – L2F006065
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jln. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
e-mail : [email protected]
ABSTRAK
Trafo tenaga merupakan suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk
mentransformasikan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau
sebaliknya.Di PLTU Unit III PT. Indonesia Power terdapat tiga macam Trafo yaitu :
Trafo generator, (Generator Transformer), MAT (Main Auxiliary Transformer), dan
RAT (Reserve Auxiliary Transformer).
Dalam operasi penyaluran tenaga listrik transformator merupakan jantung dari
transmisi dan distribusi. Dalam kondisi ini suatu transformator diharapkan dapat
beroperasi secara maksimal (kalau bisa terus menerus tanpa berhenti). Mengingat kerja
keras dari suatu transformator seperti itu maka cara pemeliharaan juga dituntut sebaik
mungkin. Oleh karena itu transformator harus dipelihara dengan menggunakan sistem
dan peralatan yang benar, baik dan tepat. Untuk itu regu pemeliharaan harus
mengetahui bagian-bagian transformator dan bagian-bagian mana yang perlu diawasi
melebihi bagian yang lainnya
Kata kunci: Trafo tenaga, Pemeliharaan
I. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
PT. Indonesia Power Unit
Bisnis Pembangkitan (UBP) Semarang
memegang peranan yang sangat penting
dalam menjaga keandalan dan mutu
sistem kelistrikan Jawa-Bali terutama di
Jawa Tengah, memberikan kontribusi
16,71 % dari keseluruhan kapasitas
terpasang pembangkit yang dimiliki oleh
PT. Indonesia Power.
1.2. Tujuan Pelaksanaan
Adapun tujuan dari Kerja
Praktek ini adalah meliputi beberapa hal
diantaranya
a. Mengetahui prinsip kerja dari
sistem pembangkitan yang
terdapat di UBP PLTU Unit III
Semarang.
b. Mengetahui bagian-bagian suatu
transformator beserta fungsinya.
c. Mengetahui
pemeliharaan
transformator yang terdapat di
UBP PLTU Semarang.
1.2 Pembatasan Masalah
Makalah ini membahas mengenai
transformator yang akan dijelaskan lebih
dalam tentang bagian-bagian suatu
transformator beserta fungsinya dan
pemeliharaan transformator pada sistem
pembangkitan listrik pada PLTU Unit
III Tambak Lorok PT. Indonesia Power
UBP Semarang.
II. Proses Produksi Tenaga Listrik
pada PLTU
Gambar 1 Siklus PLTU
Pada
prinsipnya,
PLTU
mempunyai sistem/ siklus aliran (secara
ringkas dapat di lihat pada gambar 1) ,
yaitu meliputi:
a. Sistem Air dan Uap
Air laut yang jumlahnya
melimpah ruah dipompa oleh CWP
(Circulating Water Pump) (1) yang
sebagian besar dipakai untuk media
pendingin di Condenser (6) dan
sebagian lagi dijadikan air tawar di
Desalination Evaporator (2). Setelah air
menjadi tawar, kemudian dipompa oleh
Distillate Pump (3) untuk kemudian
dimasukkan ke dalam Make Up Water
Tank (4) yang kemudian dipompa lagi
masuk ke sistem pemurnian air
(Demineralizer)
dan
selanjutnya
dimasukkan ke dalam Demin Water
Tank (5). Dari sini air dipompa lagi
untuk dimasukkan ke dalam Condenser
bersatu dengan air kondensat sebagai air
benam bah.
Air kondensat yang kondisinya
sudah dalam keadaan murni dipompa
lagi dengan menggunakan pompa
kondensat, kemudian dimasukkan ke
dalam 2 buah pemanas Low Pressure
Heater (7) dan kemudian diteruskan ke
Deaerator (8) untuk mengeluarkan atau
membebaskan
unsur
O2
yang
terkandung dalam air tadi. Selanjutnya
air tersebut dipompa lagi dengan
bantuan Boiler Feed Pump (9)
dipanaskan lagi ke dalam 2 buah High
Pressure Heater (10) untuk diteruskan ke
dalam boiler yang terlebih dahulu
dipanaskan lagi dengan Economizer (11)
baru kemudian masuk ke dalam Steam
Drum (12). Proses pemanasan di ruang
bakar menghasilkan uap jenuh dalam
steam drum, dipanaskan lagi oleh
Superheater (14) untuk kemudian
dialirkan dan memutar Turbin Uap (15).
Uap bekas yang keluar turbin
diembunkan dalam condenser dengan
bantuan pendinginan air laut kemudian
air kondensat ditampung di hot well.
b. Sistem Bahan Bakar
Bahan
bakar
berupa
residu/MFO
dialirkan
dari
kapal/tongkang (16) ke dalam Pumping
House (17) untuk dimasukkan ke dalam
Fuel Oil Tank (18). Dari sini dipompa
lagi dengan fuel oil pump selanjutnya
masuk ke dalam Fuel Oil Heater (19)
untuk dikabutkan di dalam Burner (20)
sebagai alat proses pembakaran bahan
bakar dalam Boiler.
c. Sistem Udara Pembakaran
Udara di luar dihisap oleh FDF
(Forced Draught Fan) (21) yang
kemudian dialirkan ke dalam pemanas
udara (Air Heater) (22) dengan memakai
gas bekas sisa pembakaran bahan bakar
di dalam Boiler (13) sebelum dibuang ke
udara luar melalui Cerobong/Stack (23).
d. Sistem Penyaluran Tenaga
Listrik
Perputaran Generator (24) akan
menghasilkan energi listrik yang oleh
penguat/exciter tegangan mencapai 18
kV, kemudian oleh Trafo Utama/Main
Transformater (25) tegangan dinaikkan
menjadi 150 kV. Energi listrik itu lalu
dibagi melalui Switch Yard (26) untuk
kemudian dikirim ke Gardu Induk
melalui Transmisi Tegangan Tinggi
(27). Kemudian, tenaga listrik itu
dialirkan lagi pada para konsumen.
III. Transformator Tenaga
4.1
Pengertian Transformator
Transformator tenaga adalah
suatu peralatan tenaga listrik yang
berfungsi
untuk
menyalurkan
tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi
ke tegangan rendah atau sebaliknya
Dalam sistem PLTU unit III
terdapat tiga macam transformator, yaitu
1. MAT (Main Auxiliary Transformer)
MAT
(Main
Auxiliary
Transformer) adalah trafo utama
untuk pemakaian sendiri yang
dipasang paralel dengan trafo
generator,
berfungsi
untuk
menurunkan
tegangan
pembangkitan 18 KV menjadi 4.16
KV. Pada saat sistem keadaan
normal seluruh kebutuan tenaga
listrik untuk peralatan listrik
maupun penerangan disuplai oleh
trafo ini.
2. RAT
(Reserve
Auxiliary
Transformer)
PLTU Unit III mempunyai 2 set
trafo cadangan yang diparalelkan.
Bila generator mengalami ganguan
atau over houl sehingga trafo utama
tidak berfungsi maka daya listrik
untuk start-up pembangkit unit III
disuplai dari bus 150 KV melalui
trafo cadangan ini. Jadi trafo ini
menurunkan tegangan dari 150 KV
menjadi 4160 V.
3. Trafo generator (Generator
Transformer)
Trafo generator
(Generator
Transformer) berfungsi menaikkan
tegangan pembangkitan 18 KV
menjadi 150 KV yang dipasok pada
bus A dan B 150 KV yang
berhubungan
langsung
dengan
saluran transmisi, pada sistem
interkoneksi se Jawa.
4.2
Gambar 2 Trafo Generator
Bagian-bagian Transformator
Transformator terdiri dari :
a. Bagian Utama.
1) Inti Besi
Berfungsi untuk mempermudah
jalan fluksi, yang ditimbulkan oleh
arus
listrik
yang
melalui
kumparan.Dibuat dari lempenganlempengan besi tipis yang berisolasi,
untuk mengurangi panas (sebagai
rugi-rugi besi) yang ditimbulkan
oleh Eddy Current
2) Kumparan Transformator
Adalah beberapa lilitan kawat
berisolasi yang membentuk suatu
kumparan.
Kumparan
tersebut
terdiri dari kumparan primer dan
kumparan sekunder yang diisolasi
baik terhadap inti besi maupun
terhadap antar kumparan dengan
isolasi padat seperti karton, pertinak
dan lain-lain. Kumparan tersebut
sebagai alat transformasi tegangan
dan arus.
3) Minyak Transformator
Sebagian
besar
kumparankumparan dan inti trafo tenaga
direndam dalam minyak trafo,
terutama trafo-trafo tenaga yang
berkapasitas besar, karena minyak
trafo mempunyai sifat sebagai
isolasi dan media pemindah,
sehingga minyak trafo tersebut
berfungsi sebagai media pendingin
dan isolasi.
4) Bushing
Hubungan antara kumparan
trafo ke jaringan luar melalui sebuah
bushing yaitu sebuah konduktor
yang diselubungi oleh isolator, yang
sekaligus
berfungsi
sebagai
penyekat antara konduktor tersebut
dengan tangki trafo.
Gambar 3 Bushing Transformator
5) Tangki – Konservator
Pada umumnya bagian-bagian
dari trafo yang terendam minyak
trafo berada (ditempatkan) dalam
tangki.
Untuk
menampung
pemuaian minyak trafo, tangki
dilengkapi dengan konservator.
Gambar 4 Konservator Trafo
b. Peralatan Bantu
1) Pendingin
Pada inti besi dan kumparankumparan akan timbul panas akibat
rugi-rugi
besi
dan
rugi-rugi
tembaga. Bila panas tersebut
mengakibatkan kenaikan suhu yang
berlebihan, akan merusak isolasi (di
dalam transformator). Maka untuk
mengurangi
kenaikan
suhu
transformator yang berlebihan maka
perlu dilengkapi dengan alat/ sistem
pendingin untuk menyalurkan panas
keluar transformator
Pada cara alamiah (natural),
pengaliran media sebagai akibat
adanya perbedaan suhu media dan
untuk mempercepat perpindahan
panas dari media tersebut ke udara
luar diperlukan bidang perpindahan
panas yang lebih luas antara media
(minyak-udara/gas), dengan cara
melengkapi transformator dengan
sirip-sirip (Radiator).
Gambar 5 Radiator sebagai Pendingin
Tabel 1 Jumlah Radiator untuk masingmasing Trafo pada PLTU Unit III adalah
No
Transformator
Jumlah Radiator
1
2
Generator
MAT
4
1
3
RAT
1
Bila diinginkan penyaluran
panas yang lebih cepat lagi, cara
natural/alamiah
tersebut
dapat
dilengkapi dengan peralatan untuk
mempercepat
sirkulasi
media
pendingin dengan pompa-pompa
sirkulasi minyak, udara dan air. Cara
ini
disebut
pendingin
paksa
(Forced).
Gambar 6 kipas pendingin
transformator
Tabel 2 Jumlah Kipas Pada Masingmasing Trafo
Trafo
Generator
MAT
RAT
Jumlah
kelompok
4
1
1
Kipas
perkelompok
4
2
2
2) Tap Changer (Perubah Tap)
Tap changer adalah alat perubah
perbandingan transformasi untuk
mendapatkan tegangan operasi
sekunder
yang
lebih
baik
(diinginkan) dari tegangan jaringan /
primer yang berubah-ubah. Tap
changer yang hanya bisa beroperasi
untuk
memindahkan
tap
transformator
dalam
keadaan
transformator tidak berbeban disebut
“Off Load Tap Changer” dan hanya
dapat dioperasikan manual.
Transformator Generator, MAT,
RAT mempunyai pengubah tap
tanpa beban.
3) Alat Pernapasan (Silicagel).
Karena pengaruh naik turunnya
beban transformator maupun suhu
udara luar, maka suhu minyak pun
akan
berubah-ubah
mengikuti
keadaan tersebut.
Bila suhu minyak tinggi,
minyak akan memuai dan mendesak
udara di atas permukaan minyak
keluar dari tangki, sebaliknya
apabila suhu minyak turun, minyak
menyusut maka udara luar akan
masuk ke dalam tangki. Kedua
proses di atas disebut pernapasan
transformator.
Total
16
2
2
Akibat
pernapasan
transformator
tersebut
maka
permukaan minyak akan selalu
bersinggungan dengan udara luar.
Udara luar yang lembab akan
menurunkan nilai tegangan tembus
minyak transformator, maka untuk
mencegah hal tersebut, pada ujung
pipa penghubung udara luar
dilengkapi dengan alat pernapasan,
berupa tabung kaca berisi kristal zat
hygroskopis sehingga dapat dilihat
warnanya.
Gambar 7 Silikagel
4) Indikator.
Untuk
mengawasi
selama
transformator beroperasi, maka
perlu adanya indicator pada
transformator sebagai berikut:
- Indikator suhu minyak
- Indikator permukaan minyak.
- Indikator sistem pendingin.
- Indikator kedudukan tap.
- Dan sebagainya
c. Peralatan Proteksi
1. Rele Bucholz
Rele bucholz adalah alat/rele
untuk
mendeteksi
dan
mengamankan terhadap gangguan di
dalam
transformator
yang
menimbulkan gas
2. Pengaman Tekanan Lebih
(Explosive Membrane/PressureRelief Vent)
Alat ini berupa membrane yang
dibuat dari kaca, plastik, tembaga
atau katup berpegas, berfungsi
sebagai
pengaman
tangki
transformator terhadap kenaikan
tekanan gas yang timbul di dalam
tangki (yang akan pecah pada
tekanan tertentu) dan kekuatannya
lebih rendah dari kekuatan tangki
transformator.
3. Rele Tekanan Lebih (Sudden
Pressure Relay)
Rele ini berfungsi hampir sama
seperti
rele
Bucholz,
yakni
pengaman terhadap gangguan di
dalam transformator. Bedanya rele
ini hanya bekerja oleh kenaikan
tekanan gas yang tiba-tiba dan
langsung menjatuhkan PMT
3. Rele Differensial
Berfungsi
mengamankan
transformator dari gangguan di
dalam transformator antara lain,
Flash Over antara kumparan dengan
kumparan atau kumparan dengan
tangki atau belitan dengan belitan di
dalam kumparan ataupun beda
kumparan.
4. Rele Arus Lebih
Berfungsi
mengamankan
transformator dari arus yang
melebihi dari arus yang telah
diperkenankan
lewat
dari
transformator tersebut dan arus lebih
ini dapat terjadi oleh karena beban
lebih atau gangguan hubung singkat.
5. Rele Tangki Tanah
Berfungsi untuk mengamankan
transformator bila ada hubung
singkat
antara
bagian
yang
bertegangan dengan bagian yang
tidak
bertegangan
pada
transformator.
6. Rele Hubung Tanah
Berfungsi untuk mengamankan
transformator bila terjadi gangguan
satu phasa ke tanah.
7. Rele Termis
Berfungsi
untuk
mencegah/mengamankan
transformator dari kerusakan isolasi
kumparan, akibat adanya panas
lebih yang ditimbulkan akibat arus
lebih. Besarnya yang diukur di
dalam rele ini adalah kenaikan
temperatur.
d. Peralatan Tambahan untuk
Pengaman Transformator
Pemadam
kebakaran
(transformator - transformator besar
) Sistem pemadam kebakaran yang
modern pada transformator saat
sekarang sudah sangat diperlukan.
Fungsi
yang
penting
untuk
mencegah
terbakarnya
trafo.
Penyebab trafo terbakar adalah
karena gangguan hubung singkat
pada sisi sekunder sehingga pada
trafo
akan
mengalir
arus
maksimumnya. Jika proses tersebut
berlangsung cukup lama karena rele
tidak operasi dan tidak operasinya
rele juga sebagai akibat salah
menyetel waktu pembukaan PMT,
rele rusak, dan sumber DC yang
tidak ada serta kerusakan wiring.
IV. Pemeliharaan Trafo Tenaga
Tujuan pemeliharaan peralatan
listrik tegangan tinggi adalah untuk
menjamin kontinyunitas penyaluran
tenaga listrik dan menjamin
keandalan, antara lain :
a. Untuk meningkatkan reliability,
availability dan effiency.
b. Untuk memperpanjang umur
peralatan.
c. Mengurangi resiko terjadinya
kegagalan
atau
kerusakan
peralatan.
d. Meningkatkan Safety peralatan.
e. Mengurangi lama waktu padam
akibat sering gangguan.
Pemeliharaan Trafo Tenaga
meliputi :
a) Pemeliharaan transformator yang
berupa monitoring dan dilakukan
oleh petugas operator setiap hari
dalam keadaan operasi.
1. Tangki, radiator, pipa-pipa,
katup- katup, sumbat- sumbat
2. Kipas-kipas pendingin, Pompapompa minyak, Lemari kontrol
3. Terminal utama, rel, terminasi
kabel, jumper-wire.
4. Indikator tinggi minyak
5. Bushing
6.
7.
8.
9.
10.
Kipas-kipas pendingin, motor
pompa sikulasi dan radiator
Sumber arus searah (DC)
Pemadam kebakaran
Suhu/ temperatur minyak dan
kumparan transformator
Beban transformator
Lemari kontrol dan Proteksi
b) Pemeliharaan transformator yang
berupa monitoring dan dilakukan oleh
petugas Pemeliharaan setiap bulan
1. Lemari kontrol/ Lemari Proteksi
dan
box
kontrol
serta
Marshaling kios.
2. Selikagel
dan
system
pernapasan.
3. Kerja OLTC
c) Pemeliharaan transformator yang
berupa pemeriksaan, pengukuran dan
pengujian dan dilakukan oleh petugas
Pemeliharaan setiap tahun
1. Diafragma
2. Tahanan
pentanahan
dan
tahanan tanah
3. Ratio
4. Dielektrik minyak
5. Kadar asam
6. Kadar air dalam minyak
7. Kadar viscositas minyak
8. Warna minyak
9. Kandungan gas dalam minyak
10. Peralatan
pengaman
transformator (Bucholz, Sudden
Pressure, rele temperatur.)
11. Body, Bushing Transformator
12. Baut terminal, baut bushing,
baut body dan baut pentanahan.
13. Spark gap bashing primer
maupun sekunder.
14. Baut terminal
pada panel
kontrol dan proteksi
15. Tahanan isolasi,
Kontrol
mekanik, limit switch, indikator
dari OLTC
16. Tegangan tembus minyak
17. Pondasi
V. Penutup
5.1 Kesimpulan
1. PLTU mempunyai sistem/ siklus
aliran, yaitu meliputi: Siklus Air dan
Uap, Siklus Udara dan gas
pembakaran, Siklus bahan bakar,
Siklus air pendingin, Siklus minyak
pelumas, Siklus penyaluran tenaga
listrik
2. Transformator terdiri dari : Bagian
Utama, Peralatan Bantu, Peralatan
Proteksi, Peralatan Tambahan untuk
Pengaman Transformator.
3. Pemeliharaan
peralatan
listrik
tegangan tinggi diperlukan untuk
mempertahankan
kondisi
dan
meyakinkan bahwa peralatan dapat
berfungsi sebagaimana mestinya
sehingga dapat dicegah terjadinya
gangguan
yang
menyebabkan
kerusakan.
5.2 Saran
1. Dalam melaksanakan pemeliharan
transformator
harap
mengikuti
prosedur dan memperhatikan K3 (
Keselamatan dan Kesehatan Kerja)
2. Pengecekan terhadap Trafo harus
dilakukan dengan teliti.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
FIST 3-30. 2000.Facilities
Instructions,Standards,
And
Techniques
Transformer
Maintenance . Colorado :
United states Department Of
The Interior Bureau Of
Reaclamation
Kadir,
Abdul.1989.Transformator.Jak
arta : PT.Gramedia
Osaka Transformer Co.ltd.
Insrtruction
For
Power
Trransformer Volume I .Japan
PT
PLN..2003.Panduan
Pemeliharaan
Trafo
Tenaga.Jakarta : PT PLN
(Persero) Penyaluran dan Pusat
Pengatur Beban Jawa Bali
www.indonesia power.co.id
M Zainal Arifin H
(L2F006065)
menempuh pendidikan
SD, SMP, SMA di
Demak dan sekarang
tercatat
sebagai
mahasiswa
Teknik
Elektro
Universitas
Diponegoro
Angkatan 2006, Konsentrasi tenaga
listrik, telah melaksanakan kerja praktek
di PT. Indonesia Power UBP Semarang
Semarang, September 2010
Mengetahui
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Joko Windarto, MT
NIP 19640526198031002