Lailiyana Farida 2205 100 091

ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150
kV/70 kV DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL
PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN
METODE STOKASTIK
Lailiyana Farida
2205 100 091
Pembimbing :
IGN Satriyadi H,ST,MT
Dr. I Made Yulistya Negara,ST,M.Sc
Outline
I.
Latar Belakang
- Gangguan sering terjadi pada internal transformator tenaga
(baik pada tahanan isolasi, tegangan tembus maupun pada
kandungan gas terlarut di minyak transformator)
- Gangguan harus dapat didiagnosa dan dianalisis lebih lanjut
demi keperluan pemeliharaan transformator
II.Permasalahan
- Mengevaluasi jenis gangguan yang terjadi di trasformator
150/70 kV di GI Banaran
- Menghitung nilai keandalan transformator menggunakan
metode Markov
III. Tujuan
- Membuat model analisis kinerja berdasarkan data hasil pengujian
- Menghitung kualitas transformator berdasarkan hasil tes DGA
- Menghitung hasil pengujian tahanan isolasi
- Menghitung hasil pengujian tegangan tembus dengan menggunakan
metode Markov
IV. Batasan Masalah
- Transformator tenaga yang dijadikan objek penelitian adalah
transformator 150/70 kV, yang berada di GI Banaran Kediri
- Input metode DGA adalah data-data hasil pengujian minyak
transformator selama 10 tahun oleh GI Banaran setelah dilakukan uji
kromatograf.
- Input hasil pengujian tahanan isolasi dan pengujian tegangan
tembus dilakukan berkala pada saat pemeliharaan selama 10 tahun.
- Parameter jenis gangguan adalah hasil pengujian DGA,pengujian
tahanan isolasi dan tegangan tembus pada transformator.
- Nilai kualitas transformator dianalisis dengan metode Markov
berdasarkan data hasil tes DGA, pengujian tegangan tembus, dan
tahanan isolasi.
4 Unsur Sistem Tenaga
Listrik :
1. Pembangkit Tenaga Listrik
(PTL)
2. Sistem Transmisi
3. Saluran Distribusi
4. Pemakaian Atas Utilisasi
( Instalasi Pemakaian Tenaga
Listrik )
Transformator mengubah tegangan bolak-balik dari satu harga ke harga yang lainnya.
Teg. Tinggi  Teg. Rendah ( Step Down )
Teg. Rendah  Teg Tinggi ( Step Up )
Bagian-bagian Transformator:
- Bagian Utama :
a.Inti Besi
b.Kumparan Transformator
c.Minyak Transformator
d.Bushing
e.Tangki dan Konsevator
- Bagian Bantu :
a.Sistem Pendingin
b.Peralatan Proteksi
Penampang Transformator Secara Umum
Transformator Tenaga
 Berfungi untuk menyalurkan tenaga / daya listrik dari tegangan tinggi ke
tegangan rendah
atau sebaliknya (menyalurkan tegangan)
 Macam-macam Transformator Tenaga :
a. Transformator generator atau lebih dikenal dengan transformator
penaik tegangan
b. Transformator transmisi digunakan untuk menyalurkan daya pada
sistem transmisi
c. Transformator pengatur (control) digunakan sebagai pengatur
tegangan
Transformator Distribusi
 Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari gardu distribusi ke
konsumen
 Macam-macam Transformator Distribusi pada saluran udara :
a. Conventional Transformer
b. Completely Self Protecting Transformer (CSP)
c. Completely Self Protecting for Secondary Banking
Transformer (CSPB)
Transformator Pengukuran
 Transformator yang khusus dipakai untuk pengukuran dan proteksi yaitu
rele pengaman
 Terdiri atas :
a. Transformator Arus (Current Transformer)
b. Transformator Tegangan (Potential Transformer)
Potensial Transformer
Current Transformer
Transformator Tenaga
Minyak transformator
Minyak transformator adalah minyak
mineral
yang
diperoleh
dengan
pemurnian
minyak
mentah.
Dalam pemakaiannya, karena pengaruh
panas
dari
rugi-rugi
di
dalam
transformator akan timbul hidrokarbon.
Minyak transformator
Fungsi dari minyak transformator adalah
sebagai :
1.Insulator
2.Pendingin
3.Pelindung
Proses terbentuknya gas dalam minyak
transformator
• Proses over heating
• Proses pirolisis
Penyebab utama terbentuknya gas-gas
•Thermal degradation
•Arcing
•Partial discharge
Dissolved Gas Analysis
Metode laboratorium yang digunakan untuk menganalisis gas dalam
minyak transformator dengan mengambil sample minyak dari
transformator, kemudian gas terlarut diekstrasi, dipisahkan,
diidentifikasi, dan ditentukan kwantitasnya.
–
–
–
–
–
–
–
Karbondioksida (CO2)
Karbonmonoksida (CO)
Hidrogen (H2)
Asetilen (C2H2)
Etilen (C2H4)
Metana (CH4)
Etana (C2H6)
Data pengujian minyak transformator ( Januari 2008 )
Jenis gas
Hydrogen ( H2 )
Carbon Monoxide ( CO )
Methane ( CH4 )
Carbon Dioxide ( CO2
)
Ethylene ( C2H4 )
Ethane ( C2H6 )
Acethylene ( C2H2 )
TDCG
Hasil
(ppm)
20.00
5.2
42.7
K
1
1
1
2547.85
1.99
60.2
0.00
130.10
2
1
1
1
1
Data pengujian tahanan isolasi transformator ( 2004 )
Tahanan isolasi
Primery-ground 10mnt
2004
35000
K
1
10mnt
35000
1
10mnt
35000
1
Sekunderground
Primery
sekundery
Data pengujian tegangan tembus ( 2004 )
Teg Tembus
Minyak
Minyak Main
Tank
Minyak OLTC
2004
KV /
33
Cm
KV /
31,2
Cm
K
4
4
Pembagian Kondisi Minyak Transformator
Berdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm)
Jenis Gas Terlarut
Kondisi
1
2
3
4
Hidrogen
100
700
1800
> 1800
Metanaa
120
140
1000
> 1000
Asetilen
35
50
80
> 80
Etilen
50
100
200
> 200
Etana
65
100
150
> 150
Karbonmonoksida
350
570
1400
> 1400
Karbondioksida
2500
4000
10000
> 10000
TDCG
< 720
721-1920
1921-4630
> 4630
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tahanan Isolasi
(berdasarkan standar PLN dalam satuan MΩ)
Kondisi
1
2
3
4
5
21000 <
11000 - 21000
1000 - 11000
< 1000
F
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus
(berdasarkan standar PLN dalam satuan kV/cm)
Kondisi
1
2
3
4
5
74 <
58 - 74
46 - 58
< 46
F
Metode Markov
Metode Markov merupakan suatu proses stokastik
dengan menggunakan pendekatan peluang suatu
kejadian dalam suatu waktu dimana kejadian masa
lalu tidak mempunyai pengaruh pada masa yang akan
datang bila masa sekarang diketahui.
Hasil metode Markov adalah karakteristik dari variabel
acak peluang suatu kejadian.
Dalam tugas akhir ini karakteristik yang dicari adalah :
1. Keandalan
2. Ketersediaan
Metode Markov
Keandalan atau realibility
didefinisikan sebagai peluang
suatu komponen atau sistem
memenuhi fungsi yang dibutuhkan
dalam periode waktu yang
diberikan selama digunakan dalam
kondisi beroperasi. Dengan kata
lain keandalan berarti peluang
tidak terjadi kegagalan
selama masa beroperasi.
Proses Markov
Fungsi Laju Kegagalan
 (t ) 
 dR(t ) 1

dt
R(t )

f (t )
R(t )
Fungsi Keandalan
R (t )

 t

exp     (t ' ) dt '
 0

Proses Markov
• Dalam notasi matriks:
 dp1 (t )
 dt

  p1 (t )
dp 2 (t )
dt
p 2 (t )
dp 3 (t )


dt

 1
p 3 (t )    2,1
 
• atau:
dp(t )
dt

p(t )  A
1, 2
 2

1,3 
 2,3 


Pemodelan Markov untuk Kurva Keandalan
 Kondisi 1 disimbolkan D1
 Kondisi 2 disimbolkan D2
 Kondisi 3 disimbolkan D3
 Kondisi 4 disimbolkan D4
 Kondisi pemfilteran disimbolkan F
λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan
dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b.
 (t )

1
 dR ( t )

dt
R (t )

f (t )
R (t )
Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCG
Data Laju Perubahan Kondisi TDCG
Perubahan Kondisi
λ (kali/bulan)
1-3
0.017241379
1-2
0.010416667
3-F
0.00091
Jenis Gas
PerubahanKondisi Waktu (Hari)
TDCG
1-3
58
Total
58
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-3
Jenis Gas
PerubahanKondisi Waktu (Hari)
TDCG
1-2
Total
58
0.017241379
96
96
Rata-rata
Total/jumlah
96
λ
1-2
0.010416667
λ
3-F
0.00091
Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram
pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar
berikut
Pemodelan untuk TDCG
D1
D2
D3
F
Untuk gas dan kondisi yang lain perhitungan sama
seperti contoh saat perhitungan TDCG
Pemodelan Gas H2
D1
D2
F
Pemodelan Gas CO
D1
D2
D3
F
D3
F
Pemodelan Gas CO2
D1
D2
Pemodelan Gas C2H2
D1
D4
F
Pemodelan Gas C2H6
D1
D3
D4
F
Pemodelan Gas C2H4
D1
D4
F
Pemodelan Gas CH4
D1
D2
D3
D4
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary Ground
D1
D2
D3
D4
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Secondary Ground
D1
D2
D3
F
Pemodelan untuk Tahanan Isolasi, Primary-Secondary
D1
D2
D3
F
Pemodelan untuk Tegangan Tembus
D1
D2
D4
F
Metode Markov
Ketersediaan atau avaibility
didefinisikan sebagai peluang suatu
komponen atau sistem berfungsi
menurut kebutuhan pada waktu
tertentu saat digunakan dalam kondisi
beroperasi. Ketersediaan
diinterpretasikan sebagai peluang
beroperasinya komponen atau sistem
dalam waktu yang ditentukan.
Pemodelan Markov untuk Kurva Ketersediaan
Untuk perhitungan μ(laju perbaikan) sama seperti perhitungan λ, beda
dari μ dan λ adalah μ laju perbaikan sedangkan λ laju perburukan.
Data Laju Perubahan Kondisi TDCG
Perubahan Kondisi
μ (kali/bulan)
Perubahan Kondisi
λ
(kali/bulan)
2-1
0.032258065
1-3
0.017241379
3-1
0.032258065
1-2
0.010416667
F-1
1
3-F
0.00091
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
1-3
Waktu (Hari)
58
Total
58
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-3
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
2-1
58
0.017241379
Waktu (Hari)
31
Total
31
Rata-rata
Total/jumlah
μ
2-1
Jenis Gas
PerubahanKondisi
TDCG
1-2
Total
31
0.032258065
Waktu (Hari)
96
96
Rata-rata
Total/jumlah
λ
1-2
96
0.010416667