bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Transformator adalah suatu peralatan listrik elektromagnetik statis
yang berfungsi untuk memindahkan dan mengubah daya listrik dari satu
rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya. Transformator merupakan
suatu komponen yang sangat penting peranannya dalam sistem ketenagaan
listrik khususnya pada suatu pembangkit di PLTA Sutami. Dengan
menggunakan transformator, dimana tegangan pembangkitan dinaikan
semaksimal mungkin, maka arus yang mengalir sangat kecil, menyebabkan
rugi-rugi daya yang kecil dan penampang kawat yang digunakan hanya
kecil saja, sehingga biaya yang dikeluarkan jauh lebih ekonomis, demikian
juga dengan pusat pembangkitan yang tidak perlu ditempatkan di beberapa
tempat didekat kota. Dalam hal ini di PLTA Sutami, tegangan yang berasal
dari output generator sebesar 11 kV dinaikan menjadi 154 kV oleh suatu
transformator.
Suatu transformator pada saat beroperasi, dapat mengalami rugi-rugi
daya. Rugi-rugi daya terdiri dari rugi tembaga yang besarnya berubah-ubah
saat terjadi perubahan beban, dan rugi inti yang besarnya tetap walaupun
beban berubah-ubah. Rugi-rugi daya tersebut diubah dalam bentuk panas,
sehingga
dapat
menyebabkan
peningkatan
temperatur
dari
transformator. Semakin besar beban yang diterima oleh transformator,
maka rugi-rugi daya menjadi semakin besar. Hal ini menyebabkan kenaikan
temperatur yang tinggi dan dapat melampaui batas kenaikan temperatur yang
diijinkan, sehingga dapat mengakibatkan kerusakan serta umur dari
transformator menjadi pendek.
B. Tujuan Penulisan
Penelitian pada proyek akhir ini bertujuan sebagai berikut :
1
2
1. Untuk mengetahui tingkat efisiensi transformator dengan pembebanan
yang berubah-ubah, temperatur yang berubah-ubah dan beban lebih.
2. Untuk mengetahui pengaruh perubahan beban terhadap temperatur yang
berakibat pada pengaruh rugi-rugi daya dan efisiensi transformator.
3. Untuk
mengetahui
perbandingan
rugi-rugi
daya
dan
efisiensi
transformator pada saat diberikan pendinginan.
4. Untuk
mengetahui
seberapa
besar
pengaruh
dari
penggunaan
pendingin udara tekan (ONAF) dibandingkan dengan pendingin udara
natural (ONAN).
C. Permasalahan
PLTA Sutami adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Jawa
Timur dengan kapasitas 3 x 35.000 kW. Dalam usaha memenuhi kebutuhan
listrik, PLTA Sutami merupakan penyedia beban puncak pada waktuwaktu tertentu. Untuk mensuplai beban-beban tersebut, digunakan suatu
transformator daya sebesar 11/154 kV. Saat pembebanan transformator
mencapai puncak, terjadi arus yang berlebih menyebabkan panas yang
melampaui batas, sehingga bisa menyebabkan kerusakan pada material yang
digunakan dalam transformator seperti kumparan, kualitas isolasi, dan
penurunan efisiensi. Ketika kenaikan temperatur transformator
melebihi
batas yang diijinkan, maka perlu diberikan sistem pendinginan ONAF.
Untuk mengetahui pengaruh penggunaan sistem pendingin tersebut terhadap
beban lebih, diperlukan analisis dengan menggunakan data pengoperasian GI
Sutami dengan memasukkan data-data
tersebut
untuk
dilakukan
perhitungan/analisis sehingga menghasilkan data perubahan resistansi, arus
dan losses daya terhadap perubahan beban dan temperatur. Sehingga dalam
proyek akhir ini diharapkan menghasilkan keluaran berupa peningkatan
efisiensi transformator menggunakan sistem pendingin ONAF dibanding
dengan pendingin udara natural.
3
D. Pembatasan Masalah
Batasan masalah dalam proyek akhir ini meliputi :
1. Perubahan resistansi yang terjadi pada saat kenaikan temperatur
sebagai akibat dari perubahan beban yang besar.
2. Pengaruh pembebanan terhadap kenaikan temperatur transformator
dan tingkat efisiensi transformator tersebut.
3. Pengaruh
penggunaan
berubah-ubah
pendingin
diakibatkan
transformator
pembebanan
yang
saat
temperatur
berubah-ubah
dan
peningkatan efisiensi transformator tersebut.
E. Metodologi Penulisan
Metode yang digunakan pada proyek akhir ini adalah sebagai
berikut :
1.
Studi literatur
Studi literatur ini dilakukan untuk mencari referensi-referensi teori
penunjang sebagai acuan dalam proyek akhir yang meliputi bidang
teknik tegangan tinggi khususnya mengenai pengaruh pendinginan
ONAN/ONAF pada transformator.
2.
Pengumpulan data
Mengumpulkan data mengenai spesifikasi transformator 154 kV
dan data pengoperasian GI Sutami.
3.
Analisis Data
Menganalisis kinerja transformator berupa perubahan resistansi dan
perubahan beban terhadap perubahan temperatur, rugi-rugi dan data-data
tersebut dimasukkan ke Microsoft excel untuk dilakukan perhitungan
sehingga menghasilkan efisiensi terhadap kondisi normal dibandingkan
dengan saat diberikan pendingin ONAN/ONAF.
4.
Penarikan Kesimpulan
Kesimpulan
mengenai
penggunaan
ONAN/ONAF untuk meningkatkan
efisiensi
beban lebih dapat diketahui dari analisis diatas.
sistem
pendingin
transformator pada
4
F. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan proyek akhir ini dibagi menjadi lima
bab dengan masing-masing bab diuraikan sebagai berikut :
1. BAB I merupakan pendahuluan yang berisi permasalahan dalam sistem,
dampak dalam sistem dan metode penanganan, sasaran, metodologi,
sistematika penulisan dan relevansi.
2. BAB II berisi teori penunjang yang membahas mengenai teori dasar
transformator dan sistem pendingin.
3. BAB III berisi teori mengenai pendingin dan sistem pendingin
transformator, baik transformator pasangan luar maupun pasangan dalam.
Dan juga terdapat persamaan-persamaan
dan
parameter
yang
digunakan dalam menganalisis sistem kerja transformator.
4. BAB IV berisi analisis mengenai kerja transformator, yaitu perubahan
resistansi saat temperatur yang berubah-ubah, perubahan temperatur saat
beban berubah-ubah secara periodik, perhitungan rugi-rugi dan efisiensi
dari transformator saat kondisi normal yang kemudian dibandingkan
dengan saat diberikan pendinginan dengan menentukan debit aliran udara
yang dibutuhkan, besar daya yang dibutuhkan motor kipas untuk
menghasilkan aliran udara yang diinginkan dan perbandingan efisiensi
pada saat pendinginan natural dengan pendinginan udara tekan.
5. BAB V mengenai kesimpulan dan saran setelah dilakukan analisis
penggunaan
pendingin
udara
transformator pada beban lebih.
tekan
untuk
menaikan
efisiensi