1 Makalah Seminar Kerja Praktek ANALISIS KINERJA LIMA BUAH

Makalah Seminar Kerja Praktek
ANALISIS KINERJA LIMA BUAH TRAFO MTX 11 kV/150 kV PADA BEBAN PENUH, PLTA
LARONA DAN BALAMBANO
DEPT. UTILITIES, PT. INCO SOROWAKO
Nella Yunita (L2F006067)
Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro
ABSTRAK
Transformator tenaga atau trafo tenaga merupakan salah satu peralatan utama pada pembangkit. Kegunaan
dari trafo tenaga ini selain untuk menaikkan tegangan hingga sama dengan tegangan transmisi, juga bisa
digunakan untuk menurunkan tegangan untuk menyuplai tegangan peralatan-peralatan yang ada di pembangkit itu
sendiri.
Didalam transformator terdapat pengaturan tapping yaitu untuk mengatur perubahan tegangan yang
diinginkan dari trafo dan juga pembagian beban diantara trafo yang beroperasi secara paralel.
Maka dari itu kita perlu mengetahui analisis kinerja dari trafo pada beban penuh dengan adanya pengaturan
tapping tersebut sehingga kita dapat mengetahui apakah trafo tersebut dapat bekerja dengan beban yang
diinginkan.
Kata kunci : trafo, tapping, kerja paralel
pembangkit tenaga listrik sendiri bahkan
memberikan sebagian energi listrik kepada PLN.
Usaha yang telah dijalani ini tentunya
jangan berhenti sampai disini. Karena berhenti
melakukan improvement artinya menunggu
kompetitor
mendahului
atau
bahkan
membiarkan sistem yang sudah ada menjadi
buruk. Perlu dilakukan evaluasi dan perbaikan
terus menerus terhadap sistem yang sudah ada
agar perusahaan tetap leading dalam hal ini.
Departemen Utilities merupakan salah
satu departemen yang bertanggung jawab dalam
hal penyediaan listrik. Dalam departemen ini
terbagi atas dua bagian yaitu Termal dan Hydro
untuk menunjang proses produksi di Plant Site.
Pada Dept.Hydro, PT. INCO memiliki 2 buah
PLTA yaitu PLTA Larona dan PLTA
Balambano.
Pada PLTA Larona dan Balambano
terdapat 5 buah trafo MTX, yaitu 3 buah trafo
pada PLTA Larona dan 2 buah trafo pada PLTA
Balambano. Trafo MTX (trafo daya) ini
digunakan sebagai penaik tegangan. Dalam hal
ini kinerja trafo sangat penting agar dapat
menampung kapasitas daya yang diinginkan.
Dalam laporan kerja praktek ini analisis
perhitungan daya kapasitas trafo MTX pada
bulan September yang akan dibahas.
1. Pendahuluan
Pada bab ini pendahuluan berisi ; latar
belakang, tujuan, dan batasan masalah dari
laporan kerja praktek ini.
1.1 Latar blakang
Ilmu teknologi semakin banyak
dibutuhkan pada era globalisasi, maka perlu
adanya pengembangan ilmu pengetahuan
khususnya dibidang listrik.
Energi listrik saat ini telah menjadi hal
yang sangat penting bagi semua wilayah
kehidupan. Terlebih lagi bagi dunia industri
yang mustahil dapat berjalan tanpa adanya
listrik. Karena semua proses dan peralatan
produksi yang ada membutuhkan energi listrik
untuk operasinya. Oleh karena itu penyediaan
sistem tenaga listrik menjadi aspek penting
dalam strategi menjadikan suatu peruasahaan
atau industri lebih kompetitif.
PT.
INCO
sebagai
perusahaan
pertambangan besar di Indonesia bahkan di
dunia telah menyadari hal tersebut dan bergerak
kesana. Dengan ketergantungan pada perusahaan
lain (khususnya PLN) akan menjadikan
perusahaan harus mengeluarkan operating cost
yang lebih besar untuk penyediaan listrik, selai
itu jaminan akan keberlangsungan pasokan
listrik menjadi berkurang. Maka dari itu, PT.
INCO telah bergerak ke arah kemandirian
penyediaan listrik dengan memiliki unit-unit
1
F   H  dl  N  I . Dimana fluks
1.2 Tujuan
Tujuan dari kegiatan kerja praktek ini
adalah :
1.
Mengetahui proses pembangkitan
energi listrik di PT. INCO
2.
Memahami prinsip kerja trafo
secara umum.
3.
Memahami analisis kinerja 5 buah
trafo MTX.


yang dihasilkan sebanding dengan besar
arus dan jumlah belitan.
Fluks magnet yang dihasilkan akan
membentuk sirkuit magnet di inti besi.
Fluks magnet yang mengalir di sirkuit
magnetic akan menginduksi GGL di
belitan sekunder berdasarkan Hukum
Faraday
1.3 Batasan masalah
Pada laporan kerja praktek ini, hanya
membahas
secara
umum
sistem
ketenagalistrikan PT. INCO, dan analisis kerja
trafo MTX pada PLTA Balambano dan Larona.
  N
d .
dt
GGL
yang
dihasilkan sebanding dengan besarnya
perubahan fluks dan banyaknya lilitan.
GGL yang terbentuk karena induksi
elektomagnetik menyebabkan timbulnya
arus belitan sekunder (jika kondisi
rangkaian tertutup). Prinsip inilah yang
yang digunakan untuk memanfaatkan
trafo sebagai trafo step up/ step down.
Yaitu
kita
tinggal
mengatur
perbandingan
belitan
untuk
mendapatkan tegangan keluaran (output)
dengan persamaan v1  N1 .
v2 N 2
2. Gambaran Umum
Dalam bab ini dibahas pengertian
transformator, prinsip kerjanya, dan rugi-rugi
pada trafo.
2.1 Tansformator
Transformator tenaga disebut juga trafo
tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang
berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya
listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah
atau sebaliknya.
2.3 Rugi-rugi Trafo
Trafo termasuk alat yang memiliki
efisiensi sangat tinggi, bahkan bias mencapai
nilai 99 %. Namun demikian masih ada rugi
yang terjadi yang disebabkan karena adanya:
2.2 Prinsip Kerja Transformator
1. Rugi-Rugi Tembaga
Adalah rugi-rugi yang masih terjadi pada
belitan memiliki konduktivitas yang baik.
2. Rugi-Rugi Inti
Adalah rugi-rugi yang terjadi di inti besi
yang disebsbkan oleh adanya arus eddie,
rugi-rugi histeris, dan fluks bocor.
Ganbar 3.10 Essentials Of a Transformer
Prinsip Kerja Transformator :


3. Analisis Kinerja 5 buah Trafo MTX
Dalam bab ini dibahas hasil Analisis kinerja
Trafo MTX, yaitu perhitungan batas kapasitas
trafo yang bekreja pada beban penuh, dimana
datanya diambil pada bulan Septemper selama
tiga minggu.
Tegangan AC diberikan di belitan
Primer, sehingga mengalirlah arus AC
di belitan primer.
Arus yang mengalir menyebabkan
timbulnya fluks magnetic (mmf/
magnetic motive force) di belitan
primer. Berdasarkan Hukum Maxwell
2
S V I*
3.1 Spesifikasi Trafo MTX
1) A/S NATIONAL INDUSTRI NORWAY
3
PHASE
TAP-CHANGING
TRANSFORMER
 Type : TKTOK-0. Serial
Number
: T-69749. Year 1977
Class
: OA.
 Freq
: 50 Hz.
 Rated Output : 70.000/78.000 KVA.
Wdg. Temp. Rise : 55/650C.
 Rated HV
: 150 KV
No. of Taps above rated HV : 3.
 Rated LV
: 11 KV.
No. of Taps blow rated HV
: 1.
 HV. Wdg.
: 650 BIL.
HV. Neutral Bushing
: 750 BIL.
 Present Impedance on 150 KV &
70000KVA Base :7.14.
 Core & Coil
:
60000
kg.
Untaking Weight: 60800 kg.
 Tank & Fitting : 18900 kg.
Oil
: 28600 kg.
 Total Weight : 108300 kg.
 Type of Oil
: ESSO UNIVOLT 62.
P  S  cos 
Q  S  sin 
S  P  jQ
S  P 2  Q 2 
  tan 1  Q P 


S  Daya Kompleks (VA)
P  Daya Real (watt)
Q  Daya
Kompleks (VAR)
cos   Faktor Daya
3.3 Impedansi dan Kapasitansi Trafo
Untuk perhitungan, nilai impedansi yang
tercantum tidak langsung biasa digunakan
karena dituliskan dalam nilai per unit yang
basisnya mungkin berbeda. Dengan demikian
kita perlu mengubahnya ke basis yang kita pilih
atau ke nilai ohm-nya. Berikut adalah
perhitungan untuk mengetahui impedansi dalam
nilai ohm-nya.
Tabel 4.1 Trafo MTX pada Larona
2


kVbase
ohm
Z  % p.u  

 NameplateM VA 
3.4 Pembagian Beban di Trafo yang
Beroperasi Paralel
Beban pada trafo ditentukan oleh
besarnya arus yang mengalir pada trafo tersebut.
Dengan demikian pembagian beban di trafo
adalah berdasarkan prinsip pembagian arus.
Dimana, untuk trafo yang beroperasi secara
paralel pada tegangan yang sama bebannya
dihitung berdasarkan arus yang mengalir dengan
persamaan,
Tabel 4.2 Trafo MTX pada Balambano
3.2 Trafo Tiga Fasa
Trafo tiga fasa beroperasi dengan tiga
belitan yang terhubung dengan konfigurasi 
maupun delta.
I trafo 
I total
Z tarfo  Ytotal
Sedangkan untuk trafo yang beroperasi
secara paralel namun memiliki perbandingan
tegangan yang berbeda persamaan pembagi
arusnya menjadi (Hollander, Electric Power
Calculation Handbook, 2001),
Perhitungan tegangan, arus, dan daya
(kompleks, real, dan reaktif) pada trafo tiga fasa
juga mengikuti kaidah perhitungan system 3 fasa
dimana, perhitungan dayanya;
3
I trafo 


I total  V1 Ytotal atrafo   Ytotal atotal 
Impedansi Trafo MT11, 7,14% (70
MVA):
Z trafo  Ytotal
 112
Z11  0,0714  
 70
Y11   j8,104
Dimana,
a
V1
V2
o Menghitung arus total dalam 3 fasa
Ytotal Y1 Y2
 
 ...
atotal a1 a 2
V1 
(per line):
KVA
I total 
3  LV
V2  Ytotal   I total
Ytotal atotal 
VA  225000
pf  0,85
3.5 Pengaturan Tapping
I total 
Selain untuk mengatur pengubahan
tegangan yang diinginkan dari trafo, pengaturan
tapping juga berfungsi untuk pembagian beban
diantara trafo yang beroperasi secara paralel. Hal
ini terjadi karena munculnya arus sirkulasi
apabila kita melakukan setting tegangan yang
berbeda diantara trafo.
Penentuan pengaturan tapping yang
tepat sehingga beban terbagi merata di antara
trafo dilakukan secara manual dan otomatis.
191250  j118526
3  11
 10038  j 6221
o Menghitung pembagian beban oleh trafo
Persamaan menghitung arus yang
mengalir di trafo berdasarkan prinsip
pembagi arus :
I trafo 
3.6 Analisis Perhitungan Trafo MTX


I total  V1 Ytotal atrafo   Ytotal atotal 
Z trafo  Ytotal
Dimana,
Daya yang dibangkitkan (Data adalah daya yang
dibangkitkan bulan September 2008) :
a
V1
V2
Ytotal
Y
Y
 1  2  ...
a total
a1 a 2
Tabel 4.4 Daya rata-rata yang dibangkitkan oleh
Hydro.
V1 
1.

  j 0,1234

V2  Ytotal   I total
Ytotal atotal 
Sehingga persamaan pembagi arus (beban)
menjadi,
I total
I trafo 
Z tarfo  Ytotal
Trafo MTX pada PLTA Larona
o Perhitungan Impedansi
Menghitung Impedansi di nameplate trafo
diketahui dalam nilai per unit dan basis
yang berbeda-beda. Oleh karena itu, agar
selanjutnya dapat dilakukan perhitungan
maka parameter impedansi tersebut
diubah dahulu ke nilai ohm (terhadap LV;
11000 volt):
Maka beban di trafo MT11,
I 11 
I total
 3347  j 2074
Z 11  Ytotal
S11  3  11  I 11  63768  j 39515
S11  75019 KVA
2


kVbase
ohm
Z  % p.u  

 NameplateM VA 
4
3.7 Hasil Perhitungan Analisis
Tabel 4.5 Hasil Perhitungan analisis trafo pada
beban penuh.
4.
5.
6.
7.
Dari table diatas dapat disimpulkan bahwa:
Pada Trafo MTX Larona masih dalam
kondisi yang OK(baik), tidak terjadi overload
atau trip, karena beban yang dihasilkan
generator beroperasi pada beban penuh/max
hanya 178,67 MW atau 210,2 MVA, sedangkan
kapasitas beban pada trafo (Tap pos. 3) yaitu
224,7 MVA. Jadi, daya beban yang ditanggung
oleh trafo masih dapat ditanggung. Apabila
beban penuh (pada trafo) ingin dicapai maka
daya beban generator masih dapat dinaikkan lagi
yaitu sebesar 6,45% untuk mencapai kapasitas
100%.
sebagaimana
yang
diminta
dalam
Instruction and Operation Manual Book.
Perhitungan Impedansi pada trafo dapat
dilihat pada nameplatenya.
Pengaturan Tapping diperlukan agar baban
terbagi merata.
Konfigurasi tapping pada trafo MTX
Larona yaitu pada Tap. 3, dan konfigirasi
tapping trafo MTX Balambano pada Tap. 1.
Dari hasil analisa perhitungan kapasitas
beban pada trafo MTX Larona yang
diperole sekarang yaitu 224,7 MVA,
sedangkan daya beban yaitu 194,8 MVA.
Dan kapasitas beban trafo MTX Balambano
adalah 166,15 MVA dan daya bebannya
yaitu 139,5 MVA.
4.2 Saran
1. Agar trafo dapat beroperasi dengan baik
serta awet dalam penggunaanya maka perlu
dilakukan perawatan yang terencana dan
benar sebagaimana mestinya.
2. Tidak diperlukan adanya pergantian trafo
karena kelima trafo MTX masih dapat
beroperasi dengan baik.
4. Penutup
Penutup
disini
membahas
hasil
kesimpulan dan saran kerja praktek yang
dilaksanakan.
DAFTAR PUSTAKA
(1) Manual Book (Section 2) ABB System :
Generator and Transformer, PT. INCO.
(2) Manual Book (Section 1) ABB System :
Generator and Transformer, PT. INCO.
(3) PT.
INCO
:
TRANSFORMER,
Balambano.
(4) Profile : PTI. Intranet.
(5) Hollander : Electric Power Calculation
Handbook, 2001.
(6) PLN, Mekanik 1 Listrik : Transformator,
PLN Pusat Pendidikan dan Latihan, 1992.
(7) Modul-Modul Sistem Tenaga Listrik :
Univarsitas Diponegoro.
4.1 Kesimpulan
Dari pembahasan-pembahasan pada
bab-bab terdahulu dapat diambil beberapa
kesimpulan sebagai berikut
1. Sistem tenaga listrik adalah salah satu
mekanisme untuk memenuhi kebutuhan
energi manusia yang sangat penting. Sistem
tenaga listrik terdiri dari tiga bagian utama
yaitu system pembangkit, system transmisi,
dan system distribusi.
2. PLTA Larona dan Balambano dibuat
khusus untuk supplay ke plant site, agar
proses pengolahan biji nickel dapat berjalan
dengan baik.
3. Trafo
adalah
instrument
dalam
ketenagalistrikan yang memiliki reliabilitas
sangat baik. Kunci dari reliabilitas trafo
adalah dilakukan perawatan yang terencana
dengan baik dan dilakukan dengan benar
5
Nella Yunita.
Dilahirkan di
Sorowako 12
Januari 1988,
menempuh
pendidikan di
TK YPS Lawewu, kemudian
dilanjutkan di SD YPS Lawewu.
Dan melanjutkan pendidikan di
SMP YPS Singkole. Lulus pada
tahun 2003, lalu dilanjutkan di
SMA YPS Sorowako. Saat ini
sedang menempuh pendidikan
Strata-1 di Universitas Diponegoro
Konsentrasi Ketenagaan.
Semarang, Agustus 2009
Mengetahui
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Hermawan, DEA
NIP. 196002231986021001
6