Diagnosis Transformator Daya Menggunakan Metode

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
1
Diagnosis Transformator Daya Menggunakan
Metode Indeks Kesehatan Transformator
Akhbar Candra M, Dimas Anton Asfani, dan I.G.N. Satriyadi Hernanda.
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Abstrak— Transformator daya merupakan salah satu
peralatan listrik yang mempunyai peran sentral dan kritis pada
sistem tenaga listrik. Untuk menghindari kegagalan pada
transformator daya, dibutuhkan antisipasi dengan pemantauan
dan pemeliharaan kondisi transformator. Penelitian ini
menyajikan informasi mengenai diagnosis kondisi transformator
berdasarkan Indeks Kesehatan Transformator. Metode Indeks
Kesehatan Transformator memberikan penilaian kondisi
transformator secara komprehensif. Hasil metode ini membagi
penilaian kondisi transformator daya menjadi beberapa kategori,
sesuai dengan prediksi umur operasi transformator dan level
penurunan kondisi komponen transformator. Analisis gas-gas
terlarut, minyak, dan furan (kertas isolasi) dilakukan untuk
mengetahui jenis kegagalan yang terjadi pada transformator.
Hasil analisis tersebut adalah prediksi umur operasi, jenis
kemungkinan
kegagalan,
dan
rekomendasi
tindakan
pemeliharaan transformator mendatang. Untuk aplikasi, metode
ini diterapkan pada data uji transformator yang disediakan oleh
PT.PLN-PUSLITBANG.
Kata
Kunci—Analisis,
Diagnosis,
Transformator, Transformator Daya,
K
Indeks
Kesehatan
I. PENDAHULUAN
erusakan pada transformator daya akan mengakibatkan
sistem penyaluran tenaga listrik terputus dan
menyebabkan kerugian yang
besar. Untuk
mengantisipasi kerusakan diperlukan pemantauan dan
pemeliharaan transformator. Selain itu terdapat permintaan
peningkatan performa teknik transformator dari para pemilik
transformator. Menurut manufaktur usia transformator daya
diperkirakan antara 25-40 tahun, tetapi terkadang terdapat
transformator yang usianya di bawah range usia minimal telah
rusak [1]. Meskipun tingkat kerusakan rendah, tetapi terdapat
bukti bahwa transformator tersebut berada pada atau dekat
dengan masa akhir operasinya.
Kondisi kesehatan transformator dipengaruhi oleh beberapa
faktor diantaranya adalah faktor kimia, elektrik, dan mekanik.
Faktor-faktor ini menyebabkan pengujian transformator yang
berbeda-beda sesuai dengan kondisi dan kebutuhan. Metode
Indeks Kesehatan Transformator menawarkan penilaian
kondisi transformator secara komprehensif. Metode ini
melakukan pendekatan ilmiah secara objektif dan kuantitatif.
Selain itu metode ini juga menggabungkan hasil pengamatan
operasi, inspeksi lapangan, dan pengujian laboratorium.
Data-data kondisi transformator yang digunakan dalam
metode Indeks Kesehatan Transformator adalah gas terlarut,
minyak, dan furan. Gas terlarut adalah gas hidrogen (H2),
metana (CH4), etana (C2H4), etilen (C2H6), asetilen (C2H2),
karbon dioksida (CO2), dan karbon monoksida (CO).
Sedangkan kondisi minyak adalah breakdown voltage,
interfacial tension, acid, dan water content. Lalu furan adalah
merupakan gas 2 furfural (2FAL).
Banyak metode untuk penilaian transformator meliputi
pemantauan suhu minyak atau konduktor, kelembaban,
kualitas minyak, DGA, FRA, Recovery Voltage, Thermal
Imaging,Tap Changer Test, dan Bushing Test [2]-[9]. Namun,
tidak ada metode yang mengetahui kondisi transformator daya
melalui seluruh gabungan data uji yang tersedia.
Permasalahan ini menyebabkan tingkat kesimpulan yang
berbeda, sesuai kebutuhan pengujian, atau penilaian yang tidak
menyeluruh terhadap kondisi kesehatan transformator.
Diagnosis kondisi transformator menggunakan metode Indeks
Kesehatan Transformator adalah mengukur kondisi
transformator berdasarkan berbagai kriteria kondisi yang
terkait dengan faktor-faktor degradasi jangka panjang yang
secara kumulatif berpengaruh pada masa hidup operasi
transformator.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi kesehatan
transformator, gangguan atau kegagalan yang terjadi, serta
mengeluarkan rekomendasi tindakan transformator.
II. INDEKS KESEHATAN TRANSFORMATOR
Indeks Kesehatan Transformator merupakan salah satu
metode penilaian sebuah aset atau peralatan. Indeks Kesehatan
Transformator
merupakan
sebuah
metode
yang
menggabungkan hasil pengamatan operasi, inspeksi lapangan,
serta pengujian lapangan atau laboratorium menjadi sebuah
indeks objektif dan kuantitatif. Hasilnya mengambarkan
kondisi kesehatan keseluruhan dari sebuah aset. Selain itu
Indeks Kesehatan Transformator adalah suatu perangkat untuk
mengelola aset dan identifikator untuk kebutuhan investasi,
seperti memprioritaskan investasi modal dan program
pemeliharaan [1].
Tujuan penilaian Indeks Kesehatan Transformator adalah
mengukur kondisi peralatan berdasarkan berbagai kriteria
kondisi yang terkait dengan faktor-faktor degradasi jangka
panjang yang secara kumulatif mengakibatkan akhir masa usia
operasi aset. Penilaian ini mencakup, identifikasi aset yang
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
2
berada pada atau dekat dengan akhir masa usia operasi dan
aset beresiko gagal tinggi yang membutuhkan pengeluaran
biaya untuk penggantian aset. Hasil Indeks Kesehatan
Transformator berbeda dari hasil uji pemeliharaan atau
diagnosis berbasis kondisi, yang menekankan pada pencarian
kerusakan dan ketidakefisiensian. Dalam literature beberapa
studi [1], pembelajaran metode Indeks Kesehatan
Transformator merujuk kepada standar industri dan penilaian
pakar.
Dalam menghitung nilai Indeks Kesehatan Transformator, nilai
setiap parameter dicari berdasarkan batas standar internasional
yang dipakai dan rumus 1. Setiap nilai parameter yang telah
didapat kemudian dijumlahkan semua untuk mendapat nilai akhir
Indeks Kesehatan Transformator. Adapun parameterparameternya adalah sebagai gas terlarut atau DGA (Dissolved
Gas Analysis), minyak isolasi trafo dan furan (isolasi kertas).
Penilaian gas terlarut merujuk kepada standar IEEE C57.1042008 dan ditunjukkan pada Tabel 1. Penilaian kondisi minyak
isolasi seperti BDV, water content, acid, dan IFT merujuk kepada
standar IEEE C57.106-2006 dan ditunjukkan pada Tabel 2.
Penilaian furan (kertas isolasi) ditunjukkan pada Tabel 3.
Untuk mencari nilai Indeks Kesehatan Transformator setiap
parameter dapat digunakan rumus sebagai berikut [1] :
𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖 𝑥 𝑊𝑖
𝑛
𝑖=1 𝑊𝑖
(1)
Jumlah parameter yang digunakan dalam Indeks Kesehatan
Transformator dinyatakan oleh n. Penilaian skor sebuah
parameter dinyatakan dalam Si. Nilai sebuah Si dapat berupa
1, 2, 3, 4, 5, dan 6. Setiap parameter selain memiliki skor
penilaian (Si), memiliki juga faktor bobot (Wi). Nilai Wi dapat
berupa 1, 2, 3, dan 5 tergantung faktor keberpengaruhannya
dalam suatu parameter. Pemberian skor (Si) dan faktor bobot
(Wi) ini sudah ditentukan dalam metode Indeks Kesehatan
Transformator, sesuai dengan batasan dalam standar
internasional (IEEE). Penilaian setiap parameter akan
menghasilkan sebuah nilai A, B, C, D, E seperti pada Tabel 4.
Sedangkan untuk mencari nilai akhir Indeks Kesehatan
Transformator adalah dengan menggunakan rumus dibawah ini
[1] :
𝑛
𝐽 =1 𝐾𝑗
𝑛
𝑗 =1
𝑥 𝐻𝐼𝐹𝑗
4𝐾𝑗
x 100%
Gas
1
H2
≤ 100
CH4
≤ 75
C2H6
≤ 65
C2H4
≤ 50
C2H2
Tabel 1.
Penilaian Skor DGA [6]
Skor (Si)
2
3
4
5
Bobot
(Wi)
>600
3
>150
3
100 200
75 125
6580
50 80
200 300
125200
80 100
80 100
300500
200400
100120
100150
500700
400600
120150
150200
>700
>200
3
≤3
3-7
7-35
35-50
50-80
>80
5
CO
≤ 350
9001100
40005000
11001400
50007000
1
≤2500
700900
30004000
>1400
CO2
350700
25003000
>7000
1
Tabel 2.
Penilaian Skor Minyak [1]
Tegangan
Skor
Parameter Minyak
(69 – 230 kV )
(Si)
Breakdown Voltage
1
≥52
(kV)
2
47-52
3
35-47
4
≤35
Water Content
1
≤20
(ppm)
2
20-25
3
25-30
4
≥30
Acid
1
≤0.04
(MgKOH/mg)
2
0.04-0.1
3
0.1-0.15
4
≥0.15
Interfacial Tension
1
≥30
(dyne/cm)
2
23-30
3
18-23
4
≤18
2
Bobot
(Wi)
3
4
1
2
Tabel 3.
Penilaian Skor Furan [1]
Gas 2 FAL
Nilai
Kondisi
0 – 100
A
Bagus
100 – 250
B
Normal
250 – 500
C
Waspada
500 – 1000
D
Jelek
> 1000
E
Sangat Jelek
(2)
Perhitungan Indeks Kesehatan Transformator akhir adalah
perkalian antara faktor indeks kesehatan (HIFj) dengan bobot
setiap parameter (Kj) dibagi dengan skor maksimum kondisi,
kemudian dikalikan 100. Dalam menentukan HIFj, nilai hasil
penilaian setiap parameter A, B, C, D, E, akan dikonversi menjadi
angka 4 sampai 0. Nilai A berarti 4, B berarti 3, C berarti 2, D
berarti 2 dan E berarti 0. Rincian nilai HIFj dan Kj untuk setiap
parameter pengujian transformator ditunjukkan pada Tabel 5.
Hasil perhitungan akhir ini akan membagi nilai ke dalam indeks
angka dari 0 sampai dengan 100. Kondisi nilai 0 menunjukkan
6
Nilai
A
B
C
D
E
Tabel 4.
Penilaian Per Parameter [1]
Kondisi
Deskripsi
Bagus
< 1.2
Normal
1.2 ≤ x < 1.5
Waspada
1.5 ≤ x < 2
Jelek
2≤x<3
Sangat Jelek
≥3
transformator dalam degradasi sempurna dan nilai 100
menunjukkan kondisi sehat sempurna. Hal ini ditunjukkan seperti
pada Tabel 6 yang menjelaskan mengenai penilaian akhir
transformator menurut metode Indeks Kesehatan Transformator.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
Tabel 5.
Penilaian Skor Indeks Kesehatan Transformator [1]
Parameter
Rating
No.
Kj
HIFj
Transformator
Kondisi
1
DGA
10
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
2
Minyak
8
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
3
Furan
5
A,B,C,D,E
4,3,2,1,0
Prediksi Umur
Transformator
Kondisi
Deskripsi
70-85
Sangat
Bagus
Bagus
50-70
Cukup
30-50
Jelek
0-30
Sangat
Jelek
Penurunan kondisi dari
komponen terbatas
Penurunan kondisi yang
signifikan dari beberapa
komponen
Penurunan kondisi yang
menyebar atau serius
pada komponenkomponen spesifik
Penurunan kondisi serius
dan menyebar pada
komponen-komponen
spesifik
Penurunan kondisi serius
dan menyebar lebih luas
pada komponenkomponen spesifik
Lebih dari 15
Tahun
Lebih dari 10
Tahun
Sampai 10
Tahun
Kurang dari 3
Tahun
0 Tahun
Tabel 7.
Batasan Parameter Minyak Trafo [11]
Kelas Tegangan
Parameter Minyak
Breakdown Voltage
kV minimum
1 mm gap
2 mm gap
Water Content
ppm maksimum
Acid
MgKOH/mg
maksimum
Interfacial Tension
dyne/cm minimum
Start
Perhitungan Indeks Kesehatan
Analisis Kegagalan dengan Perbandingan Minyak &
Furan, Metoda Key Gas, dan Rasio Doernenburg.
Tabel 6.
Penilaian Akhir [1]
Indeks
Kesehatan
Trafo
85-100
3
≤ 69 kV
69-230 kV
> 230 kV
23
40
28
47
30
50
35
25
20
0.2
0.15
0.10
25
30
32
III. ANALISIS KEGAGALAN DAN REKOMENDASI
Pada tahap ini dirancang beberapa metode untuk
mengidentifikasi kemungkinan kegagalan yang terjadi dan
rekomendasi tindakan yang harus dilakukan terhadap
transformator daya. Untuk analisis kegagalan digunakan
metode perbandingan minyak, Key Gas, dan rasio
Doernenburg. Sedangkan untuk diagnosis rekomendasi
tindakan menggunakan metode TDCG dan perbandingan batas
minimum minyak. Diagram alir desain metode analisis
ditunjukkan pada Gambar 1.
Analisis Rekomendasi Tindakan
TDCG dan Perbandingan Minyak
Hasil Diagnosis Kondisi
Trafo Daya Secara Keseluruhan
End
Gambar. 1. Diagram Alir Analisis Transformator Daya
A. Perbandingan Minyak
Analisis perbandingan minyak adalah membandingkan
nilai– nilai batas maksimum atau minimum dari parameter
minyak dengan nilai data pengujian minyak. Jika nilai-nilai
tersebut berada pada batasnya, maka nilai tersebut
menunjukkan jenis kemungkinan kegagalan. Ada empat jenis
kemungkinan kegagalan yang mungkin terjadi. Kegagalan
tegangan tembus yang diakibatkan nilai BDV dibawah batas
minimumnya. Kedua adalah kelembaban yang diakibatkan
oleh nilai water content yang melebihi batas maksimum. Lalu
korosi pada komponen internal trafo, akibat nilai acid yang
tinggi. Yang terakhir adalah munculnya endapan akibat nilai
IFT yang melewati batas minimum. Nilai-nilai batas parameter
minyak merujuk pada standar IEEE C57.106-2006 yang
ditunjukkan pada Tabel 7.
B. Key Gas
Metode Key Gas digunakan untuk menentukan kegagalan
pada transformator berdasarkan kadar gas terlarut yang paling
dominan di dalam minyak isolasi. Gas yang dominan tersebut
disebut Key Gas. Klasifikasi kondisi transformator
berdasarkan kandungan gas dominan yang ditimbulkan adalah
dekomposisi thermal minyak, dekomposisi thermal kertas
isolasi, partial discharge, dan arcing.
Hasil dekomposisi thermal pada minyak adalah berupa gas
etilen dan metana. Selain itu ditemukan juga gas hidrogen dan
etana dalam jumlah kecil. Gas dominan adalah etilen. Jumlah
karbon dioksida dan karbon monoksida yang meningkat,
merupakan indikator dari dekomposisi thermal pada kertas
isolasi yang berlebihan panas. Gas dominan adalah karbon
monoksida. Partial discharge atau peluahan elektrik energi
rendah akan menghasilkan gas hidrogen dan metana, dengan
sedikit jumlah gas etana dan etilen. Gas dominan adalah
hidrogen. Jumlah gas hidrogen dan asetilen tinggi saat terjadi
arcing, dengan sedikit gas metana dan etilen. Gas karbon
dioksida dan karbon monoksida juga dapat terbentuk jika
terjadi di kertas isolasi. Gas dominan adalah asetilen.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
4
C. Rasio Doernenburg
Metode rasio Doernenburg adalah membandingkan
konsentrasi gas-gas terlarut dengan konsentrasi limit L1.
Metode ini menggunakan rasio R1, R2, R3 dan R4. R1 adalah
perbandingan antara metana dibagi hidrogen. R2 adalah
perbandingan antara asetilen dibagi etilen. R3 adalah
perbandingan antara asetilen dibagi metana. R4 adalah
perbandingan antara etana dibagi asetilen.
Batas konsentrasi L1 merujuk pada standar IEEE C57.1042008 atau terlihat seperti pada Tabel 8. Nilai-nilai rasio
Doernenburg akan menghasilkan diagnosis kegagalan seperti
ditunjukkan pada Tabel 9.
range nilai antara 71.42-80.95. Sedangkan untuk kategori
cukup didapatkan sejumlah 39 unit dengan range nilai antara
51.19-69.04. Trafo yang berada dalam kategori jelek dan
sangat jelek adalah berjumlah masing-masing 30 unit dan 9
D. TDCG (Total Dissolved Combustile Gas)
Metode analisis TDCG digunakan untuk mengawasi
degradasi material isolasi transformator dengan menghitung
jumlah volume gas yang terbentuk [10]. Total volume gas yang
terbentuk digunakan sebagai indikator kegagalan yang terjadi.
Keadaan transformator ditandakan dengan level kondisi dari
transformator yang ditunjukkan pada Tabel 10.
Kondisi 1 menjelaskan bahwa level TDCG pada tingkat ini
mengindikasikan kondisi transformator tidak bermasalah. Jika
nilai salah satu gas diluar dari kondisinya, Tabel 11 dapat
digunakan untuk investigasi tambahan. Kondisi 2 menjelaskan
bahwa level TDCG pada skala ini menandakan terjadinya
dekomposisi ringan dan mengharuskan re-sampling DGA.
Kondisi 3 menjelaskan bahwa level TDCG pada skala ini
menandakan terjadi dekomposisi tingkat tinggi dan
mengharuskan re-sampling DGA. Kondisi 4 menjelaskan
bahwa level TDCG pada tingkat ini menandakan dekomposisi
parah. Jika lanjut beroperasi memungkinkan kegagalan. Resampling DGA diharuskan dengan cepat.
Jika sebelumnya terdapat riwayat pengujian, maka dapat
diketahui bahwa transformator berada dalam kondisi stable
(jumlah gas cenderung tetap atau meningkat dalam jumlah
sedikit) atau unstable (jumlah gas meningkat secara
signifikan). Tabel 11 digunakan ketika terdapat lebih dari satu
hasil data pengujian atau memiliki riwayat pengujian.
unit.
IV. HASIL DIAGNOSIS
Data-data kondisi transformator daya seperti gas terlarut,
minyak isolasi, dan furan berasal dari PT.PLN-PUSLITBANG
(Perusahaan Listrik Negara - Pusat Penelitian dan
Pengembangan Ketenagalistrikan) [12].
Untuk mengetahui kondisi kesehatan sebuah data
transformator daya menurut metode Indeks Kesehatan
Transformator pada penelitian ini digunakan sebuah simulasi
perhitungan menggunakan GUI matlab. Gambar 2
menampilkan tampilan penilaian Indeks Kesehatan
Transformator menggunakan GUI matlab.
Berdasarkan perhitungan Indeks Kesehatan Transformator
pada 275 unit data tranformator daya, didapatkan hasil lima
buah kategori kondisi transfomator daya. Nilai yang didapat
bervariasi antara range nilai terendah adalah 11.9 dan nilai
tertinggi adalah 100. Trafo yang berada dalam kategori sangat
bagus berjumlah 149 unit dengan range nilai antara 85.71–
100. Trafo dalam kategori bagus berjumlah 48 unit dengan
Tabel 8.
Batas Konsentrasi Gas Terlarut [10]
Gas
Konsentrasi L1 (ppm)
Hidrogen
100
Metana
120
Karbon Monoksida
350
Asetilen
1
Etilen
50
Etana
65
Tabel 9.
Tabel Rasio Doernenburg [10]
Diagnosis
R1
R2
1. Dekomposisi Thermal
> 1.0
< 0.75
Tidak
2. Partial Discharge
< 0.1
signifikan
R3
< 0.3
R4
> 0.4
< 0.3
> 0.4
3. Arcing
> 0.3
< 0.4
0.1 - 1.0
> 0.75
Tabel 10.
Klasifikasi Konsentrasi Gas Terlarut [10]
Status
Level TDCG
Kondisi 1
< 720 ppm
Kondisi 2
721-1920 ppm
Kondisi 3
1.921-4.630 ppm
Kondisi 4
> 4.630 ppm
Tabel 11.
Tindakan Berdasarkan TDCG dalam Minyak Isolasi [10]
Rating
Level
TDCG
Interval
Prosedur Operasi
TDCG
(ppm/
Sampling
hari)
< 10
Per 12 bulan
Kontinyu Operasi Normal
10-30
Per 3 bulan
< 720 ppm
> 30
Per 1 bulan
721-1920
ppm
1921-4638
ppm
> 4639
ppm
< 10
Per 4 bulan
10-30
Per 1 bulan
> 30
Per 1 bulan
< 10
Per 1 bulan
10-30
Per 1 minggu
> 30
Per 1 minggu
< 10
Per 1 minggu
10-30
Per hari
> 30
Per hari
Penggunaan trafo perlu
diperhatikan. Pada kondisi
ini perlu dilakukan analisis
individual gas serta
penetapan besarnya
pembebanan.
Penggunaan trafo sangat
perlu diperhatikan. Pada
kondisi ini perlu untuk
melakukan analisis
individual gas. (Pabrik
menyarankan plan outage).
Trafo pada kondisi ini perlu
dipertimbangkan untuk
dilepaskan dari sistem
(Memperhatikan saran dari
pabrik).
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
Jumlah masing-masing transformator setiap kategori
dijelaskan pada Tabel 12, yang pembagian kategorinya
berdasarkan Tabel 6.
Untuk hasil kemungkinan kegagalan yang terjadi ada tujuh
jenis kegagalan dari metode analisis kegagalan. Kegagalan
yang ditemukan oleh metode Key Gas adalah dekomposisi
selulosa, dekomposisi minyak, partial discharge, dan arcing.
Kegagalan yang ditemukan oleh metode perbandingan minyak
adalah tegangan tembus, kelembaban, korosi, endapan, dan
penuaan pada kertas isolasi. Adapun kegagalan yang terjadi
dapat bervariasi dari kombinasi kegagalan di atas pada satu
buah transformator daya.
Dekomposisi selulosa rentan terjadi karena jumlah karbon
monoksida melebihi batas maksimum lebih dari 350 ppm.
Dekomposisi minyak terjadi karena jumlah etilen melebihi
batas maksimum lebih 50 ppm. Partial discharge terjadi
karena jumlah hidrogen melebihi batas maksimum lebih dari
100 ppm. Arcing terjadi karena jumlah asetilen tinggi melebihi
gas-gas lainnya. Tegangan tembus terjadi karena jumlah BDV
melebihi batas minimumnya yakni 28 kV. Kelembaban atau
kandungan air tinggi karena jumlah water content melebihi
batas maksimum lebih dari 25 ppm. Korosi terjadi karena nilai
acid melebihi batas maksimum 0.15 mgKOH/mg. Endapan
muncul karena jumlah IFT melebihi batas minimum yaitu 30
dyne/cm. Penuaan kertas isolasi dapat dideteksi dari jumlah
gas 2 furfural. Semakin besar jumlah gas 2 furfural maka
semakin buruk kualitas kertas isolasi tersebut. Tabel 13
menjelaskan mengenai jenis-jenis kemungkinan kegagalan
yang terjadi pada transformator daya di pulau Sumatera.
Berdasarkan kemungkinan kegagalan yang terjadi, maka
menghasilkan tiga jenis tindakan yang sebaiknya dilakukan
kepada transformator. Hasil ini didapatkan dari analisis
TDCG. Ketiga jenis rekomendasi tindakan transformator
tersebut adalah lanjut beroperasi normal, lanjut beroperasi
dengan catatan, dan re-sampling pengujian, untuk memastikan
kegagalan fungsi yang terjadi. Sedangkan untuk saran
pengujian trafo selanjutnya didapatkan dalam interval 3 bulan
dan 12 bulan [10].
5
Ada dua macam saran perlakuan minyak transformator,
yakni rekondisi dan reklamasi. Saran perlakuan minyak trafo
didapatkan dari analisis perbandingan batas minyak minimum.
Jika nilai BDV atau dan water content buruk maka tindakan
yang harus dilakukan adalah rekondisi atau filter. Sedangkan
jika nilai acid atau dan IFT buruk maka tindakan yang harus
dilakukan adalah reklamasi. Buruk disini berarti telah
melewati batas yang ditetapkan [11].
Tabel 12.
Hasil Penilaian Indeks Kesehatan Transformator
Kategori
Jumlah
Sangat Bagus
149
Bagus
48
Cukup
39
Jelek
30
Sangat Jelek
9
Total
275
Tabel 13.
Jenis Kemungkinan Kegagalan Pada Trafo
No
Jenis Kemungkinan Kegagalan
Jumlah
1
2
3
4
5
Arcing
Dekomposisi Minyak
Dekomposisi Selulosa
Dekomposisi Selulosa & Endapan
Dekomposisi Selulosa, Endapan & Korosi
Dekomposisi Selulosa, Endapan & Tegangan
Tembus
Dekomposisi Selulosa, Endapan, Korosi, &
Kerusakan Kertas Tinggi
Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan &
Penuaan Kertas Tidak Normal
Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan, &
Korosi
Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Endapan
Dekomposisi Selulosa, Lembab, & Tegangan
Tembus
Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan &
Kerusakan Kertas Tinggi
Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan,
Korosi & Tegangan Tembus
Dekomposisi Selulosa, Lembab, Endapan,
Korosi, & Akhir Umur Kertas
Dekomposisi Thermal
Endapan
Endapan & Korosi
Lembab
Lembab & Endapan
Lembab, Endapan & Kerusakan Kertas Tinggi
Lembab, Endapan, & Korosi
Partial Discharge
Penuaan Kertas Tidak Normal, Endapan &
Lembab
Total
1
3
5
23
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Gambar. 2. Simulasi Penilaian Indeks Kesehatan Transformator
1
1
2
9
3
1
3
1
1
1
47
5
2
2
1
4
3
1
125
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6
6
Jika kita menghitung jumlah kegagalan dibagi dengan
jumlah transformator daya dalam setiap nilai kategori Indeks
Kesehatan Transformator dan dikalikan seratus, maka kita
akan mendapatkan probabilitas populasi kegagalan yang
terjadi dalam persen. Dengan teknik analisis korelasi
didapatkan nilai koefisien korelasi r adalah -0,63. Nilai r
(negatif) ini menyatakan hubungan antara probabilitas populasi
kegagalan dengan nilai Indeks Kesehatan Transformator
dengan hubungan yang berbanding terbalik. Semakin kecil
nilai Indeks Kesehatan Transformator maka semakin besar
jumlah probabilitas populasi kegagalan yang terjadi.
Hubungan ini seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
(%)
Gambar 3. Nilai Indeks Kesehatan Trafo vs Probabilitas Populasi
Kegagalan(%)
V. KESIMPULAN
Indeks Kesehatan Transformator membagi kondisi
transformator daya menjadi lima buah kategori. Kategori ini
adalah sangat bagus, bagus, cukup, jelek, dan sangat jelek.
Jumlah transformator dalam kondisi sehat yakni trafo yang
berada pada kategori sangat bagus dan bagus adalah 72 %.
Untuk transformator yang berada dalam kondisi tidak sehat
yakni dalam kategori jelek dan sangat jelek adalah 14 %.
Sedangkan transformator yang berkondisi waspada atau
berkategori cukup adalah 14 %. Maka dapat kita simpulkan
rata-rata transformator daya berada pada kondisi sehat.
Terdapat beberapa jenis kemungkinan kegagalan, yaitu
dekomposisi selulosa, dekomposisi minyak, partial discharge,
arcing, tegangan tembus, kelembaban, korosi, endapan, dan
penuaan pada kertas isolasi. Kegagalan yang terjadi dapat
bervariasi dari kombinasi kegagalan yang terjadi. Didapatkan
tiga jenis rekomendasi tindakan transformator yaitu lanjut
beroperasi normal, lanjut beroperasi dengan catatan, dan resampling pengujian.
Hubungan antara probabilitas populasi kegagalan dengan
nilai Indeks Kesehatan Transformator cukup kuat, karena
menurut perhitungan analisis korelasi nilai koefisien korelasi r
adalah - 0,63. Semakin kecil nilai Indeks Kesehatan
Transformator maka semakin besar jumlah probabilitas
populasi kegagalan.
Metode Indeks Kesehatan Transformator memiliki
kekurangan yaitu tidak mengetahui jenis kegagalan yang
terjadi, tetapi memberikan diagnosis kondisi kesehatan trafo
secara umum. Oleh karena itu dibutuhkan analisis tambahan
untuk mengetahui jenis kemungkinan kegagalan yang terjadi
pada trafo daya.
DAFTAR PUSTAKA
[1]. A. Jahromi, R. Piercy, S. Cress, J. Service, and W. Fan, "An approach to
power transformer asset management using health index," Electrical
Insulation Journal & Magazine, IEEE, vol. 25, pp. 20-34, 2009.
[2] ABB Service Handbook for Transformers, 2nd ed., Zurich,
Switzerland: ABB Management Service, Ltd., 2007.
[3]. M. Wang and K. D. Srivastava, “Review of condition assessment of
power transformers in service,” IEEE Electr. Insul. Mag., vol. 18, no.
6, pp. 12–25 Nov./Dec. 2002.
[4]. T. K. Saha, “Review of modern diagnostic techniques for assessing
insulation condition in aged transformers,” IEEE Trans. Dielectr.
Electr. Insul., vol. 10, no. 5, pp. 903–917, Oct. 2003.
[5]. T. Hjartarson and S. Otal, “Predicting future asset condition based on
current health index and maintenance level,” presented at 11th IEEE
Conf. Transmission & Distribution Construction, Operation and LiveLine Maintenance, Albuquerque, NM, Oct. 2006.
[6]. A. Naderian, S. Cress, and R. Peircy, “An approach to determine the
health index of power transformers,” inProc. IEEE Int.Symp.
Electrical Insulation, Jun. 2008, Vancouver, Canada, pp. 192–196.
[7]. CIGRE Working Group 05, “An international survey of failures in large
power transformers in service,” Electra, no. 88, pp. 21–48, May
1983.
[8]. I. Höhlein, A. J. Kachler, S. Tenbohlen, and T. Leibfried, “Transformer
life management German experience with condition assessment,”
Contribution for CIGRE SC12/A2, Jun. 2003.
[9]. K. T. Muthanna,A. Sarkar, K. Das, andK. Waldner, “Transformer
insulation life assessment,” IEEE Trans. Power Del., vol.21, no. 1,
pp. 150–156, Jan. 2006.
[10]. Transformer Committee of the IEEE Power & Energy Engineering
Society. 2008. IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated
in Oil-Immersed Transformers. IEEE Standard C57.104-2008.
[11]. IEEE Guide for Acceptance and Maintenance of Insulating Oil in
Equipment. IEEE Standard 4231509 - C57.106-2006.
[12]. P.T. PLN – PUSLITBANG (Perusahaan Listrik Negara- Pusat Penelitian
dan Pengembangan Ketenagalistrikkan). Indonesia. 2013.