BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dijaman globalisasi saat ini, kebutuhan akan energi listrik sangat
dibutuhkan oleh semua kalangan untuk memenuhi segala kegiatannya, mulai dari
pabrik, tempat-tempat umum, perumahan domestik, bahkan penerangan jalan
sekalipun. Hal ini perlu didukung dengan adanya Pembangkit
Tenaga Listrik (PTL) yang memadai untuk bisa mendistribusikan energi listrik
yang diperlukan. Mengingat jarak yang begitu jauh antara PTL dengan setiap
pengguna energi listrik, maka diperlukan alat yang bisa menghasilkan energi
listrik secara optimal dan sesuai kebutuhan sehingga tidak adanya rugi daya
sampai tempat tujuan, untuk mengatasi hal tersebut maka dipasanglah
transformator dalam setiap saluran pendistribusian, maka hal ini menjadi alasan kami membuat karya tulis dengan judul
tersebut dengan melihat betapa pentingnya perawatan terhadap peralatan
peralatan listrik.
Dengan waktu yang sedikit ini akhirnya kami dapat membuat karya tulis
dengan judul transformator, namun dalam penyelesaian karya tulis ini kami
mendapatkan kendala seperti halnya bahan bahan yang kurang memadai, peralatan
listrik yang terbatas dan sulitnya kami mendapatkan informasi lebih detail
tentang transformator, Proses
kerja transformator telah menjadi tinjauan yang penting dalam suatu instalasi
listrik, pemakaian transformator dalam suatu instalasi listrik menjadi hal
pokok yang sangat berpengaruh pada kelangsungan dan kemajuan proses penyaluran
energi listrik, beberapa hal yang nampak mencolok dari hasil penggunaan
transformator adalah beragam jenis perangkat elektronik yang dapat digunakan
pada instalasi listrik dengan tegangan yang cukup tinggi.
Kami berterima kasih kepada dosen pembimbing
yang telah memberi pengarahan mengontrol dalam pembuatan karya tulis ini, kami
berharap semoga karya tulis ini dapat berguna bagi masyarakat dan juga bagi
mahasiswa mahasiwa yang sedang mengerjakan laporan yang berhubungan dengan
judul ini.
1.2 Rumusan Masalah
Masalah yang
dibahas dalam penulisan makalah ini adalah :
1.2.1 Apa itu transformator?
1.2.2 Bagaimana
prinsip kerja dari transformator?
1.2.3 Bagaimana cara
perawatan transformator?
1.2.4 Bagaimana cara
pemeliharaan jaringan distribusi?
1.3 Manfaat
Penulisan
Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada semua
pihak, khususnya kepada mahasiswa untuk menambah pengetahuannya. Manfaat lain
dari penulisan makalah ini adalah semoga
dapat dijadikan acuan didalam praktik kerja.
BAB II
DASAR TEORI
2 Transformator
Transformator
adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik
dari satu atau lebih rangkaian ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu
gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi elektromagnet. Transformator
digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika.
Transformator
satu fasa mempunyai satu sisi masukan dan satu sisi keluaran. Sisi masukan
disebut sisi primer, dan sisi keluaran disebut sisi sekunder.
Sedangkan
transformator tiga fasa mempunyai tiga buah sisi masukan dan tiga buah sisi
keluaran, Transformator tiga fasa dapat dibentuk dari tiga buah transformator
satu fasa ataupun dari bentuk konstruksi transformator tiga fasa satu inti.
Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi tiga
jenis yaitu sebagai berikut :
-
Transformator pembangkit
-
Transformator distribusi
-
Transformator gardu induk/penyaluran
Kerja
transformator yang berdasarkan induksi elektromagnet, menghendaki adanya
gandengan magnet antara rangkaian dan sekunder. Gandengan magnet ini berupa
inti besi tempat melakukan fluks bersama. Secara umum transformator terdapat
dua sisi kumparan, yaitu sisi primer (N1) dan sisi sekunder (N2), seperti
terlihat gambar 2.1 dibawah ini. Dimana jika tegangan pada sisi primer lebih
besar dari sisi sekunder maka disebut transformator penurun tegangan.
Sebaliknya bila tegangan pada sisi sekunder lebih besar dari pada sisi primer,
maka dinamakan transformator penaik tegangan.
Keterangan
gambar 2 yaitu :
N1 = Jumlah
lilitan sisi primer V1=
Tegangan input (volt)
N2 = Jumlah
lilitan sisi sekunder V2=
Tegangan output (volt)
E1=
GGL efektif sisi primer (volt) E2=
GGL efektif sisi sekunder (volt)
φ= Fluksi
magnet
BAB 3
PEMBAHASAN
3.1
Prinsip Kerja Transformator
Transformator
bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Ketika Kumparan primer dihubungkan
dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer
menimbulkan perubahan medan magnet. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh
adanya inti besi. Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang
ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan, sehingga fluks magnet yang
timbulkan akan mengalir ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung
kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi
timbal-balik (mutual inductance). Bila pada rangkaian sekunder ditutup
(rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada kumparan sekunder. Jika
efisiensi sempurna (100%), semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke
lilitan sekunder.
Bagian
utama transformator adalah dua buah kumparan yang keduanya dililitkan pada
sebuah inti besi lunak. Kedua kumparan tersebut memiliki jumlah lilitan yang
berbeda. Kumparan yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC disebut kumparan
primer, sedangkan kumparan yang lain disebut kumparan sekunder.
Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber
tegangan AC (dialiri arus listrik AC), besi lunak akan menjadi elektromagnet.
Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis gaya
elektromagnet selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, garis-garis gaya yang
dilingkupi oleh kumparan sekunder juga berubah-ubah. Perubahan garis gaya itu
menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu menyebabkan pada
kumparan sekunder mengalir arus AC (arus induksi).
Gambar
3.1 Proses kerja transformator
3.2 Komponen
Transformator
Komponen
transformator terdiri dari dua bagian, yaitu peralatan utama dan peralatan
bantu. Peralatan utama
transformator terdiri dari:
a. Kumparan
Transformator
Kumparan
trafo terdiri dari beberapa lilitan kawat tembaga
yang dilapisi dengan bahan isolasi (karton, pertinax, dll) untuk mengisolasi
baik terhadap inti besi maupun kumparan lain. . Untuk trafo dengan daya besar
lilitan dimasukkan dalam minyak trafo sebagai media pendingin. Banyaknya lilitan akan menentukan besar tegangan dan arus yang ada pada
sisi sekunder.Kadang kala transformator memiliki kumparan
tertier. Kumparan tertier diperlukan untuk memperoleh tegangan tertier atau
untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu
dihubungkan delta. Kumparan tertier sering juga untuk dipergunakan
penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan
reactor shunt.
Gambar 3.2 Kumparan
Transformator
b. Inti besi
Inti Besi; dibuat dari
lempengan-lempengan feromagnetik tipis yang berguna untuk mempermudah jalan
fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Inti besi ini
juga diberi isolasi untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan
oleh arus eddy “Eddy Current”.
Gambar
3.3 Inti Besi
c. Minyak Trafo
Minyak Trafo; berfungsi
sebagai media pendingin dan isolasi. Minyak trafo mempunyai sifat media
pemindah panas (disirkulasi) dan mempunyai daya tegangan tembus tinggi. Pada
power transformator, terutama yang berkapasitas besar, kumparan-kumparan dan
inti besi transformator direndam dalam minyak-trafo. Syarat suatu cairan
bisa dijadikan sebagai minyak trafo adalah sebagai berikut:
1.
Ketahanan isolasi harus tinggi ( >10kV/mm )
2.
Berat jenis harus kecil, sehingga
partikel-partikel inert di dalam minyak dapat mengendap dengan cepat
3.
Viskositas yang rendah agar lebih mudah
bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik
4.
Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap
yang dapat membahayakan
5.
Tidak merusak bahan isolasi padat
6.
Sifat kimia yang stabil
Tabel 3.1 Keterangan minyak trafo
d. Bushing
Bushing,sebuah
konduktor (porselin) yang menghubungkan kumparan transformator dengan
jaringan luar. Bushing diselubungi dengan suatu isolator dan berfungsi sebagai
konduktor tersebut dengan tangki transformator. Selain itu juga bushing juga
berfungsi sebagai pengaman hubung singkat antara kawat yang bertegangan dengan
tangki trafo.
e. Tangki dan
Konservator
Tangki dan
Konservator (khusus untuk transformator basah); pada
umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo ditempatkan di
dalam tangki baja. Tangki trafo-trafo distribusi umumnya dilengkapi dengan
sirip-sirip pendingin ( cooling fin ) yang berfungsi memperluas permukaan
dinding tangki, sehingga penyaluran panas minyak pada saat konveksi menjadi
semakin baik dan efektif untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.
Gambar
3.4 Tangki dan Konservator
Adapun. perlatan bantu transformator terdiri dari:
1.
Peralatan Pendingin
2.
Tap Changer
3.
Peralatan Proteksi
4.
Peralatan Pernapasan (Dehydrating Breather)
5.
Indicator
3.3 Perawatan Transformator
Dengan melakukan perawatan secara
berkala dan pemantauan kondisi transformator pada saat beroperasi akan banyak
keuntungan yang didapat, antara lain:
Meningkatkan keandalan dari transformator tersebut.
Memperpanjang masa pakai.
Jika masa pakai lebih panjang, maka
secara otomatis akan dapat menghemat biaya penggantian unit transformator.
Adapun langkah-langkah perawatan dari
transformator, antara lain adalah:
1.
Pemeriksaan berkala kualitas
minyak isolasi.
2.
Pemeriksaan/pengamatan berkala
secara langsung (Visual Inspection)
3.
Pemeriksaan-pemeriksaan
secara teliti (overhauls) yang terjadwal
Komponen-Komponen Utama Transformator
|
On-load tap changer (OLTC)
|
Peralatan proteksi;
|
|
Bushing
|
Valves atau katup-katup
|
|
Insulator / penyekat
|
Relay
|
|
Gasket
|
Alat ukur dan indikator-indikator
|
Pada saat transformator beroperasi ada beberapa
pemeriksaan dan analisa yang harus dilakukan, antara lain:
Pemeriksaan dan analisa minyak isolasi
transformator, meliputi:
1.
Tegangan tembus (breakdown
voltage) Analisa gas terlarut
(dissolved gas analysis, DGA)
2.
Analisa minyak isolasi
secara menyeluruh (sekali setiap 10 tahun)
Pemeriksaan dan analisa kandungan gas terlarut
(Dissolved Gas Analysis, DGA)[1], untuk mencegah terjadinya:(partial) discharges, Kegagalan thermal
(thermal faults), Deteriorasi / pemburukan kertas isolasi/laminasi.
Pemeriksaan dan analisa minyak isolasi secara
menyeluruh, meliputi: power factor (cf. Tan δ), kandungan air (water content),
neutralisation number, interfacial tension, furfural analysis dan kandungan
katalisator negatif (inhibitor content), Pengamatan dan Pemeriksaan
Langsung (Visual inspections) Kondisi fisik transformator secara menyeluruh, Alat-alat ukur, relay, saringan/filter dll,
Pemeriksaan dengan menggunakan sinar infra-merah
(infrared monitoring), setiap 2
tahun.
Karakteristik Akibat Kegagalan Gas
Jenis Kegagalan
Unsur Gas yang timbul
Partial Discharge: Hydrogen ( H2 )
Busur api/ Arching: Asethylene (C2H2 )
Kegagalan Thermal: Carbon Hydrides ( CH41 C2H41 C2H6 )
Kegagalan Kertas: Carbon Monoxide dan dioxide ( CO1 CO2
)
Tindakan yang biasa dilakukan pada saat Pemeriksaan
Teliti (Overhaul)
Perawatan dan pemeriksaan ringan (Minor overhaul),
setiap 3 atau 6 tahun.
1.
on-load tap changers
2.
oil filtering dan vacuum
treatment
3.
relays dan auxiliary
devices.
Perawatan dan pemeriksaan teliti (Major overhaul)
Secara teknis setidaknya 1 kali selama masa pakai.
1.
pembersihan, pengencangan
kembali dan pengeringan.
2.
Analisa kimia
analisa kertas penyekat/laminasi (sekali setiap 10
tahun)
Pengujian listrik (Electrical Test) untuk
peralatan;
1.
power transformer
2.
bushings
3.
Transformator ukur
(measurement transformator)
4.
breaker capacitors
Pengujian listrik (electrical test) dilakukan
setidaknya setiap 6 - 9 tahun. Pengujian yang dilakukan meliputi;
1.
Doble measurements
2.
PD-measurement
3.
Frequency Responce Analysis,
FRA
4.
voltage tests
Penyebab Hubung Singkat didalam Transformator,
antara lain:
1.
Gangguan hubung singkat
antar lilitan karena rusaknya laminasi.
2.
Perubahan kandungan gas H2,
CH4, CO, C2H4 dan C2H2
DAFTAR PUSTAKA
IEC 156 “Methid for the determiniation of electric strenght of
insulating oils” 1963
P.T PLN “Petunjuk operasi dan pemeliharaan untuk transformator tenaga”
Perusahaan umum listrik negara, Jakarta 1981
SPLN 17 “Pedoman pembebanan transformator terendam minyak” Jakarta
1979
Bejo “Tutorial dan Filosofi Kelistrikan Online” Ilmu Listrik Jakarta
2013
Tidak ada komentar:
Posting Komentar