lailiyana farida 2205 100 091 - its institutional...
TRANSCRIPT
ANALISIS KUALITAS TRANSFORMATOR DAYA 150 kV/70 kV DI GI BANARAN BERDASARKAN HASIL PENGUJIAN ISOLASI MINYAK MENGGUNAKAN
METODE STOKASTIK
Lailiyana Farida2205 100 091
Pembimbing
:IGN Satriyadi H,ST,MTDr.
I Made Yulistya Negara,ST,M.Sc
OutlineOutline
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
Transmisi3. Saluran
Distribusi
4. Pemakaian
Atas
Utilisasi( Instalasi
Pemakaian
Tenaga
Listrik
)
4 Unsur
Sistem
Tenaga Listrik
:
1. Pembangkit
Tenaga
Listrik (PTL)
2. Sistem
Transmisi3. Saluran
Distribusi
4. Pemakaian
Atas
Utilisasi( Instalasi
Pemakaian
Tenaga
Listrik
)
Penampang
Transformator
Secara
Umum
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
Besib.Kumparan
Transformatorc.Minyak
Transformatord.Bushinge.Tangki
dan
Konsevator
-
Bagian
Bantu :a.Sistem
Pendingin
b.Peralatan
Proteksi
Transformator
Tenaga
Berfungi
untuk
menyalurkan
tenaga
/ daya
listrik
dari tegangan
tinggi
ke
tegangan
rendahatau
sebaliknya
(menyalurkan
tegangan)Macam-macam
Transformator
Tenaga
:a. Transformator
generator atau
lebih
dikenal
dengan
transformator
penaik
teganganb. Transformator
transmisi
digunakan
untuk
menyalurkan
daya
pada
sistem
transmisic. Transformator
pengatur
(control) digunakan
sebagai
pengatur
tegangan
Transformator
Distribusi
Penting dalam penyaluran tenaga listrik dari
gardu
distribusi
ke
konsumenMacam-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
TransformerPotensial
Transformer Current TransformerCurrent Transformer
Transformator
TenagaTransformator
Tenaga
Minyak transformator adalah minyak Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan mineral yang diperoleh dengan pemurnian minyak mentah. pemurnian minyak mentah. DalamDalam pemakaiannyapemakaiannya, , karenakarena pengaruhpengaruh panaspanas daridari rugirugi--rugirugi didi dalamdalam transformatortransformator akanakan timbultimbul hidrokarbonhidrokarbon..
Minyak transformator
MMinyak transformatorinyak transformator
Fungsi dari minyak transformator adalah Fungsi dari minyak transformator adalah sebagai :sebagai : 11..InsulatorInsulator
2.2.PendinginPendingin3.3.PelindungPelindung
Proses terbentuknya gas dalam minyak Proses terbentuknya gas dalam minyak transformatortransformator•• ProsesProses over heatingover heating•• Proses pirolisisProses pirolisis
Penyebab utama terbentuknya gas-gas
•Thermal degradation•Arcing•Partial discharge
Dissolved Gas AnalysisDissolved Gas Analysis
MetodeMetode laboratoriumlaboratorium yangyang digunakandigunakan untukuntuk menganalisismenganalisis gas gas dalamdalam minyakminyak transformatortransformator dengandengan mengambilmengambil samplesample minyakminyak dari dari transformatortransformator, , kemudiankemudian gas gas terlarutterlarut diekstrasidiekstrasi, , dipisahkandipisahkan, , diidentifikasidiidentifikasi, dan , dan ditentukanditentukan kwantitasnyakwantitasnya..
–– KarbondioksidaKarbondioksida (CO2)(CO2)–– KarbonmonoksidaKarbonmonoksida (CO)(CO)–– HidrogenHidrogen (H2)(H2)–– AsetilenAsetilen (C2H2)(C2H2)–– EtilenEtilen (C2H4)(C2H4)–– MetanaMetana (CH4)(CH4)–– EtanaEtana (C2H6)(C2H6)
Data pengujian
minyak
transformator
( Januari
2008 )
JenisJenis gasgasHasilHasil
((ppmppm)) KKHydrogen ( H2 )Hydrogen ( H2 ) 20.0020.00 11
Carbon Monoxide ( CO )Carbon Monoxide ( CO ) 5.25.2 11Methane ( CH4 )Methane ( CH4 ) 42.742.7 11
Carbon Dioxide ( CO2 Carbon Dioxide ( CO2 )) 2547.852547.85 22
Ethylene ( C2H4 )Ethylene ( C2H4 ) 1.991.99 11Ethane ( C2H6 )Ethane ( C2H6 ) 60.260.2 11
AcethyleneAcethylene ( C2H2 )( C2H2 ) 0.000.00 11TDCGTDCG 130.10130.10 11
Data pengujian
tahanan
isolasi
transformator
( 2004 )
TahananTahanan isolasiisolasi 20042004 KKPrimeryPrimery--groundground 10mnt10mnt 3500035000 11
SekunderSekunder-- groundground 10mnt10mnt 3500035000 11PrimeryPrimery
sekunderysekundery 10mnt10mnt 3500035000 11
Data pengujian
tegangan
tembus
( 2004 )
TegTeg TembusTembus MinyakMinyak 20042004 KK
MinyakMinyak Main Main TankTank
KV / KV / CmCm 3333 44
MinyakMinyak OLTCOLTC KV / KV / CmCm 31,231,2 44
Pembagian Kondisi Minyak TransformatorBerdasar Kandungan Gas Terlarut (dalam ppm)
Jenis Gas TerlarutKondisi
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)
Kondisi1 2 3 4 5
21000 < 11000 - 21000 1000 - 11000 < 1000 F
Pembagian Kondisi Hasil Pengujian Tegangan Tembus(berdasarkan standar PLN dalam satuan kV/cm)
Kondisi1 2 3 4 5
74 < 58 - 74 46 - 58 < 46 F
MetodeMetode MarkovMarkovMetodeMetode Markov Markov merupakanmerupakan suatusuatu prosesproses stokastikstokastik dengandengan menggunakanmenggunakan pendekatanpendekatan peluangpeluang suatusuatu kejadiankejadian dalamdalam suatusuatu waktuwaktu dimanadimana kejadiankejadian masamasa lalulalu tidaktidak mempunyaimempunyai pengaruhpengaruh padapada masamasa yang yang akanakan datangdatang bilabila masamasa sekarangsekarang diketahuidiketahui..HasilHasil metodemetode Markov Markov adalahadalah karakteristikkarakteristik daridari variabelvariabel acakacak peluangpeluang suatusuatu kejadiankejadian. . DalamDalam tugastugas akhirakhir iniini karakteristikkarakteristik yang yang dicaridicari adalahadalah : :
1.1. KeandalanKeandalan2.2. KetersediaanKetersediaan
MetodeMetode MarkovMarkov
KeandalanKeandalan atauatau rrealibilityealibility didefinisikandidefinisikan sebagaisebagai peluangpeluang suatusuatu komponenkomponen atauatau sistemsistem
memenuhimemenuhi fungsifungsi yang yang dibutuhkandibutuhkan dalamdalam periodeperiode waktuwaktu yang yang
diberikandiberikan selamaselama digunakandigunakan dalamdalam kondisikondisi beroperasiberoperasi. . DenganDengan katakata
lain lain keandalankeandalan berartiberarti peluangpeluang tidaktidak terjaditerjadi kegagalankegagalan
selamaselama masamasa beroperasiberoperasi..
ProsesProses MarkovMarkov
FungsiFungsi LajuLaju KegagalanKegagalan
)()(
)(1)()(
tRtf
tRdttdRt
Fungsi
Keandalan
t
dtttR0
')'(exp)(
ProsesProses MarkovMarkov•• DalamDalam notasinotasi matriksmatriks::
•• atauatau::
dttdp
dttdp
dttdp )()()( 321
3,221,2
3,12,11
321 )()()(
tptptp
Atpdt
tdp )()(
Kondisi
1 disimbolkan
D1 Kondisi
2 disimbolkan
D2 Kondisi
3 disimbolkan
D3 Kondisi
4 disimbolkan
D4 Kondisi
pemfilteran
disimbolkan
F
Pemodelan
Markov untuk
Kurva
KeandalanPemodelan
Markov untuk
Kurva
Keandalan
λ(laju kegagalan) diperoleh dari jumlah total hari saat perubahan dibagi frekuensi kejadian (misal b), Berikutnya 1 dibagi dengan b.
)()(
)(1)()(
tRtf
tRdttdRt
Di bawah ini adalah Contoh hasil perhitungan untuk TDCGData 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 58Total 58Rata-rata Total/jumlah 58λ 1 -
3 0.017241379Jenis
Gas PerubahanKondisi Waktu
(Hari)TDCG 1 -
2 96Total 96Rata-rata Total/jumlah 96λ 1 -
2 0.010416667λ 3 -
F 0.00091
Berdasarkan tabel di atas dapat dibuat diagram pemodelan Markov TDCG seperti pada gambar berikut
Pemodelan
Gas H2
D1 D2 F
Pemodelan
Gas CO
D1 D2 D3 F
Pemodelan
Gas CO2
D1 D2 D3 F
Pemodelan
untuk
TDCG
D1 D2 D3 F
Untuk
gas dan
kondisi
yang lain perhitungan
sama
seperti
contoh
saat
perhitungan
TDCG
Pemodelan
Gas C2
H6
D1 D3 D4 F
Pemodelan
Gas C2
H4
D1 D4 F
Pemodelan
Gas CH4
D1 D2 D3 D4 F
Pemodelan
Gas C2
H2
D1 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 MarkovMetode Markov
Ketersediaan atau Ketersediaan atau avaibilityavaibility didefinisikan sebagai peluang suatu didefinisikan sebagai peluang suatu
komponen atau sistem berfungsi komponen atau sistem berfungsi menurut kebutuhan pada waktu menurut kebutuhan pada waktu
tertentu saat digunakan dalam kondisi tertentu saat digunakan dalam kondisi beroperasi. Ketersediaan beroperasi. Ketersediaan
diinterpretasikan sebagai peluang diinterpretasikan sebagai peluang beroperasinya komponen atau sistem beroperasinya komponen atau sistem
dalam waktu yang ditentukan.dalam waktu yang ditentukan.
Pemodelan
Markov untuk
Kurva
KetersediaanPemodelan
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 0.0172413793 - 1 0.032258065 1 - 2 0.010416667F - 1 1 3 - F 0.00091
Jenis
Gas PerubahanKondisi Waktu
(Hari)TDCG 1 -
3 58Total 58Rata-rata Total/jumlah 58λ 1 -
3 0.017241379Jenis
Gas PerubahanKondisi Waktu
(Hari)TDCG 2 -
1 31Total 31Rata-rata Total/jumlah 31μ 2 -
1 0.032258065Jenis
Gas PerubahanKondisi Waktu
(Hari)TDCG 1 -
2 96Total 96Rata-rata Total/jumlah 96λ 1 -
2 0.010416667