Seminar Nasional TREnD Technology of Renewable Energy and Development FTI Universitas Jayabaya Juni 2024 Kajian Metode Uprating Pada Transformator Beban Lebih Penyulang Tapis di PT.
PLN UP3 KotaBumi Juara Mangapul Tambunan1 *).
Titi Ratnasari.
Kartiria Sonata.
Clara Avisha.
Program Studi S1 Teknik Sistem Energi.
Fakultas Ketenagalistrikan dan Energi Terbarukan.
Institut Teknologi Perusahaan Listrik Negara Corresponding*): juara.
mangapul@itpln.
Abstract The electric power system continues to grow, one of which is the number of consumers and the electrical load that continues to increase every year.
Therefore, a reliable electric power distribution system is However, one of the problems that often occurs in distribution systems is transformer overload.
Therefore, it is important to measure the transformer load during inspection or maintenance to find out that the load on the transformer has exceeded 80% of the transformer capacity.
If the load has exceeded 80% of the transformer capacity, then the transformer is said to be overloaded, then one solution is the Uprating Transformer method.
This uprating methode is used to minimize overload by increasing the power of transformers that experienced overload problems, namely using a transformer of 100 kVA.
From the results of calculations carried out the percentage of transformer loading at the K-591 substation before uprating the transformer was 84,24% exceeding 80% of the transformer capacity .
After uprating the transformer by 46,57%, so it decreased by 37,67%.
With this decrease, the transformer performance becomes more efficient.
Keywords : distribution, efficient, transformer, upgrading, overload Abstrak Sistem tenaga listrik terus berkembang, salah satunya adalah jumlah konsumen serta beban listrik yang terus meningkat setiap tahunnya.
Maka, diperlukan sistem distribusi tenaga listrik yang handal.
Namun, masalah yang sering terjadi pada sistem distribusi salah satunya adalah overload Oleh karena itu, pentingnya dilakukan pengukuran beban transformator saat dilakukan inspeksi ataupun pemeliharaan guna mengetahui beban pada transformator tersebut sudah melebihi 80% dari kapasitas transformator.
Jika beban tersebut sudah melebihi 80% dari kapasitas transformator, maka transformator tersebut sudah dikatakan overload .
eban lebi.
, maka salah satu solusinya adalah dengan metode uprating trafo.
Dengan metode uprating ini digunakan untuk meminimalisir beban lebih dengan meningkatkan daya trafo yang mengalami masalah overload yaitu menggunakan trafo sebesar 100 kVA.
Dari hasil perhitungan yang dilakukan persentase pembebanan trafo pada gardu K-591 sebelum dilakukan Uprating trafo sebesar 84,24% melebihi 80% dari kapasitas Transformator .
Setelah dilakukan Uprating trafo sebesar 46,57%, sehingga mengalami penurunan sebesar 37,67%.
Dengan penurunan tersebut maka kinerja trafo menjadi lebih efisien.
Kata kunci : beban lebih, distribusi, efisien, peningkatan daya, transformator TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76
PENDAHULUAN
Sistem kelistrikan terus berkembang.
Salah satunya adalah jumlah konsumen serta beban listrik yang terus meningkat dari tahun ke tahun.
Oleh karena itu, diperlukan sistem distribusi tenaga listrik yang handal.
Namun, masalah distribusi daya sering terjadi.
Salah satunya adalah beban pada trafo distribusi telah melebihi kapasitasnya, atau dapat dikatakan sebagai trafo yang kelebihan beban.
Jika kapasitas beban melebihi 80%, maka trafo akan mengalami beban berlebih .
Ae.
Kelebihan beban trafo juga dapat terjadi pada trafo distribusi PT.
PLN (Perser.
UP3 Kotabumi, trafo distribusi penyulang Tapis Ini jelas menunjukkan kebutuhan untuk mempengaruhi trafo distribusi.
Seperti yang kita ketahui Metode peningkatan daya (Upratin.
trafo digunakan untuk mengatasi situasi trafo kelebihan beban.
Proses ini merupakan proses paling sederhana atau termudah tanpa membebani trafo secara berlebihan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi trafo pada penyulang serta cara mengatasi masalah kelebihan beban pada trafo distribusi dan mengetahui besar pembebanan transformator distribusi sebelum dan setelah Uprating pada penyulang Tapis .
Ae.
METODE PENELITIAN Perancangan Penelitian Metode yang dipakai agar hasil penelitian dapat diperoleh dengan baik adalah metode observasi dengan mengumpulkan data-data di PT.
PLN (Perser.
UP3 Kotabumi selama masa kerja magang yaitu mengenai data-data gangguan Overload transformator pada tahun 2020, data tersebut akan digunakan untuk mengetahui persentase Overload transformator distribusi sebelum dan setelah dilakukan uprating.
Agar hasil penelitian dapat diperoleh dengan baik maka dilakukan:
Mencari referensi yang dapat menjadi acuan pada penelitian penulis untuk melakukan penelitian ini dalam tinjauan pustaka di bab 2.
Perhitungan Daya Semu.
Daya semu merupakan daya yang dipasok oleh PLN ke konsumen, dimana daya semu adalah hasil kali arus dan tegangan.
Unit daya yang terlihat adalah VA .
olt-amper.
Perhitungan beban transformator untuk setiap hari dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang jelas, seperti di bawah ini .
S = Ifasa y Vfasa Dimana: I fasa = Arus beban Fasa Vfasa = Tegangan Fasa Dalam penelitian ini dilakukan perancangan adapun diagram alir ditunjukan pada gambar dibawah ini TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76 Gambar 1.
Diagram Alur Metode Uprating .
Perhitungan Daya Total Untuk menghitung % beban pada trafo diperlukan nilai beban total pada trafo yang dapat dicari dengan menggunakan rumus berikut :
S total = Ss Sr St Dimana:
S total = Daya Total Tersalurkan Sr = Daya Fasa R Ss = Daya Fasa S St = Daya Fasa T Perhitungan Persentase Pembebanan Untuk menghitung persentase beban pada transformator, gunakan rumus % beban sebagai berikut .
S Total % Beban = S Transformator y 100% .
Dimana:
S total = Daya Total tersalurkan S transformator = Daya Transformator TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76
HASIL DAN PEMBAHASAN
Trafo Distribusi K-591 Pada Penyulang Tapis Trafo distribusi K-591, yaitu trafo distribusi yang kelebihan beban akibat adanya overload pada penyulang tapis PT.
PLN (Perser.
UP3 Kotabumi memiliki persentase beban sebesar 84,24% dan daya 50 kVA yang melebihi persyaratan beban SPLN dan tidak boleh melebihi 80% beban Kelebihan beban akan menyebabkan trafo menjadi panas, kabel tidak akan mampu lagi memikul beban, dan panas yang ditimbulkan akan menyebabkan suhu lilitan naik, sehingga merusak isolasi lilitan kumparan trafo .
, .
Gambar 2.
SLD PLN UP3 Kotabumi Penyulang Tapis Pengoperasian trafo tidak optimal karena kelebihan beban menyebabkan penurunan kualitas pelayanan bagi pelanggan PLN, yang lebih merugikan adalah merusak trafo.
Hal ini terjadi dengan trafo K-591 yang telah mengalami kelebihan beban dapat diatasi dengan melakukan uprating transformator untuk meminimalisir beban lebih .
, .
Proses Uprating Transformator Uprating trafo adalah bentuk tindakan pencegahan terjadinya gangguan pada sistem Trafo yang akan diganti adalah trafo yang terdapat pada gardu K-591 dimana gardu tersebut merupakan gardu dari penyulang tapis, gardu K-591 ini sendiri terletak di Kotabumi.
Transformator atau trafo yang diganti pada umumnya karena beberapa faktor, seperti umur trafo, overload, faktor cuaca dan faktor lain.
Namun peningkatan daya trafo di gardu induk K591 dikaitkan dengan beban lebih, oleh karena itu trafo beban lebih harus diganti .
Berikut dibawah ini merupakan langkah kerja uprating trafo yang dilakukan pada penyulang Tapis :
Mempersiapkan alat, bahan dan perlengkapan K3 untuk bekerja Sebelum melakukan uprating transformator, perlu diperhatikan dengan seksama apa yang disebut dengan TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76 keselamatan kerja agar tidak terjadi kecelakaan kerja dan keadaan yang tidak terduga selama konstruksi.
Perangkat kerja yang digunakan yaitu:
Peralatan Komunikasi Kendaraan Operasional Mobil Crane Tali Tambang Tool Set Sackel Stick 20 kV Tangga Setelah menyiapkan perangkat peralatan kerja, kemudian perangkat K3 harus dipastikan dalam keadaan baik dan tersedia agar tidak mengganggu jalannya pekerjaan.
Adapun perangkat K3 yang perlu dipersiapkan yakni :
Safety Helmet Safety Belt Sarung Tangan 20 Kv Sarung Tangan kain Sepatu safety elektrik 20 kV Sepatu safety P3K Adapun Langkah kerja dalam melakukan uprating trafo adalah:
Persiapan pekerjaan:
Mengecek PK/SPK.
Membuat surat pemberitahuan pemadaman ke konsumen jika diperlukan.
Untuk pekerjaan listrik akan dipadamkan, pengawas pekerjaan koordinasi dengan piket operasi UP3 Kotabumi.
Pengawas memberi tahu ke piket operasi UP3 kotabumi pada saat pekerjaan siap dilakukan, pekerjaan selesai serta siap dioperasikan.
Pelaksanaan pekerjaan :
Menggunakan perlengkapan K3.
Memasang dan mengikat tangga pada posisi yang benar.
Memasang rambu-rambu tanda pekerjaan.
Menyiapkan material.
Mengukur dan mencatat beban pada sumber dari transformator serta pada masingmasing jurusan.
Lepaskan beban dari trafo dengan melepas fuse/sekring/MCCB ke segala arah.
Memakai safety belt, sarung tangan kemudian memasang serta mengikattangga pada tempatnya.
Mencatat data pada name plate transformator pengganti serta yang akan diganti.
Melepaskan mur pengikat kawat bushing TM.
TR, kawat arde body.
Jangan lupa untuk menandai urutan phasa pada kabel TM.
TR.
Memasang slink serta kaitkan pada crane atau takel, memastikan slink terpasang dengan baik dan mampu memikul beban berat transformator.
Melepaskan mur atau baut pengikat transformator.
Menurunkan transformator dengan hati-hati, lalu simpan ditempat yang aman.
Menyiapkan transformator pengganti, pastikan trafo dalam kondisi baik, pasang slink, mengaitkan di crane atau takel.
Menaikkan trafo dengan hati-hati.
TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76 Setelah trafo tiba diatas, memposisikan trafo pada tumpuan dengan benar,pastikan arah menghadap bushing TM-TR sesuai dengan arah transformator sebelumnya.
Memasang mur atau baut pengikat transformator dengan baik dan benar.
Memasang kabel masukan TM.
TR pada masing-masing bushing atau isolator sesuai dengan urutan fasanya.
Memastikan mur pengikat kabel terpasang dengan baik dan benar.
Memasang kawat arde body transformator.
Memeriksa kembali semua mur atau baut pengikat kabel trafo dan body trafo serta posisi tap trafo.
Mengamankan semua peralatan kerja.
Petugas memeriksa kembali semua pekerjaan yang telah dilakukan.
Melepaskan dan merapikan peralatan kerja yang telah dilakukan.
Melepaskan grounding set .
isi TM dan TR).
Melepaskan tangga.
Melepaskan serta merapikan peralatan kerja dan perlengkapan K3 Pekerjaan selesai :
Melaporkan kepada piket operasi area UP3 Kotabumi bahwa pekerjaan telah selesai dan siap diberikan tegangan.
Mengecek Kembali urutan phasa memakai phasa squence meter serta ukur tegangan dan arus beban dengan AVO meter.
Pengawas membuat laporan penyelesaian pekerjaan Pekerjaan Selesai Pelaksanaan Pekerjaan Persiapan Pekerjaan Gambar 3.
Blok Diagram Proses Uprating Transformator Data Pengukuran Trafo Sebelum Uprating Dibawah ini adalah hasil pengukuran transformator distribusi yang mengalami kelebihan Tabel 1.
Hasil Pengukuran Beban Trafo K-591 Sebelum Uprating Jurusan Jurusan Kapasitas Trafo VA) Beban (Ampe.
Tegangan (Vol.
R-N
S-N
T-N
R-S
S-T
T-R
65,1 62,8 61,9
Perhitungan pembebanan transformator pada setiap fasanya dihitung dengan rumus daya semu sehingga dapat kita hitung beban antar fasa sebagai berikut .
SR = IR y VR-N = 65,1 A y 223 V = 14,51 kVA SS = IS y VS-N = 62,8 A y 222 V = 13,94 kVA ST = IT y VT-N = 61,9 A y 22 TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76 = 13,67 kVA Untuk menghitung persentase pembebanan pada transformator diperlukan nilai beban total pada transformator yang dapat dicari menggunakan rumus berikut .
S total = SR SS ST = 14,51 kVA 13,94 kVA 13,67 kVA = 42,12 kVA Dalam menghitung persentase pembebanan suatu transformator dapat diketahui dengan menggunakan rumus Persentase Pembebanan sehingga didapatkan hasil perhitungan sebagai S Total % Beban = S Transformator y 100% 42,12 = 50 y 100% = 84,24 % Berdasakan perhitungan persentase beban trafo didapatkan hasil bahwa trafo K-591 mengalami kelebihan beban, karena persentase beban total trafo adalah 84,24%, jika melebihi beban 80% maka trafo dianggap kelebihan beban .
, .
, .
Ae.
Data Pengukuran Trafo Sesudah Uprating Di bawah ini adalah hasil pengukuran pada transformator distribusi sesudah Uprating transformator K-591 kelebihan beban.
Tabel 2.
Hasil Pengukuran Pada Trafo K-591 Sesudah Uprating Kapasitas Jurusan Trafo VA) Jurusan Beban (Ampe.
Tegangan (Vol.
R-N
S-N
T-N
R-S
S-T
T-R
71,4 56,7 66,3
Perhitungan pembebanan transformator pada setiap fasanya dihitung dengan rumus daya semu sehingga dapat kita hitung beban antar fasa sebagai berikut :
SR = IR y VR-N = 71,4 A y 241 V = 17,2 kVA SS = IS y VS-N = 56,7 A y 240 V = 13,6 kVA ST = IT y VT-N = 66,3 A y 238 V = 15,77 kVA Untuk menghitung persentase pembebanan pada transformator diperlukan nilai beban total pada transformator yang dapat dicari menggunakan rumus berikut :
S total = SR SS ST = 17,2 kVA 13,6 kVA 15,7 kVA = 46,57 kVA TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76 Dalam menghitung persentase pembebanan suatu transformator dapat diketahui dengan menggunakan rumus Persentase Pembebanan sehingga didapatkan hasil perhitungan sebagai S Total % Beban = S Transformator y 100% 46,57 = 100 y 100% = 46,57 % Berdasarkan perhitungan persentase beban trafo setelah Uprating trafo, hasilnya trafo K591 kembali normal atau tidak kelebihan beban karena persentase beban total transformator tidak lagi melewati beban standar yang sudah ditetapkan, yaitu 46,57 %.
Hasil Pembahasan Data Berdasarkan ketentuan yang telah ditetapkan, nilai beban transformator ialah 80% dari kapasitas transformator.
Kemudian transformator K-591 ditetapkan sebagai transformator beban lebih, karena persentase beban melebihi yang dinyatakan adalah 84,24 %.
Agar menjaga kesinambungan penyaluran tenaga listrik serta pelayanan kepada pengguna.
PLN melakukan tindakan perbaikan yang diperlukan untuk mengatasi kondisi kelebihan beban trafo.
Namun dalam penelitian ini, penulis menganalisis transformator hanya untuk mengatasi kondisi tersebut, dan objek penelitiannya adalah gardu K-591 yang kelebihan beban.
Menurut penelitian penulis, overload pada transformator dapat diatasi dengan dua cara, yaitu Uprating dan Trafo sisip.
Tetapi, untuk mengatasi overload pada Transformator K-591 ini dilakukan Uprating.
Kegiatan ini dilaksanakan untuk mengurangi overload .
, .
, .
Berdasarkan hasil perhitungan penyulang tapis gardu K-591, sebelum terjadi Uprating transformator, persentase beban yang dihasilkan adalah 84.
Namun, setelah Uprating trafo, beban pada trafo berubah sebesar 46,57% .
Ae.
, .
Di bawah ini adalah grafik perbandingan sebelum dan sesudah uprating trafo:
% pembebanan 84,24 46,57 Sebelum Sesudah Uprating Trafo Uprating Trafo Gambar 4.
Grafik Persentase Penurunan Akibat Uprating Pada grafik di atas terlihat bahwa nilai persentase beban pada trafo K-591 mengalami penurunan akibat Uprating, sehingga nilai beban awal berubah dari 84,24% menjadi 46,57%.
Menurut grafik, kita dapat mengatakan bahwa persentase beban telah turun sebesar 37,67%.
Ae.
, .
TREnD - Technology of Renewable Energy and Development Juara Mangapul Tambunan et al / Seminar Nasional TREnD .
2024 67 - 76
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, dapat ditarik suatu kesimpulan sebagai berikut Pada kondisi transformator K-591 penyulang Tapis mengalami Overload atau persentase beban lebih sebesar 84,24% maka salah satu metode yang digunakan yaitu metode Uprating, dimana pada metode ini kapasitas daya Trafo dinaikan dari 50 kVA menjadi 100 kVA .
Ae.
Dengan melakukan peningkatan daya trafo dapat mengurangi atau mengatasi pembebanan sebesar 84.
24% dari data beban sebelum Uprating dan setelah dilaksanakan Uprating sebesar 46,57% .
Ae.
Berdasarkan perhitungan pembebanan yang terdapat pada trafo K-591 dimana Fasa R 14,51 kVA.
Fasa S 13,94 kVA.
Fasa T 13,67 kVA dengan perhitungan beban total 42,12 kVA didapatkan hasil % pembebanan 84,24% dan setelah dilakukan Uprating % pembebanan pada trafo K-591 menjadi 46,57% dimana beban pada Fasa R 17,2 kVA.
Fasa S 13,6 kVA, dan Fasa T 15,77 kVA dengan perhitungan beban total 46,57 kVA .
Ae.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Wilfrid Sahat P.
Siregar dan seluruh staf bagian Engineering di PT.
PLN (Perser.
UP3 Kotabumi atas ilmu yang sudah diberikan dan telah mengijinkan untuk melakukan pengumpulan data-data penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA