Transcription

BAB IILANDASAN TEORI2.1Gardu DistribusiGardu Distribusi merupakan suatu bangunan gardu listrik berisi atauterdiri dari instalasi Perlengkapan Tegangan Menengah (PHB-TM) danPerlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk memasokkebutuhan tenaga listrik bagi para pelanggan baik Tegangan Menengah (TM 20kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380V) [15]. Jenis perlengkapan hubungbagi tegangan menengah pada gardu distribusi berbeda sesuai dengan jeniskonstruksi gardunya [5].2.2Jenis-Jenis Gardu DistribusiSecara garis besar gardu distribusi dibedakan menjadi 3 jenis yaitu jenispemasangannya, jenis konstruksinya dan jenis penggunaannya. Menurut JenisPemasangannya ialah gardu pasangan luar dan gardu pasangan dalam. MenurutJenis Konstruksinya ialah gardu beton, gardu tiang dan gardu kios. Dan menurutJenis Penggunaanya ialah gardu pelanggan umum dan gardu pelanggan khusus[15]. Terdapat juga jenis gardu distribusi yang memiliki fungsi berbeda dengangardu distribusi pada umumnya yaitu gardu hubung.Konstruksi gardu distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biayaterhadap maksud dan tujuan penggunaanya yang kadang kala harus disesuaikandengan pemda setempat [15]. Konstruksi yang digunakan difungsikan untukmenunjang dan mencapai kontinuitas pendistribusian pelayanan yang terjamin,mutu yang tinggi dan menjalin keselamatan bagi manusia [3].2.2.1 Gardu PortalGardu Portal adalah gardu listrik jenis terbuka (out-door) dengan memakaikonstruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan transformator sekurang –kurangnya 3 meter di atas tanah dan ditambahkan platform sebagai fasilitaskemudahan kerja teknisi operasi dan pemeliharaan. Transformator dipasangII-1

II-2bagian atas dan lemari panel atau PHB-TR pada bagian bawah [5]. Lokasipenempatan gardu portal biasanya berdekatan langsung dengan daerah pelayanankonsumen, tegangan disalurkan ke konsumen melewati jurusan-jurusan, dan untuksetiap unit gardu portal dapat disalurkan sampai empat jurusan [3]. Gambar II.1merupakan tampilan luar dari gardu portal.Gambar II.1 Gardu Portal2.2.2 Gardu CantolGardu Cantol adalah tipe gardu distribusi jenis pasangan luar (outdoor)yang terpasang dengan konstruksi 1 tiang dan memiliki transformator yangterpasang jenis 3 phasa atau 1 phasa dengan tipe CSP (Completely Self ProtectedTransformator) yaitu peralatan switching dan proteksinya sudah terpasanglengkap dalam tangki transformator. Perlengkapan perlindungan tambahan LA(Lightning Arrester) dipasang terpisah dengan penghantar hubung bagi teganganrendah (PHB-TR) maksimum 2 jurusan dengan saklar pemisah pada sisi masukdan pengaman lebur (type NH,NT) sebagai pengaman jurusan. Semua bagiankonduktif terbuka (BKT) dan bagian konduktif ekstra (BKE) dihubungkan denganpembumian sisi tegangan rendah [15]. Gambar II.2 dan gambar II.3 merupakantampilan luar dari gardu cantol 1 phasa dan 3 phasa.

II-3Gambar II.2 Gardu Cantol 1Gambar II.3 Gardu Cantol 3phasa [15]phasa [15]2.2.3 Gardu BetonGardu beton adalah gardu distribusi tipe pasangan dalam, karena padaumumnya seluruh komponen utama instalasi yaitu transformator, peralatanswitching, dan proteksi terangkai didalam bangunan sipil yang dirancang,dibangun dan difungsikan dengan konstruksi bangunan pelindung terbuat daribeton (masonrywall building). Dalam pembangunannya semua peralatan dirancang dan dipasang pada lokasi sesuai dengan ukuran bangunan gardu.Konstruksi ini dimaksudkan untuk pemenuhan persyaratan terbaik bagikeselamatan ketenagalistrikan [15].Kapasitas transformator yang terpasang pada gardu beton biasanya lebihbesar dibandingkan dengan jenis gardu lainnya, karena keamanan dari konstruksibangunan. Pelayanan dari gardu beton biasanya untuk pemenuhan ditempatkanpada daerah – daerah pemukiman padat atau daerah kawasan industri [3].Peralatan hubung bagi tegangan menengah (PHB-TM) pada gardu betonberbentuk lemariyang an pemutus pada sisi tegangan menengah. Sedangkan peralatanhubung bagi tegangan rendah (PHB-TR) berbentuk rangka terbuka tanpa panelpelindung yang disebut rak TR dan memiliki cabang jurusan yang akanmenyalurkan tenaga listrik ke jaringan tegangan rendah [3]. Gambar II.4merupakan tampilan bangunan gardu beton, sedangkan Gambar II.5 menunjukancontoh kubikel pada gardu beton dan Gambar II.6 merupakan contoh dari rak TRpada gardu beton.

II-4Gambar II.4 Gardu BetonGambar II.5 KubikelGambar II.6 Rak TR2.2.4 Gardu KiosGardu kios adalah bangunan prefabricated terbuat dari konstruksi baja,fiberglass atau kombinasinya, yang dapat dirangkai di lokasi rencanapembangunan gardu distribusi. Terdapat beberapa jenis konstruksi, yaitu kioskompak, kios modular dan kios bertingkat. Gardu ini dibangun ditempat-tempatyang tidak diperbolehkan membangun gardu beton [15].Karena sifat mobilitasnya, maka kapasitas transformator distribusi yangterpasang terbatas. Kapasitas maksimum adalah 400 kVA, dengan empat jurusantegangan rendah. Khusus untuk kios kompak, seluruh instalasi komponen utamagardu sudah dirangkai selengkapnya di pabrik, sehingga dapat langsung di angkut

II-5ke lokasi dan disambungkan pada sistem distribusi yang sudah ada untukdifungsikan sesuai tujuannya [15]. Gambar II.7 merupakan contoh dari gardukios.Gambar II.7 Gardu Kios [15]2.2.5 Gardu HubungGardu Hubung atau Switching Substation adalah gardu yang berfungsisebagai sarana manuver pengendali beban listrik jika terjadi gangguan aliranlistrik, program pelaksanaan pemeliharaan atau untuk maksud mempertahankankontinuitas pelayanan. Isi dari instalasi gardu hubung adalah rangkaian sakelarbeban (Load Break Switch – LBS), dan atau pemutus tenaga yang terhubungparalel. Gardu hubung juga dapat dilengkapi sarana pemutus tenaga pembatasbeban pelanggan khusus tegangan menengah [15].Konstruksi gardu hubung sama dengan gardu distribusi tipe beton. Padaruang dalam gardu hubung singkat dapat dilengkapi dengan ruang untuk gardudistribusi yang terpisah dan ruang untuk sarana pelayanan kontrol jarak jauh.Ruang untuk sarana pelayanan kontrol jarak jauh dapat berada pada ruang yangsama dengan ruang gardu hubung, namun terpisah dengan ruang gardudistribusinya [15].2.3TransformatorTransformator merupakan suatu alat magnetoelektrik yang sederhana,andal, dan efisien untuk mengubah tegangan arus bolak-balik dari suatu tingkat ketingkat yang lain [6]. Transformator berfungsi untuk mentransformasikan daya(arus dan tegangan) sistem AC ke sistem arus dan tegangan lain pada frekuensiyang sama menggunakan prinsip elektromagnetik [4].

II-6Transformator yang dipakai pada jaringan tenaga listrik merupakantransformator tenaga. Disamping itu ada jenis-jenis transformator lain yangbanyak dipergunakan, dan pada umumnya merupakan transformator yang jauhlebih kecil seperti transformator yang dipakai dalam elektronik [6].Transformator merupakan peralatan yang sangat penting dalam penyalurantenaga listrik dan diharapkan dapat beroperasi secara maksimal atau bekerjasecara terus-menerus.2.3.1 Prinsip Kerja TransformatorDalam bentuknya yang paling sederhana transformator terdiri atas duakumparan dan satu induktansi mutual. Kumparan primer yang menerima daya dankumparan sekunder yang tersambung dengan beban. Kedua kumparan dibelit padasuatu inti yang terdiri atas material magnetik berlaminasi [7].Transformator menggunakan prinsip elektromagnetik yaitu hukum amperedan induksi faraday, dimana perubahan arus atau medan listrikdapatmembangkitkan medan magnet dan perubahan medan magnet/fluks medanmagnet dapat membangkitkan tegangan induksi.Arus AC yang mengalir pada belitan primer membangkitkan flux magnetyang mengalir melalui inti besi yang terdapat diantara dua belitan, flux magnettersebut akan menginduksi belitan sekunder sehingga pada ujung belitan sekunderakan terdapat beda potensial/tegangan induksi [4].(1)Ket : e gaya gerak listrik (volt)N jumlah lilitan (turn) perubahan fluks magnet (weber/sec)Gambar II.8 Prinsip Kerja Transformator [4]

II-7Ratio lilitan pada kumparan sekunder terhadap kumparan primermenentukan rasio tegangan pada kedua kumparan tersebut. Sebagai contoh, 1lilitan pada kumparan primer dan 10 lilitan pada kumparan sekunder akanmenghasilkan tegangan 10 kali lipat dari tegangan input pada kumparan primer.Jenis tansformator ini biasanya disebut dengan transformator step up. Sebaliknya,jika terdapat 10 lilitan pada kumparan primer dan 1 lilitan pada kumparansekunder, maka tegangan yang dihasilkan oleh kumparan sekunder adalah 1/10dari tegangan input pada kumpatan primer. Transformator ini disebuttransformator step down [3].(2)Ket : Vp tegangan primer (volt)Vs tegangan sekunder (volt)Np jumlah lilitan primerNs jumlah lilitan sekunder2.3.2 Transformator DistribusiTransformator distribusi adalah suatu peralatan tenaga listrik yangberfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke teganganrendah. Tujuan dari penggunaan transformator distribusi adalah untuk mengurangitegangan utama dari sistem distribusi tenaga listrik menjadi tegangan untukpenggunaan konsumen [8].Penempatan transformator untuk instalasi gardu pasangan luar (outdoor)dipasang diatas tiang, dengan menggunakan satu tiang untuk gardu cantol dan duatiang untuk gardu portal. Sedangkan penempatan transformator untuk instalasipasangan dalam dipasang dibawah yang alasnya disemen dengan beton dalamsebuah ruangan tembok atau kios [3].Transformator distribusi yang umum digunakan adalah transformator stepdown 20 kV/400 kV 3 phasa dan 1 phasa, dan ada juga yang menggunakan tigabuah transformator 1 phasa. Tegangan phasa ke phasa sistem jaringan teganganrendah 380 Volt. Karena terjadi drop tegangan, maka pada tegangan rendahnyadibuat diatas 380 Volt agar tegangan pada ujung penerima tidak lebih kecil dari380 Volt [8].

II-82.3.3 Jenis Transformator DistribusiTransformator distribusi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitutransformator 1 phasa dengan penggunaan 3 transformator 1 phasa identik dantransformator 3 phasa dengan penggunaan 1 transformator konstruksi 3 phasa.Sedangkan menurut karakteristiknya dibedakan menjadi tiga tipe yaitu,transformator konvensional, CSP, dan CSPB [3].A. Transformator 1 PhasaTransformator distribusi dirangkai dan dioperasikan dengan 3transformator 1 phasa yang bertipe sama (identik). Keuntunganmenggunakan transformator 3 x 1 phasa yaitu, kumparan primer dansekunder dapat dibuat beberapa vektor grup sesuai dengan yangdiinginkan, ketiga transformator tersebut dapat juga dioperasikan ke bebanmenjadi 1 phasa (dihubungkan paralel karena ketiga transformator tersebutidentik), dan tegangan untuk ketiga phasanya, primer dan sekunder benarbenar seimbang. Adapun kerugiannya yaitu, dengan daya yang sama untukketiga phasa, maka phasa untuk 3 x 1 phasa dibanding dengan 1 x 3 phasalebih berat dan lebih mahal [3].Gambar II.9 Transformator 1 phasa [15]B. Transformator 3 PhasaKarakteristik transformator 3 phasa yaitu, konstruksinya sudah dirancang permanen dari pabrik pembuatnya, dapat digunakan untukmensuplai beban 1 phasa, maka tiap phasa maksimal beban yang dapatditanggungnya hanya sepertiga dari daya tiga phasa. Transformator inilebih ringan, sehingga lebih murah karena bahan materialnya lebih kecil

II-9tetapi keseimbangan tegangan antara ketiga phasanya, primer dansekunder tidak terlalu simetris [3].Gambar II.10 Transformator 3 PhasaC. Transformator KonvensionalTransformator tipe ini tidak mempunyai peralatan pengamanterhadap sambaran petir ataupun perlindungan terhadap gangguandisebabkan beban lebih sebagai satu kesatuan dengan unit transformator.Peralatan pengaman seperti FCO dan LA tersebut dipasang secaraterpisah. Untuk rating yang tidak terlalu besar, tipe ini adalah dalambentuk pasangan tiang. Sedang untuk rating yang besar, ditempatkan padagardu distribusi pasangan dalam [3].Gambar II.11 Transformator KonvensionalD. Completely Self Protecting Transformer (CSP)Transformator tipe ini mempunyai peralatan proteksi sendiriterhadap gangguan petir, gelombang surja, beban lebih, dan hubungsingkat. Lightning arrester terpasang langsung pada tangki transformator

II-10sebagai proteksi terhadap petir. Untuk proteksi terhadap beban lebih,digunakan fuse yang dipasang di dalam tangki, fuse ini disebut weak menggunakanhubungan proteksi internal yang dipasang antara kumparan primer denganbushing primer [3].Gambar II.12 Completely Self Protecting Transformer (CSP) [15]E. Completely Self Protecting For Secondary Banking Transformer(CSPB)Transformator ini memiliki kesamaan dengan CSP transformer,tetapi pada transformator jenis ini terdapat sebuah circuit breaker pada sisisekunder, circuit breaker ini akan membuka sebelum weak link melebur.Transformator tipe ini di desain untuk cadangan pelayanan kedua. Selainitu bertujuan agar pelayanan terhadap konsumen tidak terputus bila terjadikesalahan pada transformator, CSPB di desain untuk menggunakan 1phasa saja dan digunakan pada rating 10, 15, 25, dan 37 KVA [3].Gambar II.13 Completely Self Protecting For Secondary BankingTransformer (CSPB) [3]

II-112.3.4 Bagian-Bagian Transformator DistribusiTransformator tersusun dari komponen – komponen yang disesuaikandengan persyaratan desain yang ditetapkan oleh peraturan pemerintah setempat.Transformator dibagi menjadi 2 bagian yaitu :A. Bagian Utama TransformatorBagian utama transformator terdiri dari :1) Inti TransformatorInti besi pada transformator digunakan sebagai media untukjalannya flux yang timbul akibat adanya induksi arus bolak-balik padakumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksikembali ke kumparan yang lain. Dibentuk dari lepengan-lempenganbesi tipis berisolasi yang disusun sedemikian rupa [4]. Intitransformator ditunjukan oleh gambar II.4.Inti TransformatorGambar II.14 Inti Transformator [4]2) Belitan/Kumparan (Current Carrying Circuit)Belitan/Kumparan Transformator terdiri dari batang tembagaberisolasi yang mengelilingi inti besi, dimana saat arus bolak-balikmengalir pada belitan tembaga tersebut, inti besi akan terinduksi danmenimbulkan flux magnetik [4]. Belitan Transformator ditunjukanoleh gambar II.15

II-12Belitan TransformatorGambar II.15 Belitan Transformator [4]3) Tangki dan Konservator TransformatorTangki Transformator berfungsi untuk menyimpan minyaktransformator dan sebagai pelindung bagian-bagian transformator yangdirendam dalam minyak adapun ukuran tangki disesuaikan denganukuran inti dan kumparan transformator. pada tangki dibuat bersiripsirip yang berguna sebagai bagian dari sistem pendinginan eksternaltransformator [3].Luas permukaan dari sirip-sirip transformator merupakan faktoryang menentukan efektifitas pendinginan. Jumlah dan ukuran sirippendingin didesain sedemikian, sehingga mampu menurunkan suhusaat transformator dioperasikan. Pada proses pendinginan terjadipertukaran panas antara tangki transformator yang bersuhu tinggidengan sirip-sirip yang melepas panas karena adanya aliran udara [3].Konservator pada umumnya merupakan bagian-bagian daritransformator terendam minyak yang ditempatkan dalam tangki. Untukmenampung pemuaian minyak transformator, tangki dilengkapidengan konservator [3]. Gambar II.16 menunjukan bentuk dari tangkitransformator.

II-13Tangki TransformatorGambar II.16 Tangki Transformator4) BushingBushing merupakan medium penghubung antara belitan/kumparantansformator dengan jaringan di luar transformator. Bushing Terdiridari sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator. Isolatorberfungsi sebagai sekat antara konduktor bushing dengan badan tangkiutama transformator [4].Secara garis besar Bushing dibagi menjadi 4 bagian utama yaituisolasi, konduktor, klem koneksi, dan asesoris. Isolasi pada bushingterdiri dari dua jenis yaitu oil impregnated dan resin impregnatedpaper. Pada tipe oil impregnated paper isolasi yang digunakan adalahkertas isolasi sedangkan pada tipe resin impregnated paper isolasiyang digunakan adalah kertas isolasi dan resin [4].Jenis-jenis konduktor pada bushing yaitu hollow conductor dimanaterdapat besi pengikat atau penegang ditengah lubang konduktorutama, konduktor pejal dan plexible lead. Klem koneksi merupakansarana pengikat antara stud bushing dengan konduktor penghantardiluar bushing. Asesoris bushing terdiri dari indikasi level minyak,seal atau gasket dan tap pengujian. Seal atau gasket pada bushingterletak dibagian bawah mounting flange [4]. Gambar II.17 menujukanbentuk bushing pada transformator.

II-14Bushing Sisi PrimerBushing Sisi SekunderGambar II.17 Bushing5) Dielectric ( Minyak Isolasi Transformator dan Isolasi Kertas )Dalam hal ini, Dielectric dibagi menjadi :a. Minyak Isolasi TransformatorMinyak Isolasi pada Transformator berfungsi sebagaimedia isolasi, pendingin dan pelindung belitan dan oksidasi.Minyak isolasi trafo merupakan minyak mineral yang secara umumterbagi menjadi tiga jenis, yaitu parafinik, nepthanik dan aromatik.Diantara ketiga jenis minyak dasar tersebut tidak boleh dilakukanpercampuran karena memiliki sifat maupun kandungan kimia yangberbeda [4].b. Kertas Isolasi TransformatorIsolasi kertas berfungsi sebagai isolasi, pemberi jarak, danmemiliki kemampuan mekanis [4]. Gambar II.18 menujukanbentuk dari kertas isolasi transformator.Gambar II.18 Kertas Isolasi Transformator [1]

II-15B. Peralatan Bantu orgunamenyempurnakan fungsi kerja dari transformator itu sendiri, yaitu :1) PendinginSuhu pada transformator yang sedang beroperasi akan dipengaruhioleh kualitas tegangan jaringan, losses pada trafo itu sendiri dan suhulingkungan. Suhu operasi yang tinggi akan mengakibatkan rusaknyaisolasi kertas pada transformator. Oleh karena itu pendinginan yangefektif sangat diperlukan [4].Minyak isolasi tranformator selain merupakan media isolasi jugaberfungsi sebagai pendingin. Pada saat minyak bersikulasi, panas yangberasal dari belitan akan dibawa oleh minyak sesuai jalur sirkulasinyadan akan didinginkan pada sirip-sirip radiator. Adapun prosespendinginan ini dapat dibantu oleh adanya kipas dan pompa sirkuasiguna meningkatkan sirkulasi efisiensi pendinginan [4].Tabel 2.1 Macam – macam pendingin pada Transformator [4]MacamNo.SistemPendinginanMediaDalam TransformatorDi luar ra-6.OFAF-Minyak-Udara7.OFWF-Minyak-Air8.ONAN/ONAF Kombinasi 3 dan 49.ONAN/OFAN Kombinasi 3 dan 510.ONAN/OFAF11.ONAN/OFWF Kombinasi 3 dan 7Kombinasi 3 dan 6

II-16Keterangan :1. ONAN (Oil Natural-Air Natural) ialah transformator yang menggunakanminyak sebagai pendingin kumparan yang bersikulasi alami danmenggunakan udara sebagai pendingin luar transformator yang bersikulasialami [9].2. ONAF ( Oil Natural-Air Force) merupakan pendinginan transformatordengan minyak sebagai pendingin kumparan yang bersikulasi alami danudara sebagai pendingin luar yang bersikulasi secara paksa menggunakankipas,dsb [9].3. OFAF (Oil Force-Air Force) merupakan jenis pendinginan transformatordengan minyak sebagai pendingin kumparan yang bersikulasi paksa dandengan udara sebagai pendingin luar transformator yang bersikulasi paksa[9].4. OFWF (Oil Forced-Water Forced) merupakan pendinginan transformatordengan minyak sebagai pendingin kumparan transformator yangbersirkulasi paksa dan air sebagai pendingin luar transformator yangbersikulasi paksa [9].2) Tap ChangerKestabilan tegangan dalam suatu jaringan merupakan salah satuhal yang dinilai sebagai kualitas tegangan. Transformator dituntutmemiliki nilai tegangan output yang stabil sedangkan besarnyategangan input tidak selalu sama. Dengan mengubah banyaknyabelitan pada sisi primer diharapkan dapat merubah ratio antara ganinput/primernya. Penyesuaian ratio belitan ini disebut Tap Changer[4].Proses perubahan ratio belitan ini dapat dilakukan pada saattrafo sedang berbeban (on load tap changer) atau saat trafo tidakberbeban (off load tap changer) [4].

II-17Tap changer terdiri dari :a. Selector SwitchSelector switch merupakan rangkaian mekanis yang terdiri dariterminal-terminal untuk menentukan posisi tap atau ratio belitanprimer [4].b. Diverter SwitchDiverter Switch merupakan rangkaian mekanis yangdirancang untuk melakukan kontak atau melepaskan kontakdengan kecepatan yang tinggi [4].c. Tahanan TransisiTahanan Transisi merupakan tahanan sementara yang akandilewati arus primer pada perubahan tap [4].Karena aktifitas tap changer lebih dinamis dibandingdengan belitan utama dan inti besi, maka kompartemen antarabelitan utama dengan tap changer dipisah [4].3) Alat Pernapasan (Silicagel)Karena pengaruh naik turunnya beban transformator maupunsuhu udara luar, maka suhu minyak pun akan berubah-ubahmengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akanmemuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar daritangki, sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusutmaka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses tersebutdinamakan pernapasan transformator [4].Akibat pernapasan transformator tersebut maka permukaanminyak akan selalu bersinggungan dengan udara luar. Udara luaryang lembab akan menurunkan nilai tegangan tembus minyaktransformator, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipapenghubung udara luar dilengkapi dengan alat pernapasan, berupatabung berisi kristal zat hygroskopis [4].

II-182.4 Jenis Daya ListrikDaya Listrik dibagi menjadi 3 jenis yaitu :2.4.1Daya Nyata/Aktif (P)Daya nyata dilambangkan dengan simbol P dengan satuannya Watt ataukW. Energi ini dapat diubah ke bentuk energi lain, misalnya energi panas, cahaya,dsb [14]. Daya nyata 3 phasa dapat dinyatakan dalam rumus :.(3) Keterangan :P Daya NyataVLL Tegangan LineIL Arus Linecos φ Faktor Daya2.4.2Daya Reaktif (Q)Daya reaktif dilambangkan dengan simbol Q dengan satuannya VAR (VoltAmpere Reaktif) atau kVAR. Energi ini diperluakan untuk pembentukan medanmagnet pada peralatan yang bekerja dengan sistem elektromagnet [14]. Dayareaktif dinyatakan dalam rumus : Keterangan :Q Daya ReaktifVLL Tegangan LineIL Arus Linesin φ Faktor Daya.(4)

II-192.4.3Daya Semu (S)Daya semu dilambangkan dengan simbol S dengan satuannya VA (VoltAmpere). Daya ini terbentuk dari penjumlahan vektor daya aktif dan daya reaktif[14]. Hubungan dari tiga jenis daya ini dapat dilihat dari segitiga daya berikut :SQφPGambar II.19 Segitiga DayaDaya Semu dapat dinyatakan dalam rumus : atau.(5) 2.5 Rugi – Rugi Pada TransformatorRugi-rugi pada transformator teridiri dari :2.5.1Rugi IntiRugi inti pada transformator bersifat tetap, tidak tergantung besarnyabeban trafo [11]. Rugi inti dibagi menjadi 2 kelompok yaitu:a. Rugi Arus Eddy atau Eddy CurrentRugi Arus Eddy adalah terjadinya arus pusar yang arahnya berputardidalam inti trafo. Arus ini menimbulkan panas didalam inti trafo [11].Rugi Arus Eddy diasumsikan dengan perhitungan:.(6)Keterangan :Rugi arus eddy (Watt)Konstantafrekuensi (Hertz)kepadatan fluks maksimum (Tesla)

II-20b. Rugi HysterisisRugi Hysterisis merupakan rugi dari simpul/jerat kemagnitan didalaminti trafo, berkaitan dengan sifat logam inti tersebut [11]. Rugi Hysterisisdiasumsikan dengan perhitungan:.(7)Keterangan :Rugi Hysterisis (Watt)konstantafrekuensi (Hertz)kepadatan fluks maksimum (Tesla)2.5.2Rugi BelitanRugi belitan adalah rugi-rugi lilitan primer dan sekunder. Nilai Rugibelitan tergantung dari arus primer dan sekunder, maka rugi belitan bersifat tidaktetap tergantung pada beban trafo [11]. Rugi belitan dapat diperoleh dengan cara :.(8)Keterangan :Rugi belitan (Watt)Arus (A)Tahanan (Ω)2.6 Pembebanan TransformatorBilamana suatu transformator dioperasikan dengan beban penuh secarakontinu dan tak terputus maka transformator ini akan mengalami “kenaikan susutumur”, dengan kata lain transformator akan memiliki umur yang lebih pendek [9].Pembebanan ideal transformator menurut PT.PLN yaitu sebesar 80% daridaya pengenalnya. Transformator harus mampu mengalirkan arus pengenalnyapada tegangan 105% dari tegangan pengenalnya saat operasi pada tegangan yanglebih tinggi dari tegangan pengenalnya [10].

II-21Usia pakai suatu transformator bergantung pada pembebanan transformator itusendiri. Ketika transformator diopersikan dalam kondisi berbeban maka akanmenimbulkan panas pada belitan transformator. Apabila transformator diberibeban lebih atau dalam keaadaan beban puncak maka panas yang dihasilkan akansemakin besar. Panas yang dihasilkan dalam keadaan ini dapat mempengaruhinilai suhu titik panas belitan (Hot-spot temperature) pada transformator.2.7 Pengaruh Kenaikan Suhu Pada TransformatorSalah satu kerugian pada saat transformator beroperasi pada kondisitemperatur lebih adalah terjadinya penuaan isolasi. Komponen yang palingpenting dari sistem isolasi adalah isolasi kertas pada belitan dan coil yang tidakmudah diganti. maka dari itu, umur isolasi kertas (cellulosic material) menjadifaktor pembatas dalam operasi transformator. Merunut pada standar SPLND3.002-1 tahun 2007 mengenai spesifikasi transformator distribusi, Suhu udaraambient transformator pada kondisi pelayanan normal tidak boleh melebihi 40 Cuntuk suhu rata-rata harian 30 C dan suhu rata-rata tahunan 30 C [11].2.8 Karakteristik Thermal TransformatorKenaikan temperatur dapat diasumsikan dengan diagram thermal sederhanaseperti ditunjukkan Gambar II.20. Gambar ini merupakan penyederhanaan daridistribusi yang lebih rumit.

II-22Gambar II.20. Diagram Thermal Transformator [1]Keterangan :A : Suhu minyak atas (top-oil) diturunkan sebagai rata-rata suhu minyak luartangki dan suhu minyak dalam tangkiB : Suhu campuran minyak dalam tangki di belitan atas (sering diasumsikan samadengan suhu A)C : Suhu rata- rata minyak dalam tangkiD : Suhu minyak di belitan bawahE : Tangki bawah: Belitan rata-rata untuk gradient rata-rata pada arus pengenalH : Faktor hot-spotP : Suhu hot-spotQ : Suhu Belitan rata-rata ditentukan oleh pengukuran resistensi

II-23X-axis : SuhuY-axis : Posisi relatif: Nilai Ketetentuan: Nilai PerhitunganAsumsi yang dibuat dalam penyederhanaan ini adalah sebagai berikut [1] :a. Suhu minyak di dalam tangki meningkat secara linear dari bawah ke atas, apapun mode pendiginannya [1].b. Sebagai perkiraan pertama, kenaikan suhu konduktor pada setiap posisibelitan diasumsikan meningkat secara linier, sejajar dengan kenaikan suhuminyak, dengan perbedaan konstanantara dua garis lurus (menjadiperbedaan antara kenaikan suhu rata-rata belitan oleh resistansi dan kenaikansuhu minyak rata-rata dalam tangki) [1].c. Kenaikan suhu hot-spot lebih tinggi daripada kenaikan suhu konduktor dibagian atas belitan, karena tunjangan harus dibuat untuk mengurangi kerugianmenyimpang, untuk perbedaan pada aliran minyak lokal dan kemungkinantambahan kertas pada konduktor. untuk memperhitungkan non-linearitas ini,perbedaan suhu antara hot-spot dan minyak atas dalam tangki yang dibuatsama dengan2.8.1,itu adalah. [1]Perumusan Nilai Suhu Hot-spot pada Transformator DistribusiBerikut adalah perumusan nilai suhu hot-spot pada transformatordistribusi.A. Kenaikan suhu hot-spot dapat dihitung dengan persamaan [1]:.(9)Keterangan :H Faktor hot-spot yang disebabkan akibat rugi arus eddy pada belitanakhir Selisih antara suhu rata-rata belitan dengan suhu rata2 minyak padarating bebanK Faktor Beban (suplai beban / rating beban)

II-24y Konstanta yang tergantung dari metode pendinginan. (untuktransformator distribusi nilai y yang digunakan adalah 1,6 untukpendinginan ONAN sesuai dengan IEC 60076-7)Nilai Faktor H dari hot-spot menurut IEC 60076-7, untuktransformator distribusi digunakan H 1,1 dan transformator dayadigunakan nilai H 1,3. Nilaididapat dari selisih antara kenaikan suhurata-rata belitan, yaitu 65 (menurut IEC 60076-7), dengan kenaikan suhurata-rata minyak, yaitu 44 (menurut IEC 60076-7).B. Ratio Pembebanan (K)Ratio Pembebanan (K) dapat dihitung dengan persamaan [13]:.(10)Keterangan :S Daya Beban Daya dengan nilai tertentuC. Perbandingan Rugi-rugiPerbandingan Rugi-rugi dapat dihitung dengan persamaan [13]:.(11)D. Kenaikan Suhu Top-OilUntuk kenaikan suhu Top-Oil (minyak atas) steady state dapatdihitung dengan persamaan [1]:. (12)Keterangan :K Faktor bebanR Rasio dari beban total dibandingakn rugi tanpa beban

II-25x Konstanta berdasarkan pendinginan yang digunakan (untuktransformator distribusi pendinginan ONAN, x 0,8 menurut IEC60076-7)ΔθOR Kenaikan suhu minyak bagian atas pada perubahan beban (55 Cuntuk ONAN transformator distribusi menurut IEC 60076-7)E. Nilai Akhir Suhu hot-spotNilai akhir suhu hot-spot dapat dihitung dengan persamaan [1]:.(13)Keterangan :Suhu Hot-SpotSuhu Ambient (Suhu ruang untuk gardu in-door/beton)Kenaikan Suhu Hot-SpotKenaikan Suhu Top-Oil2.9 Metode Laju Penuaan RelatifMeskipun penuaan kerusakan isolasi adalah fungsi waktu suhu, kadar air,kandungan oksigen dan kandungan asam, model yang disajikan di bagian IEC60076 hanya didasarka

A. Bagian Utama Transformator Bagian utama transformator terdiri dari : 1) Inti Transformator Inti besi pada transformator digunakan sebagai media untuk jalannya flux yang timbul akibat adanya induksi arus bolak-balik pada kumparan yang mengelilingi inti besi sehingga dapat menginduksi kembali ke