JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
Maintenance Trafo Distribusi Tiga Phasa 250 kVA di PT IPSI Karya Abadi Semarang
Niken Dian Cantika1, Margana2
Politeknik Negeri Semarang
Email : nikendian3@gmail.com1, marganasmg@yahoo.co.id2
Abstrak - Trafo adalah perangkat listrik pasif yang mentransfer energi listrik dari satu rangkaian listrik ke yang lain,
atau beberapa rangkaian.yang umumnya berfungsi untuk menaikkan tegangan (step up) dan menurunkan tegangan
(step down). Perawatan dan pemeliharaan trafo sangat diperlukan dalam industri untuk memperpanjang usia trafo dan
mencegah gangguan atau kerusakan. Selain itu oli berperan penting pada trafo, oleh karena itu perawatan oli juga
sangat diperlukan.
Kata Kunci : Gangguan; Oli; Pemeliharaan; Perawatan; Trafo
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan energi listrik selama ini selalu meningkat sejalan dengan meningkatnya taraf hidup masyarakat
dan pesatnya kemajuan teknologi. Pada saat ini tenaga listrik telah menjadi kebutuhan pokok bagi seluruh konsumen
tenaga listrik. Dengan semakin pentingnya peranan tenaga listrik dalam kehidupan sehari-hari, maka kelanjutan
penyediaan tenaga listrik juga menjadi tuntutan yang semakin besar dari konsumen tenaga listrik. Dengan
ditemukannya transformator, telah memberikan hubungan yang penting bagi manusia dalam usaha pemenuhan energi
listrik yang tiada habisnya untuk memenuhi kebutuhan listrik.
Kegunaan utama transformator yaitu untuk memindahkan dan mengubah energi listrik bolak-balik (AC) dengan
cara menaikkan atau menurunkan dari satu level ke level tegangan yang lain. Transformator bekerja berdasarkan
prinsip induksi elektromagnetik, dimana arus bolak-balik yang melalui konduktor (kumparan kawat) akan
menimbulkan medan magnet. Dan energi listrik keluaran tersebut menjadi sumber listrik yang dibutuhkan dan
digunakan oleh manusia. Dengan digunakannya transformator sebagai penghasil listrik yang sudah menjadi kebutuhan
pokok.
1.2 Tujuan
Tujuan dari Praktik Kerja Lapangan ini adalah:
1.
Mengetahui prinsip kerja transformator.
2.
Mengetahui komponen-komponen transformator.
3.
Mengetahui jenis-jenis pemeliharaan pada transformator.
4.
Mengetahui apa saja gangguan yang bisa terjadi pada transformator.
1.3 Rumusan Masalah
Laporan kerja praktik ini membahas mengenai prinsip kerja transformator, gangguan / kerusakan yang terjadi
pada transformator serta perawatan dan pemeliharaan yang dilakukan.
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
II.
DASAR TEORI
2.1 Transformator
Gambar 2.1 Rangkaian Transformator
Transformator (trafo) adalah peralatan tenaga listrik yang berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari tegangan
tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya.
2.2 Prinsip Kerja
Cara kerja trafo didasarkan pada prinsip sederhana induksi timbal balik antara menghasilkan fluks magnet
yang bervariasi dalam inti transformator, yang menginduksi gaya gerak listrik yang bervariasi pada kumparan
lain yang melilit pada inti yang sama. Energi listrik dapat ditransfer antara kumparan yang terpisah tanpa koneksi
logam (konduktif) antara kedua sirkuit.
Jadi secara umum kumparan primer dari trafo menerima tegangan yang bersifat bolak-balik. Arus bolakbalik yang mengikuti kumparan menghasilkan fluks yang terus berubah dan berganti-ganti, yang dihasilkan di
sekitar belitan primer.
Kemudian, kumparan lain atau kumparan sekunder yang dekat dengan kumparan primer, di mana kumparan
sekunder ini akan terhubung ke kumparan primer karena beberapa fluks bolak-balik yang terhubung. Karena fluks
berubah terus-menerus, ia menginduksi EMF yang diinduksi di dalam kumparan sekunder sesuai dengan hukum
induksi elektromagnetik Faraday.
2.3 Bagian-bagian Transformator
2.3.1
Bagian Luar Transformator
Gambar 2.2 Bagian Luar Transformator
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
a.
High Voltage Bushing dan Low Voltage Bushing
Bushing merupakan sarana penghubung antara belitan dengan jaringan luar. Bushing terdiri dari sebuah
konduktor yang diselubungi oleh isolator. Isolator tersebut berfungsi sebagai penyekat antara konduktor
bushing dengan body main tank trafo.
b. Name Plat
Berfungsi memuat informasi serta spesifikasi dari trafo.
c.
Sirip Pendingin Trafo
Mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan serta mempercepat pendinginan.
d. Tangki
Berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan uap/udara akibat pemanasan trafo karena arus
beban.
e.
Roda Dasar
Memudahkan saat ingin menggeser trafo.
2.3.2
a.
Bagian Dalam Transformator
Inti Besi
Fungsi dari inti besi adalah untuk memudahkan jalan fluksi magnetik yang timbul akibat arus listrik melalui
kumparan.
b. Kumparan Trafo
Kumparan trafo yang berbentuk lilitan kawat dengan fungsi isolasi yang membentuk gulungan atau
kumparan. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder.
c.
Minyak Trafo
Minyak trafo berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
d. Tap Charger
Tap changer adalah penyesuai rasio transformasi untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder yang
diinginkan dari jaringan tegangan primer yang berubah-ubah.
e.
Dehydrating Breather
Untuk mencegah agar minyak trafo tidak bersentuhan dengan udara.
f.
Pendingin
Untuk menghindari kenaikan suhu yang berlebihan.
2.4 Efisiensi Transformator
Efisiensi =
(𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡−𝑙𝑜𝑠𝑠)
𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡
=1-
𝑙𝑜𝑠𝑠
𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡
Rumus efisiensi trafo :
N=
𝑉𝑠 . 𝐼𝑠
𝑉𝑝 . 𝐼𝑝
x 100%
Dimana :
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
N = Efisiensi transformator
Vs = Tegangan sekunder (volt)
Vp = Tegangan primer (volt)
Is = Arus pada kumparan sekunder (ampere)
Ip = Arus pada kumparan primer (ampere)
2.5 Rugi-rugi pada Transformator
1.
Rugi-rugi Inti Besi (Core Losses)
a) Rugi Histerisis
Rugi histerisis adalah rugi yang diakibatkan oleh fluks (Φ) bolak-balik di inti besi.
b) Rugi-rugi Arus Eddy
Rugi-rugi ini disebabkan pemanasan pada ketebalan inti besi oleh arus yang terinduksi pada inti dan
perbedaan tegangan antara sisinya makan akan membangkitan arus yang berputar – putar pada sisi yang
luas/tebal.
2.
Rugi-rugi Tembaga (Copper Losses)
Rugi-rugi yang disebabkan oleh arus mengalir pada kawat tembaga.
2.6 Kerusakan pada Transformator
1.
Kegagalan Minyak pada Transformator
Kegagalan isolasi (insulation breakdown, insulation failure) disebabkan karena beberapa hal antara lain
isolasi tersebut sudah lama dipakai, berkurangnya kekuatan dielektrik dan karena isolasi tersebut dikenakan
tegangan lebih. Yang akibatnya bisa menimbulkan sparkover dan flashover.
Pengujian kualitas minyak :
2.
a.
Pengujian kekuatan elektrik minyak transformator
b.
Pengujian viskositas minyak transfprmator
c.
Pengujian titik nyala (flash point)
d.
Pemurnian minyak transformator
Kebocoran Bushing
Bushing yang bocor dapat menyebabkan :
3.
a.
Timbul flash over
b.
Bushing kotor
Kebocoran Packing
Kebocoran pada packing, menyebabkan air dapat masuk ke dalam tangki dan volume minyak trafo menjadi
berkurang.
4.
Tegangan Lebih
Terjadi karena adanya sambaran petir yang mengenai kawat phasa, sehingga menimbulkan gelombang
berjalan yang merambat melalui kawat phasa tersebut dan menimbulkan gangguan pada trafo.
5.
Overload dan Beban Tidak Seimbang
Overload terjadi karena beban yang terpasang pada trafo melebihi kapasitas maksimum yang dapat dipikul
trafo dimana arus beban melebihi arus beban penuh ( full load ) dari trafo.
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
2.7 Sistem Proteksi
Sistem proteksi adalah suatu sistem pengamanan terhadap peralatan listrik, yang diakibatkan adanya gangguan
teknis, gangguan alam, kesalahan operasi dan penyebab lainnya.
Fungsi dari sistem proteksi :
1.
Untuk menghindari atau mengurangi kerusakan peralatan Iistrik akibat adanya gangguan (kondisi abnormal).
2.
Untuk mempercepat melokaliser luas/zone daerah yang terganggu, sehingga daerah yang terganggu menjadi
sekeciI mungkin.
3.
Untuk dapat memberikan pelayanan Iistrik dengan keandalan yang tinggi kepada setiap unit, dan juga mutu
listriknya baik.
4.
Untuk mengamankan manusia (terutama) terhadap bahaya yang ditimbulkan oleh Iistrik.
2.8 Jenis-jenis Pengukuran pada Transformator
1.
Insulation Resistance / Meg-Ohm Test
Proses pengukuran untuk memperoleh hasil (nilai/besaran) hambatan isolasi belitan / kumparan trafo tenaga
antara bagian yang diberi tegangan (fasa) terhadap badan (Case) maupun antar belitan primer, sekunder dan
tertier (bila ada).
Gambar 2.10 Meg-Ohm Test
2.
Polarization Index Test
Tujuan dari pengujian index polarisasi adalah untuk memastikan peralatan tersebut layak dioperasikan atau
bahkan untuk dilakukan overvoltage test.
3.
Winding Resistance Test / Pengujian Hambatan DC
Proses pengukuran untuk mengukur nilai resistif (R) dari belitan serta untuk mengetahui kelayakan dari
koneksi–koneksi yang ada di belitan dan memperkirakan apabila ada kemungkinan hubung singkat atau
resistansi yang tinggi pada koneksi belitan. dan pengukuran ini hanya bisa dilakukan dengan memberikan
arus DC (Direct Current) pada belitan.
4.
Transformer Turn Ratio (TTR) Test
Pengukuran yang dilakukan untuk mengetahui perbandingan jumlah kumparan sisi tegangan tinggi dan sisi
tegangan rendah pada setiap tapping, sehingga tegangan output yang dihasilkan oleh transformator sesuai
dengan yang dikehendaki.
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
Gambar 2.11 TTR Test
2.9 Pemeliharaan pada Transformator
Pemeliharaan atau maintenance adalah kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk
menjaga suatu aset dan memperbaikinya agar selalu dalam keadaan siap pakai untuk melaksanakan
produktivitas secara efektif dan efisien sesuai dengan standar (fungsional dan kualitas).
Tujuan pemeliharaan :
1.
Memperpanjang kegunaan aset.
2.
Menjamin kesiapan operasional dari seluruh aset yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu.
3.
Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan
kegiatan produksi tidak terganggu.
4.
Mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin, dengan melaksanakan kegiatan pemeliharaan
secara efektif dan efisien.
5.
Membantu mengurangi pemakaian dan penyimpangan di luar batas dan menjaga modal yang diinvestasikan.
2.10 Jenis pemeliharaan
1.
Preventive Maintenance
Pemeliharaan yang dilakukan dalam periode waktu yang tetap atau dengan kriteria tertentu pada berbagai
tahap proses produksi.
2.
Scheduled Maintenance
Pemeliharaan yang bertujuan mencegah terjadinya kerusakan dan perawatannya dilakukan secara periodik
dalam rentang waktu tertentu.
3.
Predictive Maintenance
Pemeliharaan dimana pelaksanaanya didasarkan kondisi aset. Pemeliharaan prediktif disebut juga perawatan
berdasarkan kondisi.
4.
Emergency Maintenance
Pemeliharaan aset yang memerlukan penanggulangan yang bersifat darurat agar tidak menimbulkan akibat
yang lebih parah.
5.
Breakdown Maintenance
Pemeliharaan yang bersifat perbaikan yang terjadi ketika aset mengalami kegagalan dan menuntut perbaikan
darurat atau berdasarkan prioritas.
6.
Corrective Maintenance
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
Pemeliharaan yang dilaksanakan karena adanya hasil produk (barang setengah jadi maupun barang jadi) yang
tidak sesuai dengan rencana.
III.
PENGUJIAN PADA TRANSFORMATOR
3.1 Purifikasi Oli Transformator
Gambar 3.1 Alat Purifikasi
Purifikasi Oli Trafo merupakan suatu proses pemurnian oli trafo untuk mengurangi atau menghilangkan
kontaminasi berupa partikel-partikel, kandungan air, kandungan gas dan kontaminasi fisik lainnya.
3.2 Metode Purifikasi
1.
Metode off line
Treatment ini dilakukan ketika trafo sedang tidak bekerja atau trafo diputus aliran listriknya.
2.
Metode on line
Treatment dengan cara on line dilakukan ketika trafo dalam keadaan sedang bekerja (masih ada aliran listrik)
3.2.1
1.
Tahapan Purifikasi
Pemanasan
Oli trafo dipanaskan secara terus menerus dengan temperature yang konstan. Proses ini dilakukan untuk
memisahkan air dan minyak. Ketika dipanaskan, air akan berubah menjadi uap sedangkan oli tetap pada
komposisi semula. Pemanasan ini juga dapat menguraikan asam yang terkandung dalam oli tersebut.
2.
Pengkabutan
Setelah melalui proses pemanasan, maka oli trafo di kabutkan untuk memisahkan antara oli dan uap air.
Kemudian dilakukan pemvakumkan dengan tekanan 0,8 bar untuk memisahkan kandungan asam.
3.
Penyaringan
Pada proses ini, oli trafo yang telah mengalami proses pengkabutan disaring dan dipadatkan. Proses
pemadatan untuk mencegah gelembung udara. Kemudian, oli yang sudah bersih disalurkan lagi kedalam trafo
3.2.2
1.
Peralatan Utama Purifikasi
Tabung vakum
Di tabung ini berisi heater atau alat pemanas untuk memanaskan oli sehingga kontaminan seperti air dan
gelembung gas akan menguap.
2.
Indikator permukaan minyak dalam tabung vakum
Indikator ini berupa sensor infrared yang ditembakkan dari satu ujung tabung ke ujung tabung yang lain,
yang berfungsi sebagai pengatur ketinggian permukaan minyak dalam tabung vakum
3.
Filter
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
Filter berfungsi untuk menyaring oli dari kontaminan pada oli trafo yang sudah dipanaskan. Sehingga oli
dapat mempercepat tegangan tembus.
4.
Motor vakum
Motor vakum digunakan untuk memvakumkan atau menyedot udara keluar dari tabung vakum.
5.
Motor induksi 3 fasa
Motor ini berfungsi untuk menyedot oli memasuki alat purifikasi dan memompa oli yang sudah bersih ke
transformator.
3.2.3
1.
Manfaat Purifikasi
Dapat menekan anggaran pembelian dan maintenance Transformator/Trafo (efisien karena oli dapat
dipertahankan hingga benar-benar tidak layak pakai)
2.
Memperpanjang umur/masa guna Transformator.
3.
Meningkatkan kehandalan pelayanan.
4.
Menstabilkan tegangan bila sewaktu-waktu ada penambahan beban.
5.
Suhu Transformator normal sesuai dengan yang tertera pada Persyaratan (Name Plate) Transformator/Trafo
itu sendiri.
3.3 Rewinding Kumparan Primer dan Sekunder
Proses penggulungan kumparan trafo atau rewinding trafo adalah suatu pekerjaan rekondisi untuk memastikan
kumparan/koil trafo ini tetap dapat digunakan kembali dan trafo bisa dioperasikan sesegera mungkin.
3.3.1
Tahapan Rewinding
1.
Membongkar kumparan dan menentukan ukuran dan tegangan.
2.
Merancang, menggulung dan assembly kumparan trafo.
3.
Pengujian trafo setelah pekerjaan rewinding selesai untuk memastikan trafo dapat beroperasi sebagaimana
mestinya.
3.3.2
Peralatan yang Digunakan
1.
Mal (dudukan kumparan)
2.
Persiapkan mesin gulung
3.
Perlengkapan kerja
4.
Kawat email atau rectangular (sesuai kebutuhan)
5.
Kertas isolasi
6.
Seal type
7.
Isolasi
8.
Material lain yang dibutuhkan
3.4 Oven Transformator
Oven berfungsi untuk mengeringkan bagian dalam dari transformator yang lembab. Karena keadaan lembab dapat
merusak kertas isolator transformator. Oleh karena itu perlu timbul pengeringan transformator dengan
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang
JURNAL POLINES / TEKNIK MESIN
Vol.02 / 2022
menggunakan teknik low heat. Proses pengeringan dengan oven ini juga berfungsi untuk mencegah terjadinya
karat pada inti besi transformator.
3.5 Assembling Transformator
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan pada final assembly berawal dari dimasukkannya rakitan core & coil yang
telah di oven ke dalam tanki. Setelah itu, masing-masing aksesoris transformer dipasang dengan lengkap pada
tank cover. Diantara aksesoris tanki adalah
IV.
1.
HV dan LV bushing
2.
Thermometer and dial thermometer
3.
Tap changer
4.
Earthing terminal
5.
Oil level indicator
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
1.
Trafo adalah perangkat listrik pasif yang mentransfer energi listrik dari satu rangkaian listrik ke yang lain,
atau beberapa rangkaian. yang umumnya berfungsi untuk menaikkan tegangan (step up) dan menurunkan
tegangan (step down).
2.
Oli memiliki peranan penting pada trafo, karena apabila oli yang dipakai sudah terkontaminasi oleh zat-zat
lain dan tidak dilakukan pemeliharaan serta perawatan secara rutin, trafo tidak dapat bekerja secara maksimal
dan usia trafo akan menjadi pendek.
3.
Perawatan dan pemeliharaan trafo dalam sebuah industri sangat diperlukan karena dengan adanya perawatan
dan pemeliharaan trafo secara rutin dapat mengurangi biaya atau kerugian baik dari segi waktu dan material.
4.2 Saran
1.
Sebelum melakukan pemeliharaan transformator sebaiknya kita harus mempelajari dan mengetahui SOP
(Standard Operating Procedure).
2.
Sebelum melakukan perawatan, sebaiknya setiap gejala kerusakan harus diperhatikan dengan cermat. Agar
tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan.
3.
Gunakanlah perlengkapan keamanan agar mengurangi terjadinya kecelakaan pada saat pemeliharaan trafo.
4.3 Daftar Pustaka
[1] Bayu Arie Wibowo. "ANALISIS PENGUKURAN DAN PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR DAYA
DI PT. PLN (PERSERO) P3B JAWA BALI APP SEMARANG"
[2] Endi Permata, Intan Lestari. "MAINTENANCE PREVENTIF PADA TRANSFORMATOR STEP-DOWN
AV05 DENGAN KAPASITAS 150 KVDI PT. KRAKATAU DAYA LISTRIK"
nikendian3@gmail.com
Politeknik Negeri Semarang