## Pengujian Isolasi Trafo Daya 30 MVA pada GI Sungai Juaro Palembang dengan Indeks Polaritas dan Tangen Delta
Wiwin A. Oktaviani 1 , Taufik Barlian 1 , Marami Ahmad Gazani 1
1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Palembang Palembang, Indonesia corresponding author(s): wiwin_oktaviani@um-palembang.ac.id
Abstrak —Tahanan isolasi pada trafo dapat mengalami pemburukan yang dapat mengakibatkan kegagalan operasi transformator seiring bertambahnya usianya trafo. Karenanya diperlukan pengujian untuk mengetahui keadaan isolasi trafo. Selain usia, besarnya pembebanan juga mempengaruhi kondisi tahanan isolasi. Berdasarkan data, pembebanan di Gardu Induk Sungai Juaro telah mencapai lebih dari 90%. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui kualitas tahanan isolasi transformator daya di GI Sungai Juaro dengan melakukan pengujian Indeks Polariasi dan Tangen Delta dengan menggunakan  data  tahun  2019  dan  2021.  Hasil  uji  kemudian  diolah  menggunakan  Sofware  Matlab.  Nilai  indeks polarisasi  di  sisi  primer  dan  tersier  trafo  mengalami  penurunan  sebesar  0,09  dan  0,29  untuk  pemakaian  selama  dua tahun.  Sedangkan  hasil  pengujian  tangen  delta  dibawah  0,5%  Rate  Power  Faktor.  Secara  umum,  hasil-hasil  yang didapat masih  berada  dalam  range  IEE  Std  62-1995  yang  menunjukkan  kondisi  tahanan  isolasi  masih  dalam kategori baik.
Kata kunci—tahanan isolasi, indeks polaritas, tangen delta
Abstract —The  insulation  resistance  of  the  transformer  can  deteriorate,  which  can  fail  the  operation  of  the transformer  as  the  transformer  ages.  Therefore  it  is  necessary  to  test  to  determine  the  state  of  the  transformer isolation. In addition to age, the magnitude  of the load also affects the condition of the isolation prisoners. Based on the  data,  the  load  at  the  Juaro  River  Substation  has  reached  more  than  90%.  The  purpose  of  this  study  was  to determine the quality of the insulation resistance of power transformers at the Sungai Juaro Substation by testing the Polarisation Index and Tangen Delta using data from 2019 and 2021. The test results were then processed using Matlab Software. After two years of service, the polarization index on the primary and tertiary sides of the transformer reduced by 0.09 and 0.29, respectively, while the results of the delta tangent test are below 0.5% Rate Power Factor. In general, the results obtained are still in the range of IEE Std 62-1995, which indicates the condition of the insulation resistance is still in the good category.
Keywords — Insulation Resistance, Polarization Index, Tangent Delta

## I. P ENDAHULUAN
Transformator  merupakan  alat  pendistribusian  energi  listrik  dengan  fungsi  melakukan  konversi  terhadap tegangan  yang  diharapkan  dapat  berfungsi  sebagaimana  mestinya.  Gangguan  pada  trafo  akan  mengakibatkan penyaluran  energi  listrik  menjadi  terhenti.  Terhentinya  pasokan  listrik  itu  tentu  saja  menimbulkan  kerugian  baik  di pihaki produsen listrik maupun konsumen listrik.
Sistem  tenaga  listrik  berfungsi  memberi  fasilitas  layanan  energi  listrik  pada  konsumen  dengan  berkelanjutan. Memastiikan operasi transformator yang efektif merupakan salah satu upaya menjaga pasokan energi listrik. Salah satu  upaya  dimaksud  adalah  dengan  memperhatikan  kualitas  tahanan  isolasi  pada  transformator  agar    sesuai dengan  standar  yang  ditetapkan.  Isolasi  berfungsi  dalam  melakukan  isolasi  terhadap  transformator  agar  tidak mengalami  panas  yang  dapat  mengakibatkan  kerusakan  transformator.  Sistem  isolasi  rentan  terhadap  kadar  air, oksigen, terhadap panas berlebih dan tekanan mekanis [1]. Bahkan salah satu indikator apakah isolasi trafo masih dalam  keadaan  baik  adalah  dengan  mengukur  kandungan  air (water  content) pada  minyak  trafo  [2].  Berdasarkan standar  IEC  60422  2013 kandungan  air  pada  minyak  trafo yang  diijinkan  berada  pada  rentang  15%-20%.  Tingkat kekentalan minyak juga mempengaruhi kualitas isolasi trafo dimana semakin rendah nilai kekentalan minyak maka tegangan  tembusnya  semakin  tinggi.  Minyak  dengan  kekentalan  rendah  tidak  mudah  terkontaminasi  zat-zat  yang berpotensi membentuk “jembatan” konduksi di minyak [3].
Guna  menjamin  kualitas  isolasi  trafo,  diperlukan  pengujian  tahanan  isolasi  transformator  tenaga.Pengujian tahanan isolasi adalah pengujian yang menghitung arus bocor yang dinyatakan dalam indeks polarisasi (IP). Nilai IP menunjukan tingkat kebersihan dan kekeringan lilitan dan menentukan apakah peralatan beroperasi dengan aman. Pengujian indeks polaritas dilakukan dalam dua tahapan yaitu tahapan pengujian pertama menit ke-1 dan tahapan kedua pengujian menit ke-10.
Sedangkan  pengujian  t angen delta  adalah    metode    diagnostik    kelistrikan  untuk      menentukan      kondisi insulasi dimana   trafo   dianggap sebagai kapasitor murni. Jika kapasitor, dalam hal ini trafo, kondisinya tidak baik
200
maka daya yang hilang akan semakin besar. Dengan demikian, untuk mengetahui baik tidaknya nilai tangen delta, maka besarnya koreksi factor daya perlu dihitung [4]. Pada pengujian tangen delta memiliki mode pengujian, UST ( Ungrounded Specimen Test ), GST ( Grounded Speciment Test ), dan GSTg ( Grounded Specimen Test with guard ) [5].  Pengujian  transformator  dapat  dilakukan    dalam  keadaan  trafo  menyala (in  service  testing/online  testing) maupun  pengujian  dalam  padam (shutdown testing/offline  testing) [6] . Umumnya nilai  hasil  uji tangen delta bernilai positif  namun  pada  beberapa kasus  hasil uji  tangen delta  menunjukkan  nilai  negatif.  Kondisi  ini terjadi  diakibatkan kebocoran isolasi [7]. Bila hasil pengujian dengan metode lain terhadap sub-sistem dielektrik dinyatakan valid maka nilai  pengujian tangen  delta  negatif   dianggap invalid .  Jika  ini yang  terjadi  pengujian  perlu  dilakukan  ulang setelah dilakukan  beberapa  Langkah  mitigasi  seperti  pengecekan  rangkaian,  pembersihan  klem bushing dan center  tap , serta  melakukan  penyesuaian  terhadap  metode  pengujian  tangen  delta  untuk  belitan  yang  bernilai  tangen  delta negatif [8]. Untuk pengujian tangen delta pada transformator tiga belitan, titik ujinya sebagai berikut [5] :
Primer – Ground
Sekunder – Ground
Tertier – Ground
Primer – Sekunder
Sekunder – Tertier

## Primer – Tertier
Pengujian ketahanan isolasi trafo secara berkala diperlukan guna mendapatkan tren sehingga dapat dilakukan prediksi  untuk  mendapatkan  nilai  kritis  dari  isolasi  transformator  daya. Prediksi  besaran  nilai  kritis  ini  berkorelasi dengan  jadwal  pemeliharaan [9] . Pembebanan  trafo  juga  berpengaruh  terhadap  ketahanan  isolasi  trafo. Penbebanan di Gardu Induk Sungai Juaro meningkat  dari 76,47% di tahun 2016 menjadi 90,68 di tahun 2019 [10]. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  kualitas tahanan  isolasi transformator  daya  di GI  Sungai  Juaro dengan melakukan pengujian Indeks Polariasi dan Tangen Delta.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Tahap  awal  yang  dilakukan  peneliti  adalah  melakukan  studi  literatur  guna  mendapatkan  gambaran  teoritis metode pengujian tahanan isolasi trafo. Hasil studi literatur ini menjadi landasan peneliti untuk mengumpulkan data yang diperlukan dimana pada penelitian ini data yang dikumpulkan adalah data hasil pengujian indeks polarisasi dan tangen delta pada tranformator daya 70kV Gardu Induk Sungai Juaro untuk dua periode pengujian yaitu pengujian tahun  2019  dan  2021.  Pertimbangan  peneliti  mengambil  data  uji  mulai  tahun  2019  karena  seperti  diuraikan sebelumnya  bahwa  pada  tahun  2019  beban  GI  Sungai  Juaro  telah  melampaui  90%.  Selanjutnya  perhitungan  IP untuk tahun 2019 dan 2021 pada belitan primer-sekunder dan tersier trafo dilakukan menggunakan MATLAB. Hasil perhitungan  kemudian  dibandingkan  dengan  standar  acuan  guna  mengetahui  apakah  tahanan  isolasi  mengalami pemburukan.Tahapan penelitian digambarkan pada Gambar 1 berikut.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Data Penelitian
Transformator  daya  yang  menjadi  objek  penelitian  mendapatkan  input  tegangan  dari  busbar  I  dan  II  yang bertegangan  70kV.  Tegangan  ini  diturunkan  menjadi  20kV  yang  terhubung  dengan  busbar  20kV  TD1  untuk menyuplai  tegangan  ke  berbagai  penyulang.  Data  trafo  daya  30  MVA  ditunjukkan  pada  Tabel  1  dan single  line diagram Gardu  Induk  Sungai  Juaro  pada  Gambar  2  sedangkan  data  uji  IP  dan  Tangen  Delta  masing-masing ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
T ABEL 1. S PESIFIKASI T RANSFORMATOR Merk UNINDO Company PLN P3BS UPT Palembang Location GI Sungai Juaro Yr. Manufactured 2013 VA Rated 30 MVA kV Rated 70,20 Serial Number 1000256139 Frequency 50 Hz Cooling ONAN/ONAF Standard IEC 60076 Circuit Designation    Bay Trafo 1 Phase 3 Connection Star Oil Volume 11900 Kg Circuit Impendace
12,39% Type Of Oil
UN-INHIBITED
202
T ABEL 2. D ATA PENGUJIAN INDEKS POLARISASI G ARDU I NDUK S UNGAI J UARO Pengujian Tahanan
Isolasi Tahun 2019 Tahun 2021 1 Menit 10 Menit IP 1 Menit 10 Menit IP Primer-(Tanah dan Sekunder dan Tertier 5,089 10,230 2,01 6,145 11,800 1,92 Sekunder-(Tanah dan Primer dan Tertier) 3,693 7,940 2,11 5,106 12,460 2,44 (Tertier dan Sekunder dan Primer)-Tanah 3,654 7,710 2,15 5,060 9,210 1,82
T ABEL 3. H ASIL PENGUJIAN T ANGEN D ELTA T RANSFORMATOR 2019 DAN 2021 Pengukuran Test kV % TD CAP (pf) Tahun 2019 PRIMER CHG 10.000 0,1985 8,1670 CHL 10.000 0,12 7,5 SEKUNDER CLG 10.000 0,1929 11,651 CLH 10.000 0,11 7,503 Tahun 2020 PRIMER CHG+CHL 10.000 0,166 1155 CHG 10.000 0,238 4069 CHL 10.000 0,128 7493 SEKUNDER CLG + CLH 10.000 0,162 1651 CLG 10.000 0,187 9016 CLH 9.999 0,128 7493
Keterangan  :  CHG  :  Capacitance  High  Ground;  CHL  : Capacitance  High  Low;    CLG  :  Capacitance  Low  Ground; CLH : Capacitance Low High;

## B. Perhitungan Indeks Polarisasi
Data  hasil  pengujian  indeks  polarisasi  ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Selanjutnya  dilakukan  perhitungan  IP  untuk tahun  2019  dan  2021  pada  belitan  primer-sekunder  dan  tersier  trafo  menggunakan  MATLAB.  Perhitungan  IP meliputi :
• Primer-(Tanah dan Sekunder dan Tertier
• Sekunder-(Tanah dan Primer dan Tertier)
• (Tertier dan Sekunder dan Primer)-Tanah
T ABEL 4. H ASIL PERHITUNGAN INDEKS POLARISASI TAHUN 2019 DAN 2021 P ENGUJIAN T AHANAN I SOLASI
T AHUN 2019 T AHUN 2021 1 Menit 10 Menit IP 1 Menit 10 Menit IP Primer-(Tanah  dan  Sekunder  dan Tertier 5,089 10,23 2,010 6,145 11,80 1,9222 Sekunder-(Tanah  dan  Primer  dan Tertier) 3,693 7,940 2,150 5,106 12,46 2,4402 (Tertier dan Sekunder dan Primer)- Tanah 3,654 7,710 2,110 5,060 9,210 1,8201
Dari  hasil  perhitungan  bedasarkan  Tabel  4  pengujian  indeks  polarisasi  pada  tahun  2019  sisi  primer,  sekunder dan tertier menunjukan nilai di atas 2,0. Berdasarkan standar IEE Std 62-1995 yang dituangkan dalam  SKDIR PLN No. 0520-2.K/DIR tahun 2014 menunjukkan kondisi lilitan masih sangat baik, akan tetapi pengujian indeks polarisasi pada  tahun  2021  menunjukkan  pada  sisi  primer  nilai  IP  mengalami  penurunan  menjadi  1,92,  di  sisi  sekunder mengalami  kenaikan  sebesar  2,44  dan  sisi  tertier  mengalami  penurunan  menjadi  1,82.  Kondisi  ini  menunjukan terjadi  peningkatan  arus  bocor  pada  belitan  primer  dan  sekunder  trafo  setelah  beroperasi  selama  dua    tahun terakhir,  Nilai IP yang didapatkan berada pada range 1,25 – 2, yang menunjukkan kondisi belitan trafo masih dalam kategori baik menurut standar IEE Std 62-1995. Beberapa kemungkinan penyebab peningkatan arus bocor adalah kelembaban, suhu dan beban trafo, sehingga diperlukan tindakan pembersihan antar belitan karena adanya kotoran yang terkontaminasi ke belitan.

## C. Perhitungan Tangen Delta
T ABEL 5. H ASIL PERHITUNGAN T ANGEN D ELTA T RANSFORMATOR TAHUN 2019 DAN 2021
Pengujian Hasil Perhitungan (% TD)
Tahun 2019 PRIMER CHG 0,1985 CHL 0,1212 SEKUNDER CLG 0,1929 CLH 0,1121 Tahun 2021 PRIMER CHG + CHL 0.1662 CHG 0.2387 CHL 0.0128 SEKUNDER CLG + CLH 0.1622 CLG 0.0187 CLH 0.0127
Dari Tabel 5 diketahui hasil perhitungan tangen delta tahun 2021 pada pengujian CHG-PRIMER sebesar 0,2387 %TD  atau  naik  sebesar  0,04  %  dibandingkan  hasil  perhitungan  di  tahun  2019  sebesar  0,1985  %TD.  Hasil  ini menunjukkan telah terjadi pemburukan pada isolasi akan tetapi kondisi belitan transformator masih dalam kategori baik  dikarenakan  nilai  yang  didapat  di  bawah  0,5%  menurut  standar  IEE  Std  62-1995  sehingga  kondisi  ini  belum membutuhkan perbaikan isolasi. Kedua hasil perhitungan menunjukkan bahwa nilai IP berbanding lurus dengan nilai tangen  delta yang  berarti  kenaikan  arus  bocor  pada  tahanan  isolasi  akan  meningkatkan  pemburukan  pada  isolasi trafo.
204

## IV. KESIMPULAN
Kondisi  tahanan  isolasi  trafo  30  MVA  GI  Sungai  Juaro  di  tahun  2019  berada  pada  kondisi  sangat  baik berdasarkan nilai IP > 2 untuk semua belitan, namun dua tahun berikutnya nilai IP pada belitan primer  dan tersier mengalami  penurunan  namun  nilainya  masih  berada  pada  range  1,25 – 2,0 yang masuk kategori baik. Begitupun dari hasil uji tangen delta CHG-PRIMER, nilai yang didapat dibawah 0,5% dari rate power factor yang berarti kondisi tahanan  isolasi  dalam  kondisi  baik.  Pengecekan  dan  pengujian  berkala  diiringi  dengan  ketepatan  jadwal pemeliharaan diperlukan untuk memperpanjang usia pakai trafo.
D AFTAR P USTAKA
[1] R.  Ondrialdi,  U.  Situmeang,  and  Zulfahri,  “Analisis  Pengujian  Kualitas  Isolasi  Transformator  Daya  di  PT.  Indah  Kiat  Pulp  and  Paper Perawang,” SainETIn J. Sains Energi Teknol. Dan Ind. , vol. 4, no. 2, Art. no. 2, Jun. 2020, doi: 10.31849/sainetin.v4i2.6288.
[2] N. Andayani, Y. M. Simanjuntak, and Danial - , “Analisis Water Content dan Breakdown Voltage pada Isolasi Minyak Nynas Nytro A Libra dengan Variasi Zat Aditif Fenol ,” J. Tek. Elektro Univ. Tanjungpura , vol. 2, no. 1, Art. no.
[3] 1, Sep. 2020, Accessed: Nov. 11, 2021. [Online]. Available: https://jurnal.untan.ac.id/index.php/jteuntan/article/view/42560
[4] W. K. Wibowo, H. Nugroho, T. A. Nugroho, N. I. Pertiwi, and A. Irawan, “Analisis Efek Viskositas Terhadap Tegangan Tembus Minyak Transformator ,” J. Teknol. , vol. 1, no. 1, Art. no. 1, Oct. 2018.
[5] M. F. Robbani, D. Nugroho, and G. Gunawan, “Penentuan Kelayakan Tahanan Isolasi Pada Transformator 60 MVA Di Gardu Induk
[6] 150 kV Tegal Dengan Menggunakan Indeks Polarisasi, Tangen Delta, Dan Breakdown Voltage,” Elektrika , vol. 12, no. 2, Art. no. 2, Dec. 2020, doi: 10.26623/elektrika.v12i2.2721.
[7] PT.PLN PERSERO. Buku Pelatihan O&M Transformator Tenaga , 2006
[8] M.  Fajarwati  and  U.  - ,  “Analisi  Kondisi  Hasil  Pengujian  Transformator  III  150/20kV  16MVA  GI  Jajar  Dalam  Keadaan  Padam,”  s1, Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2018. Accessed: Nov. 11, 2021. [Online]. Available: http://eprints.ums.ac.id/65601/
[9] Setyowibowo,  “Pengujian  Tangen  Delta  Trafo  dan  Bushing  Kasus  khusus  Tangen  Delta  Negatif  Oleh :  Arief  Setyowibowo.” https://123dok.com/document/y937owjy-pengujian-tangen-delta-trafo-bushing-tangen-negatif-setyowibowo.html (accessed Nov. 11,
2021).
[10]  A.  Hak im,  “Analisis  Penurunan  Kinerja  Transformator  Daya  20  MVA  di  Gardu  Induk  Sungai  Juaro  Terhadap  Tahanan  Isolasi  Akibat Permbahasan,” S-1, 021008 Universitas Tridinanti Palembang, 2020. Accessed: Nov.  11, 2021. [Online]. Available: http://repository.univ- tridinanti.ac.id/1847/