## ANALISA SISA UMUR PAKAI TRANSFORMATOR 6,6 KV DI PT. PERTA-SAMTAN GAS SUNGAI GERONG

## CHOIRUL RIZAL (1), RIDHO ANGGI (2)
1,2 Dosen Pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Palembang

## ABSTRAK
PT. Perta-Samtan Gas memiliki dua buah transformator yang berperan sangat penting sebagai  penyalur  daya  untuk  kebutuhan  Kilang  LPG  setiap  harinya.  Penelitian  ini  akan membandingkan hasil perhitungan prediksi sisa umur pakai transformator 6,6 kVdi PT. Perta- Samtan  Gas  Sungai  Gerong  dengan  hasil  pengujian  kekuatan  dielektrik  pada  minyak transformator  menggunakan  alat  uji  Megger  OTS  60  SX.  Dari  hasil  pengujian  kekuatan dielektrik  dihasilkan  nilai  rata-rata  tegangan  tembus  masing-masing  transformator  adalah untuk  03-TRF-7101-A  sebesar  48,1  kV;  dan  03-TRF-7101-B  sebesar  56,6  kV.  Kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan sisa umur pakai masing-masing transformator adalah untuk  03-TRF-7101-A  sebesar  3,5  Tahun;  dan  03-TRF-7101-B  sebesar  3,8  Tahun. Berdasarkan  hasil  pengujian  kekuatan  dielektrik  dan  hasil  perhitungan  maka  dapat  terlihat bahwa semakin tinggi  nilai  tegangan tembus suatu transformator maka semakain  lama umur pakainya.

## Kata kunci : Transformator, Pengujian Kekuatan Dielektrik, Tegangan Tembus.

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
PT.  Perta-Samtan  Gas  memiliki  dua  buah  transformator  03-TRF-7101  A/B  dengan kapasitas 6,6 kV/400V yang berperan sangat penting sebagai penyalur daya untuk kebutuhan operasional  kilang  setiap  harinya,  didalam  transformator  permasalahan  terpenting  adalah isolasi  atau  dielektrik.  Bahan  dielektrik  yang  digunakan  berbahan  cair  yaitu  minyak transformator, yang berfungsi sebagai media isolasi serta pendingin pada transformator daya. Peningkatan  dan  penurunan  beban  transformator  menyebabkan  suhu  minyak  isolasi  akan berubah-ubah.  Kenaikan  suhu  akan  menimbulkan  gas-gas  dan  partikel  yang  akan menyebabkan minyak isolasi transformator mudah untuk terkontaminasi (2,3,4)
Operasional transformator tersebut pasti akan berkurang kehandalanya seiring dengan masa  pakainya.  Analisa  ini  akan  memprediksi  sisa  umur  pakai  transformator  dengan membandingkan  hasil  perhitungan  dengan  pengujian  dielektrik  pada  minyak  transformator menggunakan alat uji MEGGER OTS 60 SX.

## 1.2. Tujuan Penelitian
Adapun  tujuan  dari  pembahasan  penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  mengetahui  sisa umur  pakai  transformator  6,6  kV  di  PT.  Perta-Samtan  Gas  dengan  membandingkan  hasil pengujian kekuatan dielektrik dan perhitungan sisa umur pakai tranformator
.

## 1.3. Manfaat Penelitian
1. Dapat  merawat  transformator  dengan  baik  dengan    mengetahui  sisa  waktu      pakai transformator tersebut.
2. Dapat mengetahui standar pengujian kekuatan dielektrik pada minyak   transformator.
3. Dapat mengetahui sebab-sebab terjadi kegagalan minyak isolasi pada transformator.

## 1.4. Ruang Lingkup Penelitian
Penekanan  materi  pembahasan  adalah  bagaimana  cara  menentukan  atau  memperhitungkan usia Transformator berdasarkan bahan isolasi yang digunakan dan tegangan tembus dielektrik.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## a. Transformator Daya
Transformator  daya  adalah  suatu  peralatan  tenaga  listrik  yang  berfungsi  untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya

## b. Stuktur Minyak Transformator
Sifat Fisika Isolator Minyak
Sifat-sifat fisika isolator minyak yang penting adalah sebagai berikut:
1. Kejernihan (Appearance)
Minyak  tidak  boleh  mengandung  suspensi  atau  endapan (sediment) yang  akan mengkontaminasi  kemurnian  minyak.  Semakin  jernih  warna  minyak  maka  semakin murni  minyak  tersebut  dari  kontaminan,  semakin  gelap  warnanya  maka  semakin maka semakin banyak terkontaminasi (3,4,6,7) .
Gambar 1. Degradasi warna minyak transformator akibat kontaminan
2. Konduktivitas Panas (Thermal Conductivity)
3. Kekentalan (Viscosity)
Kekentalan merupakan suatu tahanan dari cairan untuk mengalir kontinu dan merata.
4. Koefisien Muai Volum Minyak akan memuai sebanding dengan kenaikan temperaturnya.
5. Masa Jenis (Spescific Mass)
Masa jenis isolator minyak mineral ini lebih kecil dibanding air.
6. Titik Nyala (Flash Point)
7. Titik Tuang (Pour Point)
8. Titik Api (Fire Point)
9. Kekuatan Pelarut (Solvent Power)
10. Sifat Mudah Terbakar (Falmmability)
Sifat Listrik Isolator Minyak
Sifat-sifat listrik isolator minyak adalah:
1. Tegangan tembus
2. Faktor Rugi-rugi Dielektrik
.
Persamaan faktor rugi-rugi dielektrik (tan )
( )
Keterangan :
Tan = faktor Rugi-rugi dielektrik R = Nilai tahanan C = Rugi- rugi dielektrik isolasi = fekuensi sudut (rad/s) = Tegangan awal

## a. Kegagalan Minyak Isolasi Transformator
Kegagalan minyak isolasi transformator dapat disebabkan oleh beberapa hal yaitu: 1. Partikel Padat
2. Uap Air ( moisture )
3. Gelembung Gas
Kegagalan gelembung merupakan bentuk kegagalan isolasi zat cair yang disebabkan oleh gelembung-gelembung gas didalamnya. Medan listrik dalam gelembung gas yang ada dalam isolasi zat cair sebesar (3,4,5) :
( )
Keterangan:
Dengan adalah permitivitas zat  cair dan adalah  medan  listrik  dalam zat cair  tanpa  gelembung.  Bila sama  dengan  batas  ionisasi  gas,  maka  akan  terjadi lucutan  pada  gelombang.  Hal  ini  akan  mempercepat  pembentukan  gas  karena dekomposisi  zat  cair  dan  dapat  mengakibatkan  kegagalan  isolasi  yang  berakibat kegagalan operasi pada transformator.
4. Luas Permukaan
. Hal ini ditunjukan pada persamaan berikut:

## ( )
Keterangan : Q  = Muatan A  = Luas Permukaan Konduktor
Dapat  ditarik  suatu  persamaan  baru  yang  berisi  komponen  panjang  ruang  celah dan komponen kekuatan peristiwa kegagalan pada benda cair (6), yaitu:
( )
Keterangan : d   : Panjang ruang celah. A   : Konstanta. n   : Juga konstanta yang nilainya < 1.

## b. Perhitungan Sisa Umur Pakai Transformator
Pada dasarnya perhitungan yang tepat serta management yang baik dari transformator akan  meningkatkan  keandalan    sistem  tenaga  listrik  sehingga  kontinuitas  pelayanan transformator dapat digunakan (3,6,7)
Persentase Arus :

## ( )
Persentase Tegangan :

## ( )
Persentase Daya :

## ( )
Catatan :
P input = I beban x V beban x Cos Nilai Error :

## ( )
Catatan : P* = Jumlah Nilai Persentase = I % + V % + P % Sisa Waktu Pakai Minyak Transformator :
( )
Catatan :
Prediksi  waktu  pemakaian  minyak  transformator  adalah  5  tahun  (100  %)  5  Tahun  =  1825 Hari.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Pada  penelitian  ini  digunakan  metode  observasi  dilapangan,  pengambilan  data-data  Perta- Samtan  Sungai  Gerong  ,  lalu  dilakukan  perhitungan  serta  analisis    lalu    disimpulan    hasil  akhir  dari penelitian ini.

## IV. HASIL & PEMBAHASAN

## 4.1. Hasil Pengujian Dan Pengukuran
Tabel 1. Hasil pengujian dielektrik dengan MEGGER OTS 60 SX

## NO. TRANSFORMATOR
METH VBD (kV) RATA- RATA KETERANGAN 1 03-TRF-7101-A 6,6 kV / 400 IEC 60156 37.2 40.4 kV Warna  : Kuning Pucat Minyak : NYAS (Nytro Libra) Electroda GAP 2,5 mm 43.7 41.6 39.3 40.6 39.8 2 03-TRF-7101-B 6,6 kV / 400 IEC 60156 50.2 47.8 kV Warna : Jernih Minyak : NYAS (Nytro Libra) Electroda GAP 2,5 mm 47.7 44.6 46.5 51.8 46.2
Tabel 2. Hasil Pengukuran 03-TRF-7101-A
03-TRF-7101-A No. I Input (A) I Beban (A) V Input (V) V Beban (V) Daya Beban (kW) 1 109.34 58.76 6600 6594.85 330.73 2 109.34 61.80 6600 6596.48 336.65 3 109.34 56.35 6600 6588.76 320.84 4 109.34 60.78 6600 6592.69 335.56 5 109.34 55.43 6600 6583.47 318.25 SUM 546.7 293.12 33000 32956.25 1642.03 AVE 109.34 58.62 6600 6591.25 328.41
Tabel 3. Hasil Pengukuran 03-TRF-7101-B 03-TRF-7101-B No. I Input (A) I Beban (A) V Input (V) V Beban (V) Daya Beban (kW) 1 109.34 53.45 6600 6596.79 295.64 2 109.34 56.26 6600 6598.85 302.42 3 109.34 49.38 6600 6594.75 280.55 4 109.34 50.62 6600 6597.86 286.21 5 109.34 47.21 6600 6594.64 275.64 SUM 546.7 256.92 33000 32982.89 1440.46 AVE 109.34 51.38 6600 6596.58 288.09

## 4.2. Perhitungan Sisa Umur Pakai Transformator
Dari data pengukuran transformator diatas, maka dapat dihitung sisa umur pakai transformator tersebut dengan hasil sbb:
Tabel 4 . Perhitungan Sisa Umur Pakai 03-TRF-7101-A No %  Arus % Tegangan % Daya % Error 1 46,39 0,13 0,0030 41,84
Prediksi Sisa Umur Pakai Transformator :
Dari hasil perhitungan diatas berarti transformator tersebut waktu kinerjanya telah mencapai 41.85 %. Sehingga dapat diprediksi sisa umur pakai 03-TRF-7101-A sebagai berikut.

## (          )
(2 Tahun 11 Bulan)
4.2.2. Perhitungan Sisa Umur Pakai 03-TRF-7101-B
Tabel 5 . Perhitungan Sisa Umur Pakai 03=TRF-7101-B No %  Arus % Tegangan % Daya % Error 1 53 0,052 0,0035 33,68
Prediksi Sisa Umur Pakai Transformator :
Dari hasil perhitungan diatas berarti transformator tersebut waktu kinerjanya telah mencapai 33.68 %. Sehingga dapat diprediksi sisa umur pakai 03-TRF-7101-B sebagai berikut.

## (          )
(3 tahun 4 Bulan) Tabel 6. Perbandingan Parameter Ukur Sebagai Pembanding PARAMETER 03-7101-A 03-7101-B Warna Kuning Pucat Jernih VBD (kV) 40.4 47.8 Sisa Waktu Pakai 2.9 3.3 kW Beban (%) 53.11 40.01 Lingkungan Kering Kering Inspeksi Suhu Tinggi Suhu Normal
Berikut ini digambarkan grafik sebagai pembanding antara tegangan tembus, persentase daya beban, dan sisa umur pakai transformator :
Gambar 2. Perbandingan antara VBD dengan Sisa Umur Pakai Transformator
Gambar 3. Perbandingan antara %  kW dengan Sisa Umur Pakai Transformator

## 4.4. Analisa Hasil Pengujian Dan Perhitungan
Dari  hasil  pengujian  kedua  transformator  diatas  maka  dapat  dibandingkan  dengan  hasil perhitungan sisa umur pakai transformator. Dalam penelitian ini, ada beberapa parameter yang dapat dijadikan acuan, yaitu :
1. Warna minyak transformator.
2. Tegangan tembus hasil pengujian dielektrik.
3. Kapasitas beban.
4. Suhu pada transformator.
5. Keadaan lingkungan.
6. Inspeksi operasional transformator.

## 4.4.1. Analisa Berdasarkan Warna
Bila  dilihat  dari  perspektif  warna  minyak,  maka  semakin  jernih  warna  minyak mengindikasikan semakin baik kualitas minyak tersebut. Dari sampel minyak yang diuji terdapat dua warna  yang  berbeda  untuk  masing-masing  transformator,  yaitu  kuning  pucat  dan jernih. Maka  dapat disimpulkan sebagai berikut :
40.4 47.8 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 03-TRF-7101-A 03-TRF-7101-B Si sa Um u r Pakai (Tah u n )
Tegan gan Tem b u s (k V) VBD Sisa Umur Pakai 53.11 40.01 0 1 2 3 4 5 6 0 10 20 30 40 50 60 03-TRF-7101-A 03-TRF-7101-B Si sa Um u r Pakai
(Tah u n )
K ap asi tas B e b an (% ) kW Beban
Sisa Umur Pakai
1. Minyak  berwarna  kuning  pucat  (03-TRF-7101-A)  memiliki  kekuatan  dielektrik  lebih  rendah dibandingkan dengan minyak berwarna jernih.
2. Minyak berwarna jernih (03-TRF-7101-B) memiliki kekuatan dielektrik paling baik.
Dari  hasil  analisa  diatas,  terbukti  bahwa  minyak  dengan  warna  yang  lebih  jernih  memiliki  kekuatan dielektrik yang lebih tinggi dikarenakan lebih sedikitnya – kontaminan dibandingkan dengan minyak yang berwarna lebih gelap.

## 4.4.2. Analisa Berdasarkan Tegangan Tembus
Bila dilihat dari sisi tegangan tembusnya dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi teganggan tembus  suatu  minyak  maka  semakin  baik  kekuatan  dielektriknya,  sehingga  semakin  lama  pula transformator  tersebut  dapat  beroperasi  dalam  keadaan  normal.  Hal  itu  terbukti  dari  hasil  pengujian dielektrik pada kedua transformator 6,6 kV yang telah dilakukan, yaitu :
1. Dari  hasil  pengujian  didapat  tegangan  tembus  03-TRF-7101-A  sebesar  40.4  kV.  Hasil  ini merupakan  lebih  rendah  dari  pada  tegangan  tembus  03-TRF-7101-B.  Hasil  perhitungan  sisa umur pakai transformator 03-7101-A sebesar 2.9 tahun yang juga lebih rendah dibandingkan dengan trafo 03-7101-B.
2. Transformator  03-7101-B  memiliki  kekuatan  dielektrik  yang  masih  besar  dibandingkan dengan 03-TRF-7101-A yaitu 47.8 kV, dengan sisa umur pakai transformator 3.3 tahun yang juga merupakan nilai lebih besar.

## 4.4.3. Analisa Berdasarkan Kapasitas Beban
Persentasi  kapasitas  rata-rata  beban  yang  dilayani  kedua  transformator  tersebut  berbeda,  hal ini  dapat  menyebabkan  perbedaan  penurunan  umur  pakai  transformator  seperti  yang  terjadi  pada kedua transformator yang diuji yaitu :
1. Rata-rata kapasitas beban yang dilayani 03-TRF-7101-A adalah 328.41 kW atau 53.11 % dari kapasitas  beban  desainya  (720  kW).  Hal  ini  menyebabkan  laju  penurunan  umur  pakai transformator lebih cepat – dibandingkan dengan transformator 03-7101-B.
2. Rata-rata  kapasitas  beban  yang  dilayani  03-7101-B  adalah  288.09  kW  atau  40  %  dari kapasitas  beban  desainya  (720  kW).  Hal  ini  menyebabkan  laju  penurunan  waktu  pakai transformator lebih lambat dibandingkan dengan transformator 03-7101-A.

## 4.4.4. Analisa Berdasarkan Inspeksi Peralatan
1. 03-TRF-7101-A  :  Keadaan  lingkungan  transformator  kering,  tidak  ada  indikasi  kebocoran pada transformator, suhu pada transformator berkisar antara 38-45 .
2. 03-TRF-7101-B  :  Keadaan  lingkungan  transformator  kering,  tidak  ada  indikasi  kebocoran pada transformator, suhu pada transformator berkisar antara 27-35 .
3. Suhu yang lebih tinggi pada 03-TRF-7101-A bisa saja dijadikan indikasi awal bahwa kualitas minyak transformator sudah mulai menurun.

## V. Kesimpulan
Berdasarkan  Hasil  Penelitian  ini  bahwa    sisa  umur  pakai  transformator  dan  pengujian dielektrik minyak transformator dengan menggunakan Megger OTS 60 SX, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Kualitas kinerja suatu transformator salah satunya dapat dilihat dari kualitas minyak isolasinya yang bisa di uji kekuatan dielektriknya. Selain kekuatan dielektriknya, kualitas transformator juga  dapat  diidentifikasi  melalui  beberapa  parameter  seperti  warna  minyak,  kapasitas  beban, dan keadaan lingkungan.
2. Didapat  bahwa  kejernihan  minyak  suatu  transformator  mengindikasikan  kualitas  isolasi minyak  tersebut.  Semakin  jernih  minyak  transformator  maka  semakin  tinggi  kekuatan dielektrik minyak tersebut karena semakin sedikit kontaminan yang terkandung di dalamnya.
3. Bila  hasil  pengujian  kekuatan  dielektrik  dibandingkan  dengan  hasil  perhitungan  sisa  umur pakai transformator, maka terlihat bahwa semakin tinggi nilai tegangan tembus minyak suatu transformator  maka  semakin  lama  kemampuan  transformator  tersebut  dapat  bekerja  dalam kondisi normal.
4. Bahwa kapasitas beban berbanding terbalik dengan waktu pakai transformator, semakin tinggi presentase  kapasitas  beban  suatu  transformator  maka  semakin  singkat  waktu  transformator tersebut bekerja dalam keadaan normal.

## DAFTAR PUSTAKA
1. A. Edminister Joseph, MSE,  Electric Cirkuits,Schaum’s Outline of Theory And Problems
McGraws-Hill Internasional Book Kompani, 1972, New York.
2. Abdul Kadir, Prof,Ir., Pengantar Teknik Tenaga Listrik, Jakarta. 1983
3. Bonggas,  L.  Tobing,  Dasar  Teknik  Pengujian  Tegangan  Tinggi,  Gramedia  Pustaka  Utama, Jakarta, 2003
4. Abdul  Salam,  M.,  Anis,  H.,  El-  Morshedy,  A,  Rsdwan,R,  Hight  Voltage  Engeneering,  Mrcel Dekker, Inc, New-York, 2000
5. Arismunandar, A, Dr. Teknik Tegangan Tinggi, Ghalia Indonesia, Jakarta, 1983
6. Naidu, M. S, and Kuramaju, V., Hight Voltage Engeneering, McGraw-Hill New Delhi, 1995
7. P3B, 2003” Panduan Pemeliharaan Trafo Tenaga, P.T. Pln , Jakarta