studi pemeliharaan gardu portal di penyulang gg 1 …
TRANSCRIPT
LAPORAN TUGAS AKHIR
STUDI PEMELIHARAAN GARDU PORTAL DI PENYULANG GG 1 DAERAH KERJA PT PLN (PERSERO) ULP MEDAN
HELVETIA
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Derajat Ahli Madya (A.Md) Politeknik Negeri Medan
Diajukan oleh:
MUHAMMAD IHZA HANINDERA NIM: 1605033030
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN
2019
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt,karena atas rahmat dan
kemudahan dari-Nya penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini
dengan baik.
Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “Studi Pemeliharan Gardu Portal di
Penyulang GG 1 Daerah Kerja di PT. PLN (Persero) Unit Layanan Pelanggan
Medan Helvetia” merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap
Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik Politeknik
Negeri Medan dalam menyelesaikan program pendidikan Diploma (D3).
Dalam penyelesaian Laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bimbingan, bantuan, dan dukungan yang berharga dari berbagai pihak sehingga
penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis
mengucapkan terima kasih banyak kepada :
1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T. , selaku Direktur Politeknik Negeri Medan,
2. Bapak Nobert Sitorus, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Medan,
3. Bapak Suparmono,S.T.,M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Medan,
4. Bapak Jusuf Purba, selaku Kepala Bengkel Program Studi Teknik Listrik,
5. Bapak Masrul, selaku Kepala Laboratorium Program Studi Teknik Listrik,
6. Bapak Drs. Bahtera Tarigan, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, bimbingan maupun saran
pada penulis,
7. Bapak/Ibu Dosen beserta Staf Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Medan yang telah membreikan bekal ilmu dan
bimbingan,
i
8. Ibu Emmy Robiyah selaku Manager PT. PLN ( Persero ) ULP Medan
Helvetia,
9. Bapak Hisar Simbolon selaku Supervisor Teknik di PT. PLN ( Persero ) ULP
Medan Helvetia,
10. Bapak/Ibu Staf pegawai PT. PLN ( Persero ) ULP Medan Helvetia dan
teman-teman yang tidak bisa penulis sebut satu persatu,
11. Orang tua dan keluarga penulis yang selalu memberikan dukungan dan doa,
12. Serta teman-teman Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Listrik
terkhusus kelas EL-6E yang telah membantu dalam penyusunan laporan tugas
akhir ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak hal yang harus disempurnakan dalam
penulisan serta penyusunan laporan tugas akhir ini, maka penulis mengharapkan
kritik serta saran yang bersifat membangun. Semoga laporan ini bermanfaat bagi
kita semua.
Medan, 10 Agustus 2019
Muhammad Ihza Hanindera NIM. 1605033003
ii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN......................................................................................i
KATA PENGANTAR.............................................................................................ii
DAFTAR ISI ..........................................................................................................iv
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii
DAFTAR TABEL...................................................................................................ix
DAFTAR LAMPIRAN............................................................................................x
ABSTRAK..............................................................................................................xi
BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah .............................................................................................. 2
1.4 Tujuan Tugas Akhir ......................................................................................... 2
1.5 Manfaat Tugas Akhir ....................................................................................... 2
1.6 Metode Pengumpulan Data .............................................................................. 3
1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................................... 3
BAB 2 LANDASANTEORI .................................................................................. 5
2.1 Sistem Tenaga Listrik ...................................................................................... 5
2.2 Jaringan Tegangan Menengah ......................................................................... 7
2.3 Gardu Distribusi ............................................................................................... 8
2.4 Jenis-Jenis Gardu Distribusi .......................................................................... 10
2.4.1 Gardu Beton .........................................................................................10
2.4.2 Gardu Portal.........................................................................................12
2.4.3 Gardu Cantol ........................................................................................13
2.5 Konstruksi Gardu Portal ................................................................................ 15
2.6 Komponen-Komponen Gardu Portal ............................................................. 18
2.7 Pembagian Kapasitas Transformator dan PHB TR pada Gardu Portal ......... 22
2.8 Pengaman Gardu Portal ................................................................................. 24
2.8.1 Lightning Arrester ................................................................................ 24
2.8.2 Fuse Cut Out (FCO) ............................................................................ 27
iii
2.8.3 Fuse Tegangan Rendah ......................................................................... 30
2.9 Pentanahan Pada Gardu Portal ....................................................................... 31
2.9.1 Fungsi atau Kegunaan dari Pentanahan ................................................ 32
2.9.2 Teknik Sistem Pentanahan .................................................................... 32
2.9.3 Elektroda Pentanahan ........................................................................... 33
2.10 Gangguan-gangguan Pada Gardu Transformator Portal .............................. 39
BAB 3 PENGUMPULAN DATA ....................................................................... 45
3.1 Pendahuluan ................................................................................................... 45
3.2 Kondisi Instalasi (Data Visualisasi) ............................................................... 48
3.2.1 Gardu Distribusi MH-091 .................................................................... 49
3.3 Pengukuran Beban ......................................................................................... 52
3.3.1 Pengukuran Beban MH-091 ................................................................ 54
3.4 Pengukuran Resistansi Pembumian .............................................................. 55
3.4.1 Hasil Pengukuran Resistansi Pembumian Gardu MH-091 ................. 57
3.5 Gangguan Lain yang Terdapat di Gardu Portal ..............................................57
BAB 4 PEMELIHARAAN GARDU PORTAL .................................................. 60
4.1 Peralatan Kerja ............................................................................................... 60
4.2 Perlengkapan K3 ............................................................................................ 60
4.3 Peralatan Bantu .............................................................................................. 61
4.4 Material yang Dibutuhkan .............................................................................. 62
4.5 Langkah Kerja.................................................................................................62
4.6 Analisa Penyebab Kerusakan Transformator..................................................65
4.7 Upaya Minimalisasi Kerusakan Transformator ............................................. 67
4.7.1 Upaya Yang Dilakukan Untuk Mengurangi Transformator Rusak
Akibat Overload ................................................................................. 67
4.7.1.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Overload ................. 68
4.7.2 Upaya Yang Dilakukan Untuk Kasus Transformator Rusak Akibat
Gangguan Internal .............................................................................. 70
4.7.2.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Gangguan Internal ... 71 iv
4.7.2.2 Tindakan Pemeliharaan .................................................................... 72
4.8 Proses Perbaikan Pengukuran Pembumian......................................................73
4.9 Pemasangan Elektroda Pentanahan..................................................................78
4.10 Proses Pemeliharaan Komponen yang Lain Pada Gardu Portal ...................83
4.11 Jadwal Pemeliharaan.....................................................................................85
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN ..................................................................... 89
5.1 Simpulan ........................................................................................................ 89
5.2 Saran ......................................................................................................... 89
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 90
LAMPIRAN .......................................................................................................... 91
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Ruang Lingkup Sistem Tenaga Listrik ............................................... 5
Gambar 2. 2 Gardu Beton ..................................................................................... 11
Gambar 2. 3 One Line Diagram Gardu Beton ...................................................... 11
Gambar 2. 4 Gardu Portal ..................................................................................... 12
Gambar 2. 5 Single Line Diagram Gardu Portal ................................................... 13
Gambar 2. 6 Gardu Cantol .................................................................................... 14
Gambar 2. 7 Single Line Diagram Gardu Cantol .................................................. 14
Gambar 2. 8 Gardu Kios ....................................................................................... 15
Gambar 2. 9 Konstruksi Gardu Portal ................................................................... 16
Gambar 2. 10 Diagram Pengawatan Gardu Portal ................................................ 17
Gambar 2. 11 Penghantar (Konduktor) ................................................................. 18
Gambar 2. 12 Tiang Listrik ................................................................................... 18
Gambar 2. 13 Cross Arm....................................................................................... 19
Gambar 2. 14 Isolator ............................................................................................ 19
Gambar 2. 15 Lightning Arrester .......................................................................... 20
Gambar 2. 16 Fuse Cut Out ................................................................................... 20
Gambar 2. 17 Transformator Distribusi ................................................................ 21
Gambar 2. 18 Low Voltage Cabinet...................................................................... 22
Gambar 2. 19 NH Fuse .......................................................................................... 22
Gambar 2. 20 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 2 Jurusan ..................... 23
Gambar 2. 21 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 4 Jurusan ..................... 24
Gambar 2. 22 Pemasangan LA sebelum FCO....................................................... 26
Gambar 2. 23 Pemasangan LA setelah FCO ......................................................... 27
Gambar 2. 24 a) Fuse Cut Out b) Fuse Link ......................................................... 28
Gambar 2. 25 NH Fuse .......................................................................................... 30
Gambar 2. 26 Standart Resistansi Pembumian PLN ............................................. 34
Gambar 2. 27 Elektroda Batang ............................................................................ 34
Gambar 2. 28 Elektroda Plat ................................................................................. 35
Gambar 2. 29 Elektroda Pita ................................................................................. 36
vi
Gambar 2. 30 Pembumian Gardu Portal ............................................................... 38
Gambar 2. 31 Mega Ohm Meter (Megger) ........................................................... 42
Gambar 3. 1 Daftar Batas Pengaman Transformator Distribusi........................... 47
Gambar 3. 2 Ketidaknormalan Instalasi ................................................................ 48
Gambar 3. 3 Kebocoran Minyak Transformator ................................................... 48
Gambar 3. 4 Ketidaknormalan Sistem Proteksi dan Grounding ........................... 49
Gambar 3. 5 a) Gardu Distribusi MH-091 b) LVC Gardu MH-091 .................... 49
Gambar 3. 6 Clamp Meter Digital ......................................................................... 53
Gambar 3. 7 Pengukuran Beban Transformator .................................................... 54
Gambar 3. 8 Earth Tester ...................................................................................... 56
Gambar 3. 9 Pengukuran Resistansi Pembumian Transformator ......................... 57
Gambar 3. 10 Fuse Tube Tidak Terpasang ........................................................... 58
Gambar 3. 11 LVC Yang Tidak Terpelihara ......................................................... 59
Gambar 3. 12 Kawat Grounding Tidak Terpasang ............................................... 59
Gambar 4. 1 Peralatan Kerja dan Perlengkapan K3 di ULP Medan Helvetia........61
Gambar 4. 2 Ketidaksesuaian Proteksi pada Gardu Portal yang Lain .................. 67
Gambar 4. 3 Rangkaian Paralel Elektroda Pentanahan ......................................... 74
Gambar 4. 4 Elektroda Batang .............................................................................. 75
Gambar 4. 5 Kawat AAAC 70 mm2 ...................................................................... 76
Gambar 4. 6 H-Type sebagai Connector ............................................................... 76
Gambar 4. 7 Palu/martil ........................................................................................ 77
Gambar 4. 8 Tang Press ........................................................................................ 77
Gambar 4. 9 Menghubungkan Kawat A3C dengan Batang Elektroda dengan H-
type ........................................................................................................................ 79
Gambar 4. 10 Perbaikan Pengukuran Resistansi Pentanahan setelah Penanaman
Elektroda ............................................................................................................... 83
Gambar 4. 11 Penggantian PHB-TR yang kropos dan rusak ................................ 84
Gambar 4. 12 PHB-TR yang telah dibersihkan..................................................... 84
Gambar 4. 13 Proses Penggantian Isolator Tumpu dan Hang Tarik ..................... 85
Gambar 4. 14 Pengukuran transformator pada saat berbeban ............................... 87
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Besar Arus Kumparan Transformator .................................................. 29
Tabel 2. 2 Rating Fuse Link .................................................................................. 29
Tabel 2. 3 Rating NH Fuse .................................................................................... 31
Tabel 2. 4 Faktor Koreksi Suhu Belitan ................................................................ 43
Tabel 3. 1 Data Jumlah Transformator Rusak Thn 2015 s.d. Bulan Mei 2019..... 46
Tabel 3. 2 Data Transformator Yang Rusak Januari s.d. Mei 2019 ...................... 46
Tabel 3. 3 Nameplate Transformator MH-091...................................................... 50
Tabel 3. 4 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Setelah Transformator Rusak ....... 51
Tabel 3. 5 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Transformator Pengganti .............. 51
Tabel 4. 1 Persentase Kapasitas Terpakai Transformator (%) .............................. 65
viii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Single Line Diagram Feeder Keseluruhan ULP Medan Helvetia
Lampiran 2 Single Line Diagram Penyulang GG 1
Lampiran 3 Foto-Foto Kegiatan Pemeliharaan di ULP Medan Helvetia
ix
ABSTRAK
Gardu distribusi adalah sebuah komponen penting dalam penyaluran distribusi
listrik yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari tegangan menengah ke
tegangan rendah untuk disalurkan dan digunakan oleh pelanggan. Pada gardu
distribusi tipe portal terdapat beberapa komponen listrik Antara lain Fuse Cut
Off (FCO), Lightning Arrester, Transformator distribusi, dan PHB-TR. Pada
PHB-TR ada NH fuse, bussbar, dan lain-lain seperti yang ada pada gardu portal
MH-091. Disini penulis menjelaskan tentang pemeliharaan gardu portal MH-091
di penyulang GG 1 yang terletak didaerah Medan Helvetia dan merupakan
penyulang yang dimiliki oleh PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.
Pemeliharaan gardu portal yang ditelusuri oleh penulis yaitu tentang persiapan,
perlengkapan, material dan lainnya yang dibutuhkan pada saat pemeliharaan dan
juga penulis menjelaskan tentang pengukuran beban yang dilakukan di PT PLN
(Persero) ULP Medan Helvetia. Pemeliharaan komponen-komponen yang ada di
gardu portal, perbaikan pengukuran pada sistem pembumian yang ada di gardu
portal serta upaya yang dilakukan agar tidak terjadi gangguan pada komponen-
komponen yang ada di gardu portal.
Kata kunci: Gardu Distribusi, Gardu Portal, Pemeliharaan
xi
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gardu portal adalah jenis gardu tiang, dimana transformator dan
keseluruhan instalasinya dipasang pada 2 buah tiang. Gardu Portal terdiri dari
peralatan pengaman Fuse Cut-Out (FCO) dengan elemen pelebur sebagai
pengaman hubung singkat transformator, Lightning Arrester (LA) sebagai sarana
pencegah naiknya tegangan pada transformator akibat surja petir,Elekroda
pembumian dipasang pada masing-masing lightning arrester dan pembumian titik
netral transformator sisi Tegangan Rendah. Kedua elekroda pembumian tersebut
dihubungkan dengan penghantar yang berfungsi sebagai ikatan penyama potensial
(mencegah timbulnya tegangan sentuh) yang dipasang di bawah tanah.
Pemeliharaan dilakukan untuk memeriksa komponen-komponen yang ada di
gardu portal agar tidak terjadi gangguan. Dalam kurun waktu yang relatif singkat
telah terjadi beberapa gangguan khususnya transformator pada gardu portal di PT.
PLN Rayon Medan Helvetia. Adapun hal-hal yang menjadi analisa transformator
tersebut tidak bekerja sebagaimana mestinya adalah kemungkinan adanya
tegangan lebih yang dapat disebabkan oleh gangguan petir maupun proses
switching, gangguan hubung singkat, gangguan kegagalan minyak, overload dan
beban tidak seimbang, isolator dan bushing kotor dan retak. Tidak hanya itu perlu
diperiksa komponen yang lain juga seperti Fuse Cut-Out, Lightning Arrester, dan
juga peralatan yang ada PHB-TR.
Laporan akhir ini menganalisis tentang pemeliharaan yang terjadi pada
gardu portal. Analisis yang dilakukan berdasarkan pengamatan secara fisik pada
transformator distribusi dan peralatan proteksi pada gardu portal, serta melalui
pengukuran variabel transformator. Penganalisisan dilakukan melalui studi kasus
pada transformator distribusi gardu portal. Oleh karena itu, penulis terdorong
untuk membuat tugas akhir dengan judul:
1
“Studi Pemeliharaan Gardu Portal Di Penyulang GG1 Daerah Kerja PT. PLN
(Persero) ULP Medan Helvetia .”
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam laporan tugas akhir ini yaitu :
1). Bagaimana pengawatan yang ada di gardu portal ?
2). Bagaimana sistem pembumian yang ada di gardu portal ?
3). Bagaimana pemeliharaan gardu portal di PT PLN (Persero) ULP Medan
Helvetia ?
1.3 Batasan Masalah
Dalam pembahasan dan penulisan laporan tugas akhir ini, penulis membatasi
permasalahan pada ruang lingkup :
1) Data visual serta pengaman gardu transformator distribusi tiang, data
pembebanan, dan pembumian transformator distribusi yang meliputi Gardu
Transformator Tiang MH 091 / 100 kVA.
2) Pemeliharaan komponen-komponen pada gardu portal.
3) Kontruksi pemasangan sistem pembumian pada gardu portal.
4) Jadwal pemeliharaan gardu portal.
1.4 Tujuan Tugas Akhir
Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini antara lain:
a) Mengetahui pengawatan yang ada di gardu portal.
b) Mengetahui sistem pembumian yang terkait dengan gardu portal.
c) Mengetahui bagaimana pemeliharaan gardu portal yang dilaksanakan di PT
PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.
1.5 Manfaat Tugas Akhir
Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat untuk :
a) Bagi penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan pengalaman.
b) Bahan ajar bagi mahasiswa yang ingin membahas hal yang sama.
c) Dapat digunakan sebagai dasar dalam mengambil tindakan untuk melakukan 2
penanganan dalam menghadapi kasus-kasus gangguan yang ada di gardu
portal pada wilayah kerja PT.PLN (Persero) ULP Medan Helvetia.
d) Dapat mengidentifikasi gangguan lebih awal, sehingga dapat melakukan
tindakan pencegahan.
1.6 Metode Pengumpulan Data
Adapun metode pengumpulan data yang akan diterapkan oleh penulis dalam
penyelesaian laporan Tugas Akhir ini sekaligus di dalam pengambilan data
sebagai berikut :
1) Metode Kepustakaan
Dengan membaca buku – buku yang dapat dijadikan referensi sebagai pendukung
dalam pembahasan masalah yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.
2) Metode Interview
Metode ini merupakan pengumpulan data dengan cara berkomunikasi dengan
narasumber yang mengerti tugas akhir ini.
3) Metode Diskusi
Melakukan konsultasi kepada dosen pembimbing, dan teman-teman yang
mengetahui tentang pembahasan yang berkaitan dengan judul tugas akhir ini.
4) Metode Observasi
Dengan melakukan pengamatan dan pengukuran secara langsung ke lokasi
transformator secara berkala, untuk kemudian data tersebut diteliti.
1.7 Sistematika Penulisan
Laporan ini ditujukan untuk memaparkan hasil pengamatan, pengukuran,
dan pengolahan data transformator distribusi. Untuk mempermudah pemahaman,
maka penulis menyusun tugas akhir ini dalam beberapa bab, yang masing-masing
bab mempunyai hubungan saling terkait dengan bab yang lain. Bab yang
terkandung dalam bab ini adalah sebagai berikut:
3
BAB 1 Pendahuluan Dalam bab ini berisikan mengenai Latar Belakang, Batasan Masalah, Rumusan
Masalah, Tujuan, Manfaat, Metode Pengumpulan Data, dan Sistematika
Penulisan.
BAB 2 Landasan Teori Dalam bab ini berisi tentang teori singkat dan teori pendukung tentang komponen-
komponen pada gardu portal yang memerlukan pemeliharaan..
BAB 3 Pengumpulan Data Dalam bab ini berisi tentang pemeliharaan gardu portal yang dilakukan di PT PLN
(Persero) ULP Medan Helvetia serta data-data pendukungnya, seperti data
transformator dan kondisi umum transformator.
BAB 4 Analisa Data
Dalam bab ini berisi tentang analisa penyebab dan upaya mengurangi terjadinya
kerusakan pada komponen yang ada di gardu portal.
BAB 5 Simpulan dan Saran
Dalam bab ini berisi tentang simpulan dan saran dari keseluruhan pembahasan.
4
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Tenaga Listrik
Sistem Tenaga Listrik adalah kumpulan atau gabungan komponen-
komponen berupa alat-alat listrik seperti generator, transformator, saluran
transmisi, saluran distribusi dan beban yang saling berhubungan sehingga
membentuk suatu sistem dengan tujuan mendistribusikan energi listrik dari
pembangkit sampai ke konsumen seperti pada gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2. 1 Ruang Lingkup Sistem Tenaga Listrik
Tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat tenaga listrik seperti PLTA,
PLTP, PLTG, PLTU, PLTGU, PLTD, dan PLT lainnya kemudian disalurkan
melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu dinaikkan tegangannya oleh
transformator penaik tegangan (step up transformer) yang ada di pembangkit
listrik.
5
Pemberian nama PLTA, PLTU, PLTP, dan sebagainya yang umum
diberikan kepada unit pembangkit listrik di lingkungan PLN didasarkan atas
nama tenaga penggerak mulanya. PLTA misalnya, mesin pembangkit listriknya
(generator) yang ada di kawasan tersebut digerakan atau diputarkan oleh suatu
turbin penggerak yang berputar karena digerakkan oleh pergerakan aliran air
(turbin air) demikian juga halnya dengan PLTU, mesin pembangkit listriknya
digerakkan oleh turbin uap.
Saluran tenaga listrik yang menghubungkan pembangkit dengan gardu
induk (GI) dikatakan sebagai saluran transmisi karena saluran ini memakai
standar tegangan tinggi yang disebut sebagai saluran transmisi tegangan tinggi
yang kita kenal dengan saluran udara tegangan tinggi atau sering disingkat
dengan SUTT.
Setelah tenaga listrik disalurkan melalui saluran transmisi maka
sampailah tenaga listrik di Gardu Induk (GI) sebagai pusat beban untuk
diturunkan tegangannya melalui transformator penurun tegangan (step down
transfomer) menjadi tegangan menengah atau yang juga disebut sebagai
tegangan distribusi primer. Tegangan distribusi primer yang dipakai PLN
adalah 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa
tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV.
Jaringan distribusi primer yaitu jaringan tenaga listrik yang keluar dari GI
baik itu berupa saluran kabel tanah, saluran kabel udara atau saluran kawat
terbuka yang menggunakan standar tegangan menengah dikatakan sebagai
Jaringan Tegangan Menengah yang sering disebut dengan singkatan JTM dan
sekarang salurannya masing masing disebut SKTM untuk jaringan tegangan
menengah yang menggunakan saluran kabel tanah, SKUTM untuk jaringan
tegangan menengah yang menggunakan saluran kabel udara dan SUTM untuk
jaringan tegangan menengah yang menggunakan saluran kawat terbuka.
Setelah tenaga listrik disalurkan melalui jaringan distribusi primer maka
kemudian tenaga listrik diturunkan tegangannya dengan menggunakan
6
transformator distribusi (step down transformer) menjadi tegangan rendah
dengan tegangan standar 380/220 Volt. Pada sistem distribusi komponen yang
paling penting adalah transformator pada gardu distribusi. Transformator
distribusi merupakan suatu komponen yang sangat penting dalam penyaluran
tenaga listrik dari gardu distribusi ke pelanggan.
2.2 Jaringan Tegangan Menengah
Jaringan tegangan menengah berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik
dari pembangkit atau gardu induk ke gardu portal. Jaringan ini dikenal dengan
feeder atau penyulang. Tegangan menengah yang digunakan PT. PLN adalah 12
kv dan 20 kv antar fasa (VL-L).
Konstruksi JTM terdiri dari :
a. Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM)
SUTM merupakan jaringan kawat tidak berisolasi dan berisolasi. Bagian
utamanya adalah tiang (beton, besi), Cross arm, pin isolator, dan konduktor.
Konduktor yang digunakan adalah All Alloy Aluminium Conductor (AAAC),
berukuran 240 mm2, 150 mm2, 70 mm2 dan 35 mm2.
b. Saluran Kabel Tegangan Menegah (SKTM)
Kabel yang digunakan adalah berisolasi XLPE. Kabel ini ditanam langsung di
tanah pada kedalaman tertentu dan diberi pelindung terhadap pengaruh
mekanis dari luar. Kabel tanah ini memiliki isolasi sedemikian rupa sehingga
mampu menahan tegangan tembus yang ditimbulkan. Dibandingkan dengan
kawat pada SUTM maka kabel tanah banyak memiliki keuntungan diantaranya
:
1) Tidak mudah mengalami gangguan baik oleh cuaca dan binatang.
2) Tidak merusak estetika (keindahan) kota. 7
3) Pemeliharaannya hampir tidak ada.
SKTM juga memiliki beberapa kerugiannya antara lain:
1) Biaya pembuatan mahal.
2) Gangguan biasanya bersifat permanent.
3) Pencarian lokasi gangguan jauh lebih sulit dibandingkan menggunakan
sistem hantaran udara.
2.3 Gardu Distribusi
Gardu Distribusi adalah suatu bangunan gardu listrik berisi atau terdiri dari
instalasi Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Menengah (PHB-TM), Trafo
Distribusi, dan Perlengkapan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB-TR) untuk
memasok kebutuhan daya listrik bagi para pelanggan baik dengan Tegangan
Menengah (TM 20kV) maupun Tegangan Rendah (TR 220/380 V). Konstruksi
Gardu Distribusi dirancang berdasarkan optimalisasi biaya terhadap maksud dan
tujuan penggunaannya yang kadang kala harus disesuaikan dengan peraturan
pemerintah daerah setempat. Gardu distribusi berfungsi sebagai saluran
penghubung antara jaringan tegangan menengah dengan jaringan tegangan
rendah. Di dalam gardu distribusi terdapat tiga komponen penting, yaitu :
a. Kubikel 20 kV
Adalah seperangkat peralatan kelistrikan yang dipasang pada gardu-gardu
distribusi yang berfungsi sebagai pembagi, pemutus, penghubung, pengontrol,
dan proteksi sistem penyaluran tenaga listrik tegangan 20 kV. Adapun jenis-
jenis kubikel yang digunakan pada gardu distribusi antara lain : kubikel
pemisah (PMS), kubikel LBS (Load Break Switch), kubikel CB Out
Metering(PMT CB), kubikel PT (Potential Transformer), kubikel PGDB,
kubikel PB, dan kubikel B1 (terminal outgoing). ( Gardu Beton)
8
b. Transformator Distribusi
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan
mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian
listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip
induksi-elektromagnet.Transformator digunakan secara luas, baik dalam
bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam
sistem tenaga listrik yaitu untuk menaikan tegangan dari pembangkit listrik,
untuk ditransmisikan. Transformator juga dipakai untuk menurunkan
tegangan listrik yang akan didistribusikan. Digunakan untuk keperluan
pendistribusian tenaga listrik dari pusat listrik ke pemakaian beban. Fungsi
transformator distribusi adalah untuk menurunkan tegangan menengah (20
kV) menjadi tegangan rendah (380 V) sesuai dengan peralatan yang dipakai
konsumen.
Persamaan yang digunakan untuk menentukan daya transformator adalah
sebagai berikut :
IVS ..3= ........................................................................(2.1)
Dimana :
S = Daya Transformator (kVA)
V = Tegangan (V)
I = Arus (A)
Dengan demikian dalam menentukan arus beban penuh (Full Load)
digunakan persamaan sebagai berikut :
𝑰𝑰𝑭𝑭𝑭𝑭 = 𝑺𝑺√𝟑𝟑𝑽𝑽
............................................................................ (2.2)
Dimana :
IFL = Arus Beban Penuh (A)
V = Tegangan Sisi Sekunder Transformator (V)
9
Untuk menghitung persentase pembebanan transformator digunakan rumus
sebagai berikut :
%𝒃𝒃 = 𝑰𝑰𝒑𝒑𝒑𝒑𝑰𝑰𝑭𝑭𝑭𝑭
× 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏% ................................................................................. (2.3)
Dimana :
%b = Persentase Pembebanan (%)
Iph = Arus Fasa (A)
c. Peralatan Hubung Bagi Tegangan Rendah (PHB TR) / Rak TR
Berfungsi menghubungkan sisi sekunder (sisi TR) transformator distribusi
dengan hantaran TR. Dari rak TR ini tenaga listrik dibagi-bagikan ke setiap
jurusan kelompok pelanggan melalui penghantar. Bagian-bagian rak TR
antara lain : saklar utama (main switch), busbar, penjepit fuse (ground plate),
dan fuse (NH Fuse).
2.4 Jenis - Jenis Gardu Distribusi
1. Gardu Beton Atau Gardu Tembok
Yaitu sebuah Gardu yang seluruh komponen utama instalasinya seperti
Transformator dan Peralatan Proteksi terangkai di dalam sebuah bangunan
sipil yang di rancang di bangun dan di fungsikan dengan kontruksi pasangan
Batu Dan Beton. Kontuksi Bangunan Gardu ini bertujuan untuk memenuhi
persyaratan terbaik bagi sistem keamanan Ketenagalistrikan. Cara mudah
membedakanya yaiu Gardu ini lebih cenderung seperti bangunan sipil dan
memiliki Halaman cukup luas. Gardu beton mempunyai komponen penting
didalamnya seperti Kubikel, Transformator, Load Break Switch, dan PHB-
TR. Berikut adalah one line diagram pada gardu beton.
10
2. Gardu Tiang
Merupakan sebuh Gardu distribusi tenaga listrik yang komponen kontruksi
utamanya menggunakan Tiang, Tiang tersebut bisa berupa Tiang Beton Atau
Tiang Besi, yang memiliki kekuatan beban kerja sekurang kurangnya 500
dAn dan memiliki panjang 11, 12 bahkan 13 meter sesuai dengan kebutuhan
dan lokasi pendiriannya. Secara garis besarnya, Gardu Tiang ini ada 2 jenis,
yaitu :
a. Gardu Portal
Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik Tipe Terbuka ( Out-door ), dengan
memakai kontruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan Transformator
sekurang kurangya 3 meter di atas permukaan tanah. Dengan sistem
proteksi di bagian atas dan Papan Hubung Bagi Tegangan di bagian bawah
untuk memudahkan kerja teknis dan pemeliharaan. Gardu portal berbeda
dengan gardu beton yang memiliki kubikel didalamnya. Gardu portal juga
mempunyai komponen penting seperti Fuse Cut Out, Lightning Arrester,
Transformator, dan PHB-TR. Berikut adalah single line diagram pada
gardu portal.
Gambar 2. 4 Gardu Portal
12
Gambar 2. 5 Single Line Diagram Gardu Portal
b. Gardu Cantol
Yaitu Tipe Gardu Distribusi Tenaga Listrik dengan Transformator,
proteksi, dan Papan Hubung Bagi Tegangan Rendah ( PHBTR ) di
cantokan atau dipasang langsung pada tiang yang memiliki kekuatan
minimal 500 dAn. Sama halnya dengan gardu portal yang tidak memiliki
kubikel, gardu cantol juga memiliki kesamaan komponen seperti gardu
portal yaitu mempunyai Fuse Cut Out, Lightning Arrester, dan PHB-TR.
Berikut adalah single line diagram pada gardu cantol.
13
Gambar 2. 6 Gardu Cantol
Gambar 2. 7 Single Line Diagram Gardu Cantol
3. Gardu Kios / Gardu Metal Clad
Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik yang kontruksi pembuatanya terbuat
dari bahan kontruksi baja, fiberglas atau kombinasinya. Gardu ini dibangun di
lokasi yang tidak memungkinkan didirikanya Gardu Beton atau Gardu tembok.
14
Karna Sifatnya Mobilitas, maka kapasitas Transformator yang terpasang terbatas
yakni maksimum 400 Kva. Ada beberapa jenis Gardu Kios ini, seperti Gardu
Kios Kompak, Gardu Kios Modular dan Gardu Kios Bertingkat. Husus untuk
Gardu Kompak, Seluruh Komponen Utama Gardu sudah dirangkai selengkapnya
di pabrik, sehingga pembuatan gardu ini lebih cepat di banding pembuatan Gardu
Beton.
Gambar 2. 8 Gardu Kios
2.5 Konstruksi Gardu Portal
Gardu Portal merupakan salah satu dari Jenis Konrtuksi Gardu
Tiang, Yaitu Gardu Distribusi Tenaga Listrik Tipe Terbuka ( Out-door ), dengan
memakai kontruksi dua tiang atau lebih. Tempat kedudukan Transformator
sekurang kurangya 3 meter di atas permukaan tanah. Dengan sistem proteksi di
bagian atas dan Papan Hubung Bagi Tegangan di bagian bawah untuk
memudahkan kerja teknis dan pemeliharaan. Transformator dipasang pada tiang
listrik dan menyatu dengan jaringan listrik. Untuk mengamankan transformator
dan sistemnya, gardu dilengkapi dengan unit-unit pengaman. Karena tegangan
yang masih tinggi belum dapat digunakan untuk mencatu beban secara langsung,
kecuali pada beban yang didisain khusus, maka digunakan transformator penurun
15
tegangan (step down) yang berfungsi untuk menurunkan tegangan menengah
20kV ke tegangan rendah 400/230Volt. Gardu portal ini terdiri dari dua sisi, yaitu
sisi primer dan sisi sekunder. Sisi primer merupakan saluran yang akan mensuplai
ke bagian sisi sekunder seperti terlihat pada gardu distribusi pada gambar berikut
ini.
Gambar 2. 9 Konstruksi Gardu Portal
16
Gambar 2. 10 Diagram Pengawatan Gardu Portal
Lightning Arrester Fuse Cut-out
NT-Fuse
SUTM 20 kVRST
SUTR 380/220V
R S T
r s t
Transformator Distribusi (DY)
Gro
undi
ng
Ligh
ting
Arr
este
r
Gro
undi
ng B
ody
Tra
nsfo
rmat
or
Gro
undi
ng
Net
ral
17
2.6 Komponen-Komponen Gardu Portal
a. Penghantar (Konduktor)
Penghantar berfungsi untuk menghantarkan arus listrik, pada distribusi
primer penghantar yang biasa digunakan adalah kawat aluminium
campuran dengan diperkuat oleh baja (aluminium conductor steel
reinforsed), sedangkan pada distribusi sekunder yang biasa digunakan
yaitu Twisted Insulation Cable (TIC).
Gambar 2. 11 Penghantar (Konduktor)
b. Tiang
Tiang berfungsi sebagai penyangga penghantar agar berada di atas
tiang dengan jarak aman sesuai dengan ketetentuan, pada distribusi
primer tiang yang digunakan berukuran 12 m, sedangkan untuk distribusi
sekunder menggunakan tiang 9 m.
Gambar 2. 12 Tiang Listrik 18
c. Cross Arm
Palang (Cross Arm) adalah tempat dudukan isolator, hanya digunakan
pada jaringan distribusi primer.
Gambar 2. 13 Cross Arm
d. Isolator
Isolator memiliki fungsi utama sebagai penyekat listrik pada penghantar
terhadap penghantar lainnya dan penghantar terhadap tanah, hanya
digunakan pada jaringan distribusi primer.
Gambar 2. 14 Isolator
19
e. Lightning Arrester (LA)
Lightning arrester adalah suatu alat pelindung bagi peralatan sistem tenaga
listrik terhadap surja petir (Surge), hanya digunakan pada jaringan
distribusi primer.
Gambar 2. 15 Lightning Arrester
f. Fuse Cut Out
Fuse cut out adalah peralatan proteksi yang bekerja apabila terjadi
gangguan arus lebih, ditempatkan pada lateral JTM dan sebelum trafo.
Gambar 2. 16 Fuse Cut Out
20
g. Transformator Distribusi
Transformator distribusi adalah suatu peralatan tenaga listrik yang
berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke
tegangan rendah atau sebaliknya.
Gambar 2. 17 Transformator Distribusi
h. Low Voltage Cabinet (LVC)
LVC biasa juga disebut dengan PHB-TR (Panel Hubung Bagi Tegangan
Rendah), dengan peralatan kontrol, peralatan ukur, pengaman dan kendali
yang saling berhubungan. Keseluruhannya dirakit lengkap dengan sistem
pengawatan dan mekanispada bagian-bagian penyangganya.PHB TR
digunakan untuk membagi dan menyalurkan daya ke pusat-pusat beban
dengan kapasitas yang lebih kecil.pada LVC terdapat komponen-
komponen untuk membagikan tegangan yang sudah distep-down oleh
transformator distribusi.
21
Gambar 2. 18 Low Voltage Cabinet
i. NH Fuse
NH fuse berfungsi untuk mengamankan jaringan distribusi tegangan
rendah dari gangguan hubung singkat.
Gambar 2. 19 NH Fuse
2.7 Pembagian Kapasitas Transformator dan PHB TR pada Gardu Portal
Pada gardu distribusi tipe portal, maka penggunaan kapasitas transformator distribusi dibagi menjadi 2 kriteria, yaitu:
22
1. Gardu Portal 50 kVA – 100 kVA
Pada gardu portal dimana transformator distribusi yang dipasang pada kisaran 50kVA ~ 100kVA, maka PHB TR (papan hubung bagi tegangan rendah ) yang dipasang adalah PHB TR 2 jurusan.
2. Gardu Portal 160 – 400 kVA
Pada gardu portal dimana transformator distribusi yang dipasang pada kisaran 160kVA ~ 400kVA, maka PHB TR (papan hubung bagi tegangan rendah ) yang dipasang adalah PHB TR 4 jurusan.
Gambar di bawah adalah monogram gardu portal dengan phb tr 2 jurusan dan 4 jurusan.
Gambar 2. 20 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 2 Jurusan
23
Gambar 2. 21 Konstruksi Gardu Portal dengan PHB TR 4 Jurusan
2.8 Pengaman Gardu Portal
2.8.1 Lightning Arrester
Penggunaan Lightning Arrester pada jaringan distribusi adalah untuk
melindungi peralatan terhadap gangguan akibat sambaran petir. Arrester juga
digunakan untuk melindungi saluran dari flashover(tegangan lebih). Arrester
dipasang dekat atau pada peralatan yang dihubungkan dari fasa konduktor ke
tanah.
24
Pada saat sistem bekerja dalam keadaan normal, arrester memiliki sifat
sebagai isolator. Apabila terjadi sambaran petir, arrester akan berubah menjadi
konduktor dan membuat jalur ke tanah yang mudah dilalui oleh arus petir,
sehingga tidak menimbulkan tegangan lebih yang tinggi pada transformator. Jalur
ke tanah tersebut harus sedemikian rupa sehingga tidak akan mengganggu aliran
daya normal. Setelah petir hilang, arrester harus dengan cepat kembali menjadi
isolator, sehingga tidak menyebabkan pemutus daya terbuka. Pada kondisi operasi
normal, arus bocor pada arrester tidak boleh melebihi 2 mA. Apabila arus bocor
melebihi angka tersebut, kemungkinan besar arrester mengalami kerusakan.
Pada saluran distribusi, arrester yang biasanya digunakan adalah arrester
jenis katup (valve type). Arrester jenis katup terdiri dari sela percik terbagi atau
sela seri yang terhubung dengan elemen tahanan yang mempunyai karakteristik
tidak linear. Tegangan frekuensi dasar tidak dapat menimbulkan tembus pada sela
seri. Apabila sela seri tembus pada saat tibanya suatu surja yang cukup tinggi, alat
tersebut menjadi penghantar. Sela seri tidak bisa memutuskan arus susulan. Dalam
hal ini dibantu oleh tahanan non linier yang mempunyai karakteristik tahanan
kecil untuk arus besar dan tahanan besar untuk arus susulan dari frekuensi dasar.
Arrester sedapat mungkin dipasang pada titik percabangan dan pada ujung ujung
saluran yang panjang, baik saluran utama maupun saluran cabang. Jarak antara
arrester yang satu dengan yang lain tidak boleh melebihi 1000 meter dan di daerah
yang berpotensi banyak petir berjarak tidak boleh melebihi 500 meter. Jika
terdapat kabel tanah sebagai bagian dari sistem, arrester sebaiknya dipasang pada
ujung kabel dan dipasang pada tiap kawat fasa. Pada gambar 2.15 ditunjukkan
bentuk fisik Lighning Arrester yang sering ditemukan pada gardu distribusi.
Pemasangan Lightning Arrester dapat dibuat sebelum atau setelah
pemasangan fuse cut‐out (FCO). Berikut ini diberikan beberapa pertimbangan
keuntungan dan kerugian masing‐masing letak pemasangan Lightning Arrester.
25
1) Pemasangan LA sebelum FCO
Pemasangan Lightning Arrester (LA) sebelum Fuse Cut Out (FCO) memiliki
keuntungan dan kerugian sebagai berikut :
Keuntungan : Pengamanan terhadap surja petir tidak dipengaruhi oleh
kemungkinan FCO putus.
Kerugian : Kegagalan LA memadamkan sistem penyulang
Penghantar LA lebih panjang
Gambar 2. 22 Pemasangan LA sebelum FCO
2) Pemasangan LA setelah FCO
Pemasangan Lightning Arrester (LA) setelah Fuse Cut Out (FCO) memiliki
keuntungan dan kerugian sebagai berikut :
Keuntungan : Jika LA rusak atau gagal, FCO putus tidak memadamkan
sistem SUTM.
Kerugian : fuse link rentan terhadap surja petir
Untuk saluran udara sangat panjang, pemasangan LA sesudah FCO dapat
dipertimbangkan dengan menggunakan fuse link type – H. Untuk saluran udara
pendek, pemasangan LA sebelum FCO lebih baik sebagai pilihan.
26
Gambar 2. 23 Pemasangan LA setelah FCO
2.8.2 Fuse Cut Out (FCO)
Fuse Cut Out (FCO) merupakan suatu alat pengaman yang melindungi
transformator dari gangguan arus beban lebih (over load current) yang mengalir
melebihi dari batas maksimum, yang disebabkan oleh hubung singkat (short
circuit) atau beban lebih (overload), dan pada jaringan distribusi digunakan untuk
mengisolasi jaringan yang terganggu dari bagian lain yang normal sehingga
dampak gangguan tidak merusak peralatan lain di sepanjang jaringan distribusi
yang merasakan gangguan tersebut.
Fuse Cut Out ini hanya dapat memutuskan satu saluran kawat jaringan di
dalam satu alat. Apabila diperlukan pemutus saluran tiga fasa maka dibutuhkan
fuse cut out sebanyak tiga buah. Penggunaan fuse cut out ini merupakan bagian
yang terlemah di dalam jaringan distribusi. Sebab fuse cut out boleh dikatakan
hanya berupa sehelai kawat yang memiliki penampang disesuaikan dengan
besarnya arus maksimum yang diperkenankan mengalir di dalam kawat tersebut.
Pemilihan kawat yang digunakan pada fuse cut out ini didasarkan pada faktor
lebur yang rendah dan harus memiliki daya hantar (conductivity) yang tinggi.
27
28
Faktor lebur ini ditentukan oleh temperatur bahan tersebut. Biasanya bahan-bahan
yang digunakan untuk fuse cut out ini adalah kawat perak, kawat tembaga, kawat
seng, kawat timbel atau kawat paduan dari bahan-bahan tersebut. Mengingat
kawat perak memiliki konduktivitas 60,6 mho/cm lebih tinggi dari kawat tembaga,
dan memiliki temperature 960°C, maka pada jaringan distribusi banyak
digunakan.
Jenis fuse cut out untuk jaringan distribusi digunakan dengan saklar
pemisah. Pada ujung atas dihubungkan dengan kontak-kontak yang berupa pisau
yang dapat dilepaskan. Sedangkan pada ujung bawah dihubungkan dengan sebuah
engsel. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.24 (a) di bawah ini.
Gambar 2. 24 a) Fuse Cut Out b) Fuse Link
Pengaman lebur untuk gardu distribusi pasang luar dipasang pada Fuse
Cut Out (FCO) dalam bentuk Fuse Link seperti pada gambar 2.24 (b). Jika terjadi
gangguan arus lebih, maka Fuse Link di dalam tabung akan putus dan arus yang
membahayakan dapat dihentikan. Terdapat 3 jenis karakteristik Fuse Link, tipe-K
(cepat), tipe–T (lambat) dan tipe–H yang tahan terhadap arus surja. Jika
penempatan Lighning Arrester (LA) sesudah Fuse Cut Out (FCO), dipilih Fuse
Link tipe–H. jika sebelum Fuse Cut Out (FCO) dipilih fuse titik tipe–K. Pada
percabangan dapat menggunakan Fuse Link tipe–T apabila berada pada cabang
(a) (b)
bagian awal/hulu, semakin ke ujung jaringan maka Fuse Link tipe–K lebih baik
digunakan.
Dalam menentukan rating fuse link yang dipergunakan perlu diketahui
terlebih dahulu besar arus beban penuh dari transformator sesuai dengan daya
kapasitas transformator seperti terlihat pada tabel 2.1 dan rating Fuse Link yang
digunakan pada tabel 2.2 berikut :
Tabel 2. 1 Besar Arus Kumparan Transformator
No. Daya Transformator (kVA)
Arus ( A ) Keterangan Primer Sekunder 1 16 1,39 69,3 1 Fasa
231 V 2 25 2,17 106,2 3 50 4,33 216,5 4 25 0,72 36,1
3 Fasa 400 V
5 50 1,44 72,2 6 100 2,89 144,3 7 160 4,62 230,9 8 200 5,77 288,7 9 250 7,22 360,9 10 315 9,09 454,7 11 400 11,55 577,4 12 500 14,43 721,7 13 630 18,19 909,4 14 800 23,09 1154,7 15 1000 28,87 1443,4
Tabel 2. 2 Rating Fuse Link
No. Daya
Transformator (kVA)
Rating Fuse Link 1.2*In
(Inrush)
SPLN 64 Tahun 1985 Arus
Maksimum (A) Fuse Pasar
Lambat Cepat 1 16 1.7 - 6.3 2 2 25 2.6 6.3 6.3 3 3 50 5.2 10 10 6 4 25 0.9 - - 2 5 50 1.7 - 6.3 2 6 100 3.5 8 10 3 7 160 5.5 12.5 12.5 6 8 200 6.9 12.5 20 8 9 250 8.7 16 25 10
29
10 315 10.9 25 31.5 12 11 400 13.9 25 40 14 12 500 17.3 31.5 40 18 13 630 21.8 40 63 22 14 800 27.7 63 80 28 15 1000 34.6 63 100 35
2.8.3 Fuse Tegangan Rendah
Fuse tegangan rendah dikenal juga dengan NH( Niederspannungs
Hochleistungs) Fuse yang berfungsi sebagai pengaman terhadap gangguan arus
lebih yang disebabkan karena hubung singkat ataupun beban lebih pada jaringan
tegangan rendah. NH Fuse yang terdapat di dalam Low Voltage Cabinet (LVC) di
bagi menjadi dua yaitu NH Fuse jurusan dan NH Fuse utama. NH Fuse jurusan
berfungsi untuk mengamankan jaringan distribusi tegangan rendah dari gangguan
hubung singkat yang mungkin terjadi sesuai dengan tiap-tiap jurusannya dan NH
Fuse utama berfungsi sebagai back up NH Fuse jurusan sehingga pada saat
terjadi gangguan hubung singkat pada jaringan distribusi tegangan rendah dan NH
Fuse jurusan gagal bekerja maka NH Fuse utama yang akan bekerja sebagai back
up. Bentuk fisik NH Fuse ditunjukkan pada gambar 2.25 berikut ini serta rating
NH Fuse utama dan jurusan ditunjukkan pada tabel 2.3.
Gambar 2. 25 NH Fuse
30
Tabel 2. 3 Rating NH Fuse
No. Daya
transformator (kVA)
Rating NH Fuse 1.2
In*0.9
SPLN 64-1985
Maks. (A)
Jumlah Jurusan 1 2 3 4
(A) (A) (A) (A)
1 16 74.8 100 100 50 33 25 2 25 116.9 125 125 63 42 31 3 50 233.8 250 250 125 83 63 4 25 39.0 40 40 20 13 10 5 50 77.9 100 100 40 27 25 6 100 155.9 200 200 80 53 50 7 160 249.4 250 250 125 83 63 8 200 311.8 315 315 158 105 79 9 250 389.7 400 400 200 133 100 10 315 491.1 500 500 250 167 125 11 400 623.6 630 630 315 210 158 12 500 779.4 800 800 400 267 200
2.9 Pentanahan Pada Gardu Portal
Sistem pentanahan pada jaringan distribusi digunakan sebagai pengaman
langsung terhadap peralatan dan manusia bila terjadinya gangguan tanah atau
kebocoran arus akibat kegagalan isolasi dan tegangan lebih pada peralatan
jaringan distribusi. Petir dapat menghasilkan arus gangguan dan juga
tegangan lebih dimana gangguan tersebut dapat dialirkan ke tanah dengan
menggunakan sistem pentanahan. Sistem pentanahan adalah suatu tindakan
pengamanan dalam jaringan distribusi yang langsung rangkaiannya
ditanahkan dengan cara mentanahkan badan peralatan instalasi yang
diamankan, sehingga nilai terjadi kegagalan isolasi terhambatlah atau
bertahannya tegangan system karena terputusnya arus oleh alat-alat pengaman
tersebut. (Malendes,2015)
Agar sistem pentanahan dapat bekerja secara efektif, harus memenuhi
persyaratan sebagai berikut:
1) Membuat jalur impedansi rendah ketanah untuk pengamanan personil dan
peralatan mengguanakan rangkaian yang efektif.
31
2) Dapat melawan dan menyebarkan gangguan berulang dan arus akibat surja
hubung.
3) Menggunakan bahan tahan terhadap korosi terhadap kondisi kimiawi
tanah. Untuk meyakinkan kontinuitas penampilan sepanjang umur
peralatan yang dilindungi.
4) Menggunakan system mekanis yang kuat namun mudah dalam
pelayanannya.
2.9.1 Fungsi atau Kegunaan dari Pentanahan:
1) Mengurangi tegangan kejut listrik pada peralatan.
2) Membuat jalan untuk arus gangguan, baik akibat terjadinya arus hubung
singkat atau akibat terjadinya sambaran petir.
3) Untuk membatasi tegangan pada fasa yang tidak mengalami gangguan.
4) Memberikan perlindungan terhadap bahaya listrik bagi pemanfaat listrik
dan lingkungannya.
5) Mendapatkan keandalan penyaluran pada system baik dari segi kualitas,
keandalan ataupun kontinuitas penyaluran tenaga listrik.
6) Membatasi kenaikan tegangan fasa yang tidak terhubung tanah dan nilai
tegangan kerja minimal.
7) Memudahkan dalam menentukan sistem proteksi dan memudahkan dalam
menentukan lokasi gangguan.
2.9.2 Teknik Sistem Pentanahan
Pada sistem distribusi dikenal ada 2 (dua) jenis sistem pembumian, yaitu :
1) Sistem Pentanahan Pengaman ( Sistem PP atau TT ) yaitu
menghubungkan titik netral pada sistem tenaga listrik di sumbernya
dan Bahan Konduktif Tanah ( kerangka ) perlengkapan maupun
instalasi.
a. Titik netral transformator TR langsung dihubungkan ke elektroda
pentanahan.
32
b. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) instalasi dihubungkan secara listrik
ke elektroda pentanahan terpisah.
2) Sistem Pentanahan Netral Pengaman ( Sistem PNP atau sistem TN ) yaitu
menghubungkan semua BKT ( Bahan Konduktif Terbuka) perlengkapan
maupun instalasi dengan penghantar proteksi ke titik sistem tenaga listrik
disumbernya.
a. Titik netral transformator TR langsung dihubungkan ke elektroda
pentanahan.
b. Bagian Konduktif Terbuka (BKT) suatu isntalasi dihubungkan ke
penghantar PE melalui elektroda pentanahan yang sama.
Bagian‐bagian yang dibumikan pada gardu distribusi portal adalah :
1) Terminal netral sekunder transformator
2) Lightning Arrester (LA)
3) Bagian konduktif terbuka/ massa transformator panel PHB-TR
2.9.3 Elektroda Pentanahan
Elektroda pentanahan adalah penghantar yang ditanam dalam tanah dan
membuat kontak langsung dengan tanah. Adanya kontak langsung tersebut
bertujuan agar diperoleh pelaluan arus yang sebaik-baiknya apabila terjadi
gangguan sehingga arus tersebut disalurkan ke tanah.
Menurut PUIL 2000 [3.18.11], elektroda adalah pengantar yang ditanamkan
ke dalam tanah yang membuat kontak langsung dengan tanah. Untuk bahan
elektroda pentanahan biasanya digunakan bahan tembaga maupun baja yang
bergalvanis atau dilapisi tembaga sepanjang kondisi setempat tidak
mengharuskan memakai bahan lain misalnya pada perusahaan kimia.
(Suswanto,2009). Nilai standar mengacu pada Persyaratan Umum Instalasi
Listrik atau PUIL 2000 (peraturan yang sesuai dan berlaku hingga saat ini)
yaitu kurang dari atau sama dengan 5 (lima) ohm. Dijelaskan bahwa nilai
sebesar 5 ohm merupakan nilai maksimal atau batas tertinggi dari hasil resistan
pembumian (grounding) yang masih bisa ditoleransi. Nilai yang berada pada
33
range 0 ohm - 5 ohm adalah nilai aman dari suatu instalasi pembumian
grounding. Nilai tersebut berlaku untuk seluruh sistem dan instalasi yang
terdapat pembumian (grounding) di dalamnya.
Gambar 2. 26 Standart Resistansi Pembumian PLN
Jenis-jenis elektroda yang digunakan dalam pentanahan adalah sebagai
berikut:
1) Elektroda batang
Elektroda batang adalah elektroda dari pipa besi baja profil atau
batangan logam lainnya yang dipancangkan ke dalam tanah secara
dalam. Panjang elektroda yang digunakan sesuai dengan pentanahan
yang diperlukan.
Gambar 2. 27 Elektroda Batang
34
Untuk menentukan besarnya tahanan pentanahan dengan satu buah
elektroda batang dipergunakan rumus sebagai berikut:
𝑅𝑅𝑏𝑏𝑏𝑏 = 𝜌𝜌2𝜋𝜋𝜋𝜋
ln 4lr− 1 ......................................................................... (2.1)
(Suswanto,2009)
keterangan:
Rbt = tahanan pentanahan elektroda batang [Ω]
ρ = tahanan jenis tanah [Ω.m]
L = panjang batang yang tertanam [m]
r = jari-jari elektroda batang [m]
2) Elektroda plat
Elektroda plat adalah elektroda dari plat logam. Pada pemasangannya
elektroda ini dapat ditanam tegak lurus atau mendatar tergantung dari
tujuan penggunaannya. Bila digunakan sebagai elektroda pentanahan
pengaman maka cara pemasangannya adalah tegak lurus dengan
kedalaman kira-kira 1 meter di bawah permukaan tanah dihitung dari
sisi plat sebelah atas. Bila digunakan sebagai elektroda pengatur yaitu
mengatur kecuraman gradien tegangan guna menghindari tegangan
langkah yang besar dan berbahaya, maka elektroda plat tersebut ditanam
mendatar.
Gambar 2. 28 Elektroda Plat 35
𝑅𝑅𝑝𝑝𝜋𝜋 = 𝜌𝜌4,1𝐿𝐿
1 + 1,84 𝑏𝑏𝑏𝑏 ..................................................................... (2.2)
(Suswanto,2009)
keterangan:
Rpl = tahanan pentanahan elektroda plat [Ω]
ρ = tahanan jenis tanah [Ω.m]
L = panjang elektroda plat [m]
b = lebar plat [m2]
t = kedalaman plat tertanam dari permukaan tanah [m]
3) Elektroda pita
Elektroda ini merupakan logam yang mempunyai penampang yang
berbentuk pita atau dapat juga berbentuk bulat, pita yang dipilin atau
dapat juga berbentuk kawat yang dipilin. Elektroda ini dapat ditanam
secara dangkal pada kedalaman antara 0,5 sampai 1 meter dari
permukaan tanah, tergantung dari kondisi dan jenis tanah. Dalam
pemasangannya elektroda pita ini dapat ditanam dalam bentuk
memanjang, radial, melingkar atau kombinasi dari lingkaran dan radial.
Gambar 2. 29 Elektroda Pita
Besar tahanan pentanahan untuk elektroda pita dapat dihitung dengan
rumus sebagai berikut: 36
𝑅𝑅𝑝𝑝𝑏𝑏 = 𝜌𝜌𝜋𝜋𝐿𝐿
(𝑙𝑙𝑙𝑙 2𝐿𝐿𝑟𝑟
) ................................................................................ (2.3)
(Suswanto,2009)
keterangan:
Rpt = tahanan pentanahan elektroda pita [Ω]
ρ = tahanan jenis tanah [Ω.m]
L = panjang elektroda pita yang tertanam [m]
r = lebar pita/jari-jari elektroda pita kalau bulat [m]
4) Elektroda lain
Bila persyaratan dipenuhi jaringan air minum dari logam dan selubung
logam kabel yang tidak diisolasi yang langsung ditanamkan kedalam
tanah. Besi tulang beton atau kontruksi baja bawah tanah lainnya boleh
dipakai untuk elektroda.
Penghantar pembumian lightning arrester dihubung secara metalik
dengan penghantar pembumian terminal netral transformator di bawah
permukaan tanah. Pembumian bagian-bagian konduktif terbuka
dijadikan satu dengan pembumian titik netral transformator.Untuk
menghindari kerusakan dan atau pencurian, penghantar pembumian
harus dilindungi dengan pipa galvanis ¾ inch, setinggi 3 meter dari
permukaan tanah dan diisi adukan cor beton). Penghantar pembumian
menggunakan kawat tembaga (BC) berukuran 50 mm2. Elektroda
pembumian memakai elektroda batang sepanjang minimal 3 meter.
Nilai tahanan pembumian tidak melebihi 1 Ohm. Kontruksi
pemasangan pembumian pada gardu transformator distribusi
ditunjukkan pada gambar 2.29.
37
Gambar 2. 30 Pembumian Gardu Portal Keterangan Gambar : 1 .Parallel Groove 8.Elektroda Bumi LA
2 .Bimetal 9.Elektroda Bumi BKT
3 .Lightning Arrester (LA) 10.Pipa Galvanis 41 MCl
4 .Fuse Cut Out 11.Pipa Galvanis 5/8 MCl
5 .Transformator 12.Jaringan TR
6 .PHB-TR 13.Ranjau Panjat 7 .Elektroda Bumi Titik Netral Transformator -
Tidak boleh membumikan bagian‐bagian tersebut sendiri‐sendiri, kecuali
pembumian lightning arrester. Penghantar pembumian bagian‐bagian tersebut
dihubungkan pada suatu ikatan ekipotensial, selanjutnya ikatan ekipotensial 38
tersebut dibumikan, sehingga gradien kenaikan tegangan terhadap bumi akibat
gangguan ke tanah pada semua bagian instalasi sama besarnya.
2.10 Gangguan-gangguan Pada Gardu Portal
Dalam operasi sistem tenaga listrik sering terjadi gangguan – gangguan
yang dapat mengakibatkan terganggunya penyaluran tenaga listrik ke konsumen.
Gangguan adalah penghalang dari suatu sistem yang sedang beroperasi atau suatu
keadaan dari sistem penyaluran tenaga listrik yang menyimpang dari kondisi
normal. Suatu gangguan di dalam peralatan listrik didefinisikan sebagai terjadinya
suatu kerusakan di dalam jaringan listrik yang menyebabkan aliran arus listrik
keluar dari saluran yang seharusnya.
Gangguan terdiri dari gangguan temporer atau permanen, rata-rata jumlah
gangguan temporer lebih tinggi dibandingkan gangguan permanen. Kebanyakan
gangguan temporer di amankan dengan circuit breaker (CB) atau pengaman
lainnya. Gangguan permanen adalah gangguan yang menyebabkan kerusakan
permanen pada sistem. Seperti kegagalan isolator, kerusakan penghantar,
kerusakan pada peralatan seperti transformator atau kapasitor. Pada saluran bawah
tanah hampir semua gangguan adalah gangguan permanen. Kebanyakan gangguan
peralatan akan menyebabkan hubung singkat. Gangguan permanen hampir
semuanya menyebabkan pemutusan/gangguan pada konsumen. Untuk melindungi
jaringan dari gangguan digunakan fuse, recloser atau CB.
Gangguan- gangguan yang terjadi pada gardu transformator distribusi meliputi :
a. Gangguan Internal
Untuk setiap peralatan yang mempunyai tugas memberikan pelayanan, akan
mempunyai suatu batas umur dimana peralatan tersebut tidak dapat dipakai lagi.
Umur perkiraan transformator didefinisikan sehubungan dengan timbulnya panas
yang diakibatkan adanya pembebanan, sehingga transformator tersebut mengalami
kegagalan dalam melaksanakan fungsinya. Ditambah lagi transformator tersebut
dioperasikan secara terus-menerus sepanjang waktu dalam melayani kebutuhan
39
listrik konsumen. Sehingga kerusakan pada transformator juga dapat dikarenakan
faktor internal yaitu faktor usia (life time) dan perawatan yang kurang teratur.
Gangguan internal transformator sebagai akibat dari penurunan kemampuan kerja
seiring dengan pertambahan usia dan kurangnya pemeliharaan antara lain :
b) Kegagalan Minyak Transformator
Kegagalan isolasi minyak transformator (insulation breakdown) disebabkan
karena beberapa hal antara lain minyak transformator tersebut sudah lama dipakai,
berkurangnya kekuatan dielektris dan karena minyak transformator tersebut
dikenakan tegangan lebih. Pada prinsipnya tegangan pada isolator merupakan
suatu tarikan atau tekanan (stress) yang harus dilawan oleh gaya dalam isolator itu
sendiri agar isolator tidak gagal. Dalam struktur molekul material isolasi minyak
transformator, elektron-elektron terikat erat pada molekulnya, dan ikatan ini
mengadakan perlawanan terhadap tekanan yang disebabkan oleh adanya tegangan.
Bila ikatan ini putus pada suatu tempat maka sifat isolasi pada tempat tersebut
hilang. Bila pada bahan isolasi tersebut diberikan tegangan akan terjadi
perpindahan elektron-elektron dari suatu molekul ke molekul lainnya sehingga
timbul arus konduksi atau arus bocor. Karakteristik isolator akan berubah bila
material tersebut kemasukan suatu ketidakmurnian (impurity) seperti adanya arang
atau kelembaban dalam isolasi yang dapat menurunkan tegangan gagal.
Oksigen yang terdapat di udara yang berhubungan dengan minyak yang panas
dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi dan terbentuknya bahan asam dan
endapan. Kadar asam yang terdapat dalam minyak transformator merupakan suatu
ukuran taraf deteriorasi dan kecenderungan untuk membentuk endapan. Endapan
ini sangat mengganggu karena melekat pada semua permukaan transformator dan
mempersulit proses pendinginan. Lagipula endapan-endapan itu akan
meningkatkan kemungkinan terjadinya bunga api antara bagian-bagian
transformator yang terbuka. Suatu endapan setelah mencapai tebal 0,2 sampai 0,4
mm pada inti dan kumparan akan dapat meningkatkan suhu sampai 10° sampai
15°C.
40
Bila dalam minyak terdapat kelembaban, maka kelembaban tersebut dapat
membentuk jalur-jalur yang membuka jalan terhadap terjadinya hubung singkat.
Kelembaban tidak saja menurunkan daya isolasi minyak, melainkan kelembaban
itu dapat pula diserap oleh bahan isolasi lainnya, sehingga seluruh transformator
menjadi terancam.
c) Kegagalan Isolasi Padat Pada Transformator
Secara umum isolasi padat mempunyai sifat dielektrik yang baik,
mempunyai kemampuan mekanik dan dapat menjadi protektor terhadap
lingkungan. Isolasi padat mempunyai berbagai keuntungan diantaranya bersifat
self supported (tidak perlu didukung) dan tidak perlu wadah. Beberapa kelemahan
isolasi padat diantaranya recovery sifat isolasinya sangat rendah sehingga sekali
mengalami tembus maka sudah tidak dapat dipergunakan lagi dan fungsi sebagai
pendingin kurang baik.
Pada transformator, isolasi padat terdapat pada belitan. Tujuan isolasi belitan
yaitu untuk mengisolasi masing-masing belitan terhadap belitan yang lainnya,
sehingga tidak terjadi flashover antar belitan. Biasanya dalam aplikasinya
transformator menggunakan kertas sebagai bahan isolasi padat. Pada
transformator, kertas dalam pemakaiannya biasanya bersamaan dengan isolasi cair
dalam bentuk impregnasi. Impregnasi kertas menggunakan minyak akan
mengurangi pengaruh kelembaban dan terisinya pori-pori kertas sehingga sifat
dielektrik dalam bentuk komposit menjadi lebih baik. Kandungan air, oksigen,
dan penuaan merupakan penyebab degradasi isolasi transformator yang kemudian
dapat mengurangi umur transformator secara signifikan. Bagian paling panas dari
isolasi merupakan faktor penyebab percepatan kegagalan isolasi.
Untuk mengetahui kondisi internal transformator dalam hal ini apakah
fungsi utama transformator untuk mengisolasi tegangan antar belitan masih berada
dalam kondisi baik saat dioperasikan maka dilakukan pengujian tahanan isolasi
transformator. Dalam pelaksanaannya pengujian ini dilakukan dengan
menggunakan alat pengukur tahanan isolasi yang sering disebut Megger.
41
Jika hasil pengujian tahanan isolasi tidak baik, seringkali menggambarkan
kondisi kertas isolasi transformator distribusi yang sudah terdegradasi (rusak) atau
kualitas dari minyak isolasi yang sudah tidak baik. Berikut ini merupakan gambar
dari alat pengukur tahanan isolasi (gambar 2.30).
Gambar 2. 31 Mega Ohm Meter (Megger)
Besarnya nilai tahanan isolasi transformator minimum yang dikatakan baik
ditentukan oleh kapasitas (kVA) dari masing-masing transformator dengan
menggunakan rumusan dibawah ini (Standar IEEE Std. 43-2000 / IEC 17025 /
KEMA Nederland B.V.) :
𝑹𝑹 = 𝑪𝑪 . 𝑽𝑽√𝑺𝑺 . 𝑲𝑲𝒔𝒔
(𝑴𝑴Ω) ................................................................................... (2.4)
dimana :
R = Tahanan isolasi minimum kumparan pada suhu ambien 30°C
C = 0,8 adalah faktor belitan yang terendam isolasi minyak.
V = Tegangan Tertinggi Transformator (Volt)
S = Kapasitas Daya Transformator (KVA)
Ks = Faktor Koreksi Suhu Belitan
42
Tabel 2. 4 Faktor Koreksi Suhu Belitan
Faktor Koreksi Suhu Belitan ( ks )
Suhu belitan ( ° C ) Faktor koreksi
0
5
10
15
20
30
40
50
0,25
0,36
0,50
0,72
1,0
1,98
3,95
7,85
b. Gangguan Eksternal
Gangguan Eksternal dapat didefenisikan sebagai gangguan yang berasal dari
luar atau lingkungan luar transformator. Gangguan eksternal biasanya disebabkan
oleh bencana alam, hewan ataupun pohon yang menyentuh jaringan sehingga
menyebabkan gangguan, kesalahan manusia, dan lain-lain. Gangguan-gangguan
eksternal pada jaringan distribusi meliputi :
1) Tegangan Lebih
Gangguan tegangan lebih salah satunya disebabkan oleh sambaran petir
yang tidak cukup teramankan oleh alat-alat pengaman petir. Gangguan sambaran
petir dibagi atas dua, yaitu sambaran langsung dan sambaran tidak langsung.
Sambaran langsung adalah sambaran petir dari awan yang langsung menyambar
jaringan sehingga menyebabkan naiknya tegangan dengan cepat. Daerah yang
terkena sambaran dapat terjadi tower, kawat petir, dan kawat penghantar.
Besarnya arus atau tegangan akibat sambaran ini tergantung pada besar arus kilat,
waktu muka dan jenis tiang saluran. Sambaran tidak langsung atau sambaran
induksi terjadi akibat sambaran petir ke bumi atau sambaran petir dari awan kea
wan di dekat saluran sehingga menyebabkan timbulnya muatan induksi pada
43
jaringan. Pada SUTM, gangguan kilat akibat sambaran petir tidak langsung atau
sambaran induksi tidak boleh diabaikan. Justru gangguan kilat akibat sambaran
induksi ini lebih banyak terjadi dibandingkan dengan gangguan akibat sambaran
langsung dikarenakan luasnya daerah sambaran induksi.
2) Hubung Singkat
Hubung singkat dapat terjadi melalui dua atau tiga saluran fasa sistem
distribusi. Arus lebih yang dihasilkan oleh hubung singkat tergantung pada besar
kapasitas daya penyulang, besar tegangan, dan besar impedansi dari rangkaian
yang mengalami gangguan. Hubung singkat menghasilkan panas yang cukup
tinggi pada sisi primer transformator, sebagai akibat dari naiknya rugi – rugi
tembaga sebagai perbandingan dari kuadrat arus gangguan. Arus gangguan yang
besar ini mengakibatkan banyak tekanan mekanik (mechanical stress) pada
transformator.
3) Beban Lebih
Gangguan beban lebih terjadi karena pembebanan sistem distribusi yang
melebihi kapasitas sistem terpasang. Gangguan ini sebenarnya bukan gangguan
murni, tetapi bila dibiarkan terus-menerus berlangsung dapat merusak peralatan.
Beban lebih adalah sejumlah arus yang mengalir yang lebih besar dari arus
nominal. Hal ini terjadi karena penggunaan daya listrik oleh konsumen melampaui
kapasitas nominal peralatan. Hal ini tidaklah segera merusak perlengkapan listrik
tetapi mengurangi umur peralatan listrik tersebut. Apabila gangguan arus lebih
terjadi dalam waktu yang singkat, maka hal tersebut tidak akan berakibat buruk
terhadap perlengkapan listrik, misalnya pada waktu menjalankan motor-motor,
arus mulanya cukup besar dalam waktu yang singkat tetapi tidak banyak
berpengaruh terhadap peralatan listrik. Namun apabila beban lebih ini terjadi
untuk waktu lama seperti misalnya pada transformator distribusi, hal tersebut
dapat mempersingkat umur transformator sehingga transformator akan rusak lebih
cepat dari waktu yang semestinya.
44
BAB 3
PENGUMPULAN DATA
3.1 Pendahuluan
PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia merupakan salah satu rayon di
bawah garis koordinasi PT PLN (Persero) Area Medan Utara yang beralamat di
Jalan Yos Sudarso Km. 10,5 Medan dan bergerak dibidang distribusi dan
pelayanan. Sebagian besar konsumen dan wilayah kerjanya merupakan kawasan
industri. PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia berintegrasi dengan gardu induk
Mabar, gardu induk Glugur dan gardu induk Paya Geli dalam hal pendistribusian
tenaga listrik dengan menggunakan 10 penyulang (feeder) yang digunakan
sebagai saluran utama untuk mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen.
Setiap elemen jaringan distribusi pada lokasi tertentu dipasang trafo – trafo
distribusi, dimana tegangan distribusi 20 KV diturunkan ke level tegangan yang
lebih rendah menjadi 380/220 Volt. Dari trafo – trafo ini kemudian para
pelanggan listrik hanya dilayani dengan menarik kabel – kabel tegangan rendah
menjelajah ke sepanjang pusat – pusat pemukiman, baik itu komersial maupun
beberapa industri yang ada. Seperti kita ketahui, sistem distribusi adalah bagian
sistem tenaga listrik yang paling banyak mengalami gangguan sehingga masalah
utama dalam operasi sistem distribusi adalah mengatasi gangguan. Begitu juga
halnya di PT PLN (Persero) ULP Medan Helvetia, banyak gangguan yang terjadi
pada jaringan distribusi di wilayah kerjanya, mulai dari gangguan yang
disebabkan oleh faktor alam, kesalahan manusia, maupun penuaan alat-alat pada
jaringan distribusi. Salah satu akibat yang terjadi dari gangguan tersebut adalah
terjadinya kerusakan pada transformator distribusi.
Jumlah kerusakan transformator yang terjadi setiap tahunnya di PT PLN
(Persero) ULP Medan Helvetia tergolong banyak. Jumlah kerusakan transformator
berdasarkan tahun rusak pada lima tahun terakhir dapat dilihat pada Tabel 3.1.
45
Tabel 3. 1 Data Jumlah Transformator Rusak Thn 2015 s.d. Bulan Mei 2019
No. Tahun Jumlah Transformator Rusak (Buah) 1 2015 44 2 2016 28 3 2017 43 4 2018 25 5 Mei 2019 10
dan tabel 3.1 ditunjukkan bahwa pada tahun 2019 sampai dengan bulan Mei
transformator distribusi yang rusak telah mencapai 10 buah transformator
distribusi. Lebih lengkapnya, data transformator yang rusak pada tahun 2019 akan
dimuat pada tabel 3.2.
Tabel 3. 2 Data Transformator Yang Rusak Januari s.d. Mei 2019
No. Rayon Card
Kapasitas Daya Transformator
(kVA) Tanggal Rusak
1 MH 46 250 29 Januari 2019 2 MH 93 250 03 Pebruari 2019 3 MH 113 200 12 Pebruari 2019 4 MH 20 200 22 Maret 2019 5 MH 227 200 31 Maret 2019 6 MH 172 200 04 April 2019 7 MH 376 100 07 April 2019 8 MH 79 160 29 April 2019 9 MH 159 100 7 Mei 2019 10 MH 091 100 8 Mei 2019
Penulis melakukan pengamatan terhadap satu gardu transformator yang
rusak pada tahun 2019 dengan melakukan pengukuran beban pada saat beban
siang dan beban malam serta mengukur resistansi pembumian pada gardu
transformator dengan kapasitas yang berbeda dan melakukan pemeriksaan
kelengkapan serta kesesuaian peralatan proteksi gardu secara visual. Pengamatan
dilakukan pada gardu transformator tiang dengan kode gardu MH-091.
46
Dalam menentukan batas (rating) pengaman transformator distribusi pada
sisi primer dan sisi sekunder, PT PLN (Persero) Wilayah Sumatera Utara Cabang
Medan berpedoman pada daftar batas pengaman pada gambar 3.1 berikut :
Gambar 3. 1 Daftar Batas Pengaman Transformator Distribusi
47
48
3.2 Kondisi Instalasi (Data Visualisasi) Analisa kondisi instalasi merupakan langkah awal yang harus dilakukan
dalam menganalisa kondisi transformator distribusi. Kondisi ini ditunjukkan
dengan data visualisasi yang didapatkan dari kegiatan inspeksi / pengukuran.
Melalui data visualisasi tersebut maka kita dapat mengetahui kondisi
ketidaknormalan transformator yang sedang beroperasi seperti : kebocoran
minyak, bushing transformator retak / pecah, loss kontak pada terminasi akibat
ketidaksesuaian KHA kabel, grounding putus, ketidaksesuaian peralatan proteksi,
dll. Kondisi tersebut merupakan salah satu titik fokus bagi penulis dalam
mengambil kesimpulan analisa transformator. Gambaran kondisi instalasi seperti
yang dijelaskan dapat dilihat pada gambar 3.2, 3.3, da 3.4 di bawah ini.
Gambar 3. 3 Kebocoran Minyak Transformator
Gambar 3. 2 Ketidaknormalan Instalasi
Arresster tidak ada Fuse TR sambung langsung
Grounding Arrester putus Fuse Cut Out sambung langsung
3.2.1 Gardu Distribusi MH-091
Gardu Transformator Tiang MH-091 berlokasi di wilayah kerja PT PLN
(Persero) ULP Medan Helvetia yang beralamat di Jalan H. Adam Malik Medan.
Penulis melakukan pengamatan terhadap Transformator Distribusi MH-091 yang
merupakan transformator dari penyulang GG 1 (Gardu Induk GLUGUR). Untuk
melihat letak Gardu Portal MH-091 di penyulang GG 1 terdapat pada (Lampiran
1). Transformator distribusi yang rusak ini tergolong transformator baru. Sesuai
tahun produksinya yang tercantum pada nameplate, transformator ini diproduksi
pada tahun 2013. Gardu distribusi dan LVC MH-091 ditunjukkan pada gambar
3.5 di bawah ini.
Gambar 3. 4 Ketidaknormalan Sistem Proteksi dan Grounding
(a) (b)
Gambar 3. 5 a) Gardu Distribusi MH-091 b) LVC Gardu MH-091
49
b) Data Transformator
Tabel 3. 3 Nameplate Transformator MH-091
Nama Pabrik Voltra
Dibuat sesuai SPLN D3.002 – 1 : 2013
Transformator Distribusi (Hermetik) 3 Fasa 50 Hz
No. Seri 131102B0967
Primer Sekunder
Daya Nominal (kVA) 100 100
Kelompok Vektor Y zn5
Tegangan Nominal (V) 20000 400
Arus Nominal (A) 2,89 144,34
Bahan Belitan Cu Al
Rugi Besi/Belitan (W) 210 / 1420
Tegangan Impedans 4%
Jenis Minyak Mineral
Cara Pendinginan ONAN
Kenaikan Suhu (K) Minyak 50
Kumparan 55
Tingkat Isolasi Dasar 125 kV
Volume Minyak 179 Liter
Berat Total 670 Kg
50
Tabel 3. 4 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Setelah Transformator Rusak Tahanan Isolasi
Fasa-Fasa
Primer
Fasa-Fasa
Primer-Sekunder
Fasa-Fasa
Sekunder Primer – Body
Sekunder -
Body
R – S = 0 MΩ R – r = 500 MΩ r – s = 0 MΩ R – B = 500 MΩ r – B = 750
MΩ
S – T = 0 MΩ S – s = 500 MΩ s – t = 0 MΩ S – B = 500 MΩ s – B = 750
MΩ
R – T = 0 MΩ T – t = 500 MΩ r – t = 0 MΩ T – B = 500 MΩ t – B = 750
MΩ
Hasil pengukuran beban terakhir transformator sebelum rusak yaitu :
Fasa R : 104 A
Fasa S : 126 A
Fasa T : 158 A
Persen Pembebanan : 86 % (86 kVA)
c) Data Transformator Pengganti
Merk : Morawa
Nomor Seri : 1692/100M.02
Kapasitas (kVA) / Jumlah Fasa : 160 kVA / 3 Fasa
Keterangan (Baru/Revisi) : Revisi (Ex. MH 614)
Tabel 3. 5 Hasil Pengukuran Tahanan Isolasi Transformator Pengganti Tahanan Isolasi
Fasa-Fasa
Primer
Fasa-Fasa
Primer-Sekunder
Fasa-Fasa
Sekunder Primer – Body
Sekunder
- Body
R – S = 0 MΩ R – r = 2500 MΩ r – s = 0 MΩ R – B = 3000 MΩ r – B =
2500 MΩ
S – T = 0 MΩ S – s = 2500 MΩ s – t = 0 MΩ S – B = 3000 MΩ s – B =
2500 MΩ
51
R – T = 0 MΩ T – t = 2500 MΩ r – t = 0 MΩ T – B = 3000 MΩ t – B =
2500 MΩ
3.3 Pengukuran Beban
Analisa pembebanan merupakan salah satu hal yang harus dilakukan dalam
menentukan resiko kesehatan transformator distribusi yang sedang beroperasi.
Analisa pembebanan pada transformator berhubungan terhadap beberapa hal yaitu
kertas isolasi transformator, KHA dari kabel dan lilitan, serta suhu dari
transformator. Semakin besar beban yang dipikul oleh sebuah transformator maka
semakin besar pula suhu yang akan dirasakan.
Analisa pembebanan dimaksudkan untuk menghindari beroperasinya sebuah
transformator distribusi melewati batas ratingnya (overload) maupun beban tidak
seimbang (unbalance). Bila hal ini terjadi maka potensi kegagalan transformator
distribusi akan semakin meningkat karena transformator yang dibebani secara
overload akan berhubungan langsung terhadap kenaikan suhu (belitan dan isolasi)
yang berdampak pada kerusakan belitan dan kertas isolasi transformator,
sedangkan unbalance berhubungan terhadap besarnya arus yang mengalir pada
kawat netral transformator yang berujung pada rusaknya belitan transformator.
Dalam melakukan pengukuran beban, penulis menggunakan Clamp Meter
digital. Seperti terlihat pada Gambar 3.6. Clamp Meter adalah alat
untuk mengukur tegangan dan arus listrik tanpa memutus jalur arus tersebut.
52
Gambar 3. 6 Clamp Meter Digital
Cara menggunakan Clamp Meter :
1) posisikan switch pada posisi Ampere (A), karena selain untuk mengukur arus,
tang ampere juga bisa di pakai untuk pengukuran tahanan dan tegangan.
2) adjust tang ampere sehingga menunjukan angka nol.
3) pilih skala yang paling besar dulu, bila hasil pengukuran lebih kecil maka
pindahkan ke skala yang lebih kecil untuk hasil pengukuran yang lebih akurat.
4) pilihlah jenis pengukuran yang akan kita lakukan, arus AC atau Arus DC.
Tetapi ada juga tang ampere yang hanya untuk mengukur AC saja, biasanya
tang ampere jenis analog.
5) kalungkan tang ampere ke salah satu kabel. Hasil pengukuran akan segera
terlihat.
6) geser tombol hold untuk menahan hasil pengukuran tersebut.
7) matikan posisi hold untuk melakukan pengukuran kembali.
Penulis melakukan pengukuran beban saat siang dan malam hari.
Pengukuran salah satu gardu distribusi pada siang hari ditunjukkan pada gambar
3.7 di bawah ini.
53
Gambar 3. 7 Pengukuran Beban Transformator
3.3.1 Pengukuran Beban MH-091
a) Beban Malam
Fasa Arus
Incoming (A)
Arus Outgoing Jurusan 1 Jurusan 2
Besar Arus (A)
NH Fuse (A)
Besar Arus (A)
NH Fuse (A)
R 109 107 250 10 100 S 158 134 250 22 100 T 243 238 250 0 100 N 100 97 - 19 -
Tegangan (V) Fasa – Fasa Fasa – Netral
R-S 381 R-N 218 R-T 380 S-N 218 S-T 380 T-N 215
54
b) Beban Siang
Fasa Arus
Incoming (A)
Arus Outgoing Jurusan 1 Jurusan 2
Besar Arus (A)
NH Fuse (A)
Besar Arus (A)
NH Fuse (A)
R 101 93 250 5 100 S 121 107 250 14 100 T 151 151 250 0 100 N 44 47 - 12 -
Tegangan (V) Fasa – Fasa Fasa – Netral
R-S 385 R-N 221 R-T 381 S-N 222 S-T 383 T-N 220
3.4 Pengukuran Resistansi Pembumian
Pengukuran nilai resistansi pembumian peralatan / sistem merupakan suatu
kegiatan yang dimaksudkan untuk mengetahui kondisi dari sistem pembumian
gardu (kubikel, transformator, dan arrester) yang juga merupakan salah satu
peralatan proteksi. Nilai tahanan pembumian peralatan yang sangat besar (diatas
standard) merupakan gambaran kondisi sistem pembumian peralatan yang tidak
baik, dalam arti sistem pembumian tidak akan berfungsi optimal dalam
memproteksi peralatan terhadap adanya arus bocor yang mengalir saat kondisi
normal maupun terjadinya gangguan.
Dalam pelaksanaannya, kegiatan ini dilakukan dengan menggunakan alat yang
disebut Eart tester seperti yang terdapat pada gambar 3.8.
55
.
Adapun langkah mengukur resistansi pembumian antara lain :
1) Hubungkan kabel merah, kuning dan hijau pada terminal C, P dan E dengan
Paku Grounding yang ditanamkan pada tanah (Beri jarak sekitar 5 meter pada
setiap paku).
2) Pertama – tama arahkan selektor pada x10Ω, jika tahanan yang terbaca
melebihi 120Ω, pindahkan selektor pada x100Ω untuk mendapatkan hasil
pengukuran yang lebih akurat.
3) Tekan tombol Press To Test dan Lock untuk mengunci hasil pengukuran.
4) Jika resistansi bumi terlalu besar (melebihi 1200Ω), maka lampu OK pada
earth tester tidak akan menyala.
Penulis melakukan pengukuran resistansi pembumian pada ketiga gardu
transformator seperti ditunjukkan pada gambar 3.9 di bawah ini.
Gambar 3. 8 Earth Tester
56
Gambar 3. 9 Pengukuran Resistansi Pembumian Transformator
3.4.1 Hasil Pengukuran Resistansi Pembumian Gardu MH-091
Netral : Terpasang dengan nilai R = 20 Ω
Body Transformator : Terpasang dengan nilai R = 40 Ω
Arrester : Terpasang dengan nilai R = 10 Ω
3.5 Gangguan Lain yang Terdapat di Gardu Portal
1) Kondisi FCO (Fuse Cut Out)yang sudah banyak rusak.
Ditemukan banyak FCO yang dilangsungkan tanpa menggunakan fuse
tube. Hal ini jelas sangat berpengaruh terhadap keandalan suatu
transformator distribusi karena alat proteksi FCO tidak bekerja maksimal.
pada gambar 3. 10 berikut menunjukkan FCO yang tidak memiliki fuse
tube.
57
3. 10 Fuse Tube Tidak Terpasang
2) Lightning Arrester pada transformator yang tidak terpasang.
Pemasangan Lightning Arrester pada transformator masih belum
maksimal. Salah satu penyebabnya adalah pada saat terjadi gangguan
pada Lightning Arrester, petugas pemeliharaan tidak segera
menggantinya dengan yang baru dan membiarkan begitu saja. Kondisi
lain adalah terpasangnya Lightning Arrester pada gardu tetapi tidak
dihubungkan ke bumi sehingga tidak bekerja pada saat adanya
sambaran petir yang mengenai gardu.
3) Keadaan LVC yang buruk.
Banyak NH fuse yang dilangsungkan dan tidak memakai kabel schoen.
Berikut adalah foto satu LVC yang tidak terpelihara. NH fuse dijumper,
Kabel incoming dan outgoing tidak memakai kabel schoen. Gambar
3.11 berikut menunjukkan kondisi LVC yang tidak terpelihara.
58
59
Gambar 3. 11 LVC Yang Tidak Terpelihara
4) Banyaknya kawat grounding yang tidak tersambung dengan elektroda
pembumian. Ditemukan banyak kawat grounding tidak ditanam ke
bumi. Pada gambar 3.12 berikut ditunjukkan sebuah kawat grounding
pada gardu distribusi yang lepas begitu saja diatas tanah tanpa
disambungkan ke elektroda pembumian.
Gambar 3. 12 Kawat Grounding Tidak Terpasang
BAB 4
PEMELIHARAAN GARDU PORTAL
4.1 Peralatan Kerja
Sesuai dengan SOP ( Standart Operasional Prosedur ), hal-hal yang
dilakukan sebelum melakukan pemeliharaan adalah menyiapkan peralatan kerja
seperti :
1) Tool Set
2) Tali Tambang
3) Tangga Fiber
4) Megger 1000 – 5000 / 10000 V
5) AVO Meter
6) Earth Tester
7) Tang Ampere 1000 A
8) Schakel Stick 20 KV
9) Fuse Holder/Fuse Puller
10) Corong Minyak
11) Selang Plastik
12) Pompa Minyak
13) Kertas Gosok
14) Cable Cutter
15) Botol Kosong Bersih + Tutup
16) Kuas + Kikir
17) Grounding Lokal
4.2 Perlengkapan K3 Dan juga menyiapkan perlengkapan K3 agar petugas yang berkerja selalu
dalam keadaaan aman dan tidak mengalami kecelakaan kerja seperti :
1) Sarung tangan kain ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )
2) Sarung tangan 20 Kv ( Sesuai dengan personil yang kerja inti ) 60
3) Safety shoes 20 Kv ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )
4) Helm Pengaman ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )
5) Sabuk Pengaman ( Sesuai dengan personil yang kerja inti )
6) Rambu-rambu tanda area kerja
7) Kacamata ultraviolet
8) P3K
Gambar 4. 1 Peralatan Kerja dan Perlengkapan K3 di ULP Medan Helvetia
4.3 Peralatan Bantu
Dan untuk memudahkan pekerjaan kita membutuhkan peralatan bantu
seperti :
1) Single Line Diagram
2) Kendaraan Operasional
3) Radio Komunikasi (HT)
4) Kamera Digital
61
4.4 Material yang Dibutuhkan
Ada material yang dibutuhkan untuk pemeliharaan agar jika terjadi
kesalahan proteksi pada gardu portal bisa cepat dikerjakan oleh petugas seperti :
1) Minyak Trafo
2) Ground Road
3) Fuse Link
4) Stopping Buckle
5) Semen
6) Alkohol
7) Majun Kaos
8) Red Vernis 20 Kv
9) Paste / Vaseline
10) Thinner
4.5 Langkah Kerja 1) Melakukan brifing dan berdoa sebelum melakukan pekerjaan yang dipimpin
oleh pengawas pekerjaan,
2) Lakukan dokumentasi sebelum melaksanakan pekerjaan
3) Gunakan peralatan APD / K3 serta siapkan rambu-rambu kerja di sekitar
lokasi kerja.
4) Pasang dan ikat tangga pada posisi yang benar dengan kemiringan 60º.
5) Pasang Rambu-rambu tanda pekerjaan.
6) Pengawas di lapangan menyampaikan ke Piket Rayon terkait bahwa
pekerjaan pemeliharaan gardu portal siap dilaksanakan.
7) Pastikan penghantar dalam posisi aman (tidak bertegangan) dengan
menggunakan Tang Ampere.
8) Mengurangi beban trafo, dengan cara :
a. Untuk pelanggan umum dan beban kecil, maka bukalah satu persatu nh
fuse, kemudian bukalah saklar masuk.
62
b. Untuk pelanggan industri, bukalah saklar utama, kemudian bukalah
seluruh NH fuse.
9) Buka FCO
10) Hubungkan kabel pentanahan yang sudah dihubungkan ke elektrode
pentanahan dimulai dari ke empat bushing trafo sisi tegangan rendah, lalu
ketiga bushing trafo sisi tegangan menengah.
11) Buka kabel / kawat yang terhubung pada terminal / bushing sisi TR dan
TM.
12) Kabel / kawat yang sudah terlepas hubungkan jadi satu dan tersambung
pada kabel pentanahan.
13) Pemeliharaan Gardu Portal
a. Lightning Arrester
Pembersihan pada sela-sela lightning arrester
b. FCO
Jumper CO sisi atas disesuaikan dengan konduktor SUTM (TC
Aluminium 25 mm2 konektor ke jaringan dengan CCO dan ujung
terminal CO dengan SKAT3). Jumper CO bagian bawah (ke trafo)
diperbaiki/dipasang SKT3, bila perlu ganti dengan NYAF 50 mm2.
Periksa kembali mur baut pada terminalnya, kencangkan bila perlu.
Penggantian FCO jika diperlukan.
c. Transformator
Minyak trafo ambil 1 botol melalui bawah , untuk test minyak dan
tambah bila level minyak dibawah batas minimum melalui atas. Bushing
primer, bersihkan dengan sakapen, periksa, kencangkan mur bila
perlu/ganti bila rusak (untuk isolator yang dipasang arching horn dari
kawat baja 10 mm2 atur jarak sparking rod selebar 13 cm. Bushing
sekunder bersihkan dengaan sakapen, pasang plat tembaga (copper) 4 x
4 x 90 mm untuk daya transformator > 160 Kva, periksa kencangkan
mur bila perlu ganti yang rusak. Tap Changer periksa mekaniknya dan
catat posisi tap changer (posisikan tap changer pada trafo beban kosong
63
tegangan sekunder antara phasa – nol 231 Volt). Body trafo periksa,
bersihkan/bila berkaratan cat total dengan kuas (Cat Emco warna abu-
abu). Packing periksa kencangkan bila perlu/ganti packing bila
rembes/bocor. Grounding titik netral trafo periksa,ukur tahanan
pentanahan, bila hasil pengukuran > 5 ohm tambah ground rod 2,5 meter
(paralel).
d. LVC Panel
LVC Panel periksa, bersihkan, perbaiki/las bagian yang kropos dan cat
kembali sesuai standart (termasuk perbaikan engsel dan grendel pintu
besi diberi grease/gemuk), bila rusak tidak bisa diperbaiki ganti dengan
yang baru. Saklar utama periksa, kencangkan mur baut bila perlu dan
beri vaselin putih pada kontaknya. NH Fuse periksa, sesuaikan rating
arus dengan daya trafo dan arus beban line. Fuse Holder periksa/ganti
bila rusak, kencangkan mur baut bila perlu dan beri vaselin putih pada
kontaknya, bila ada grease (gemuk) bersihkan dulu dengan cleaner.
Sepatu kabel periksa dan ganti sepatu kabel bila rusak atau kondisi ujung
kabel masuk (fudeng) trafo maupun kabel keluar ke JTR terbakar,
disesuaikan dengan jenis (CU/AL) dengan bimetal yang sama dan
ukuran konduktor. Kunci HS/LS periksa/bila macet semprot dengan
pembersih (contact cleaner). Grounding body LVC Panel, body trafo dan
lightning arrester periksa/ukur tahanan pentanahan/pasang ground rod
2,5 meter bila tahanan pentanahannya > 5 ohm.
e. SUTR
Sambungkan out going ke JTR periksa/bila menggunakan percing
konektor ganti dengan join bimetal/disesuaikan dengan jenis konduktor.
Ujung SUTR periksa, bila belum terpasang ground rod pasang rod 1,5
meter. Gambar SUTR lengkap dengan SR per gardu. Pergantian material
harus dilaporkan pengawas PLN, bila material disediakan rekanan maka
harus ada jaminan kualitas selama 1 tahun.
64
14) Pengoperasian Kembali
Setelah semua pekerjaan selesai dilaksanakan, sebelum pengisian tegangan
maka perlu dilakukan hal-hal sebagai berikut:
a. Lepas semua grounding yang terpasang.
b. Lakukan pengecekan secara visual, apakah semua peralatan sudah
terpasang dengan baik dan yakinkan tidak ada lagi peralatan kerja yang
tertinggal.
c. Masukkan Fuse Cut Out satu persatu mulai dari phasa R, S, dan T.
d. Ukur tegangan masuk di LVC Panel antara phasa-phasa, phasa-netral,
bila normal lakukan pembebanan trafo.
e. Masukkan saklar utama, bila terpasang.
f. Pembebanan trafo dengan memasukkan NH Fuse jurusan satu persatu
mulai phasa R, S, dan T.
g. Ukur parameter-parameter tegangan, arus dan temperatur mur baut NH
Fuse, koneksi/sambungan.
h. Bila semua telah selesai dilakukan, dari pengamatan visual dan
pengukuran tidak ada kelainan, maka pintu LVC Panel dapat ditutup
kemudian dikunci dan pekerjaan dinyatakan selesai.
4.6 Analisa Penyebab Kerusakan Transformator
1) Ditinjau dari Kondisi Pembebanan
Dari hasil perhitungan pembebanan transformator pada gardu MH-091
diperoleh hasil sebagaimana ditunjukkan pada tabel 4.6 berikut :
Tabel 4. 1 Persentase Kapasitas Terpakai Transformator (%)
Pengukuran Beban Kapasitas Terpakai Transformator (%)
MH-091/100Kva
Siang 86,14
Malam 117,78
Dari hasil perhitungan kapasitas terpakai transformator pada siang dan
malam, dapat dilihat bahwa kondisi pembebanan transformator melebihi batas 65
nominal (100%) dari kapasitas daya nominal transformator (overload) untuk
transformator MH-091 pada saat beban puncak, dan untuk beban siang hari daya
terpakai transformator sudah melebihi batas normal (80%) untuk transformator
MH-091.
Pembebanan yang berlebihan (Overload) akan mengakibatkan panas
berlebih pada transformator dimana akan mempercepat proses oksidasi pada
minyak. Hasil oksidasi inilah sebagai pemicu pengikisan unsur logam hingga pada
akhirnya penurunan kemampuan isolasi yang pada akhirnya akan menyebabkan
kegagalan isolasi. Umur transformator merupakan fungsi dari umur sistem
isolasinya. Umur isolasi didefinisikan berakhir bila kekuatan mekanikalnya telah
menurun hingga 50% kekuatan awal. Pada batas ini transformator masih dapat
beroperasi namun rentan terhadap berbagai gangguan. Untuk transformator
dengan desain SPLN, transformator masih dapat beroperasi namun sangat rentan
terhadap berbagai gangguan. Pada batas inilah sistem isolasi didalam
transformator akan mengalami penurunan kemampuan.
2) Ditinjau dari kondisi pengaman gardu
Dari hasil pengamatan terhadap alat proteksi pada satu gardu masih ditemui
adanya ketidaknormalan alat proteksi yang ditandai dengan adanya NH Fuse yang
disambung langsung dengan kawat bahkan dengan pelat besi. Hal tersebut
mengakibatkan hilangnya fungsi pengamanan terhadap transformator pada alat
pengaman itu sendiri. Sehingga saat terjadi gangguan baik beban lebih maupun
hubung singkat pada sisi tegangan rendah fuse tidak akan bekerja sesuai dengan
fungsinya, sehingga arus gangguan yang relatif besar akan langsung menuju ke
transformator sehingga menyebabkan kegagalan isolasi transformator.
Ketidaksesuaian alat proteksi ini akan mempengaruhi secara langsung kondisi
internal transformator saat terjadi gangguan.
66
Gambar 4. 2 Ketidaksesuaian Proteksi pada Gardu Portal yang Lain
Pengaman gardu distribusi sangat erat kaitannya dengan pembumian gardu
distribusi, pengaman yang dalam kondisi baik (misalnya Lightning Arrester) tidak
akan bekerja secara optimal saat terjadi tegangan lebih yang diakibatkan surja
petir apabila nilai resistansi pembumiannya tidak sesuai (besar). Sehingga apabila
nilai pembumian besar dan terjadi gangguan tegangan lebih, muatan listrik yang
berasal dari petir tidak akan mengalir ke bumi sehingga transformator akan
langsung terkena imbasnya yang mana dapat menyebabkan kegagalan pada isolasi
transformator. Untuk itu diperlukan perbaikan terhadap nilai resistansi
pembumian. Sebab dari hasil pengukuran yang dilakukan ditunjukkan bahwa nilai
dari resistansi pembumian masing-masing gardu tergolong besar. Perbaikan nilai
resistansi ini dilakukan agar fungsi grounding transformator dan arrester dapat
bekerja secara optimal apabila terjadi gangguan.
4.7 Upaya Minimalisasi Kerusakan Transformator
4.7.1 Upaya Yang Dilakukan Untuk Mengurangi Transformator Rusak
Akibat Overload
Overload merupakan keadaan dimana transformator dibebani melebihi
batas kemampuannya. Apabila hal ini terjadi maka transformator akan menarik
arus yang besar untuk menyupplai beban. Hal ini menjadi masalah karena isolasi 67
yang terdapat pada transformator telah disesuaikan dengan dengan arus nominal
transformator, apabila keadaan ini berlangsung dalam waktu yang lama maka
isolasi transformator akan mengalami kerusakan akibat panas yang berlebihan dari
arus yang besar (tidak sesuai standar).
Kerusakan isolasi akan berakibat fatal, yakni dapat menyebabkan terjadinya
kerusakan pada transformator. Dari hasil analisa terhadap pembebanan
transformator yang rusak pada tahun 2019 ditemukan satu gardu di
penyulang GG1 transformator dibebani lebih dari 100% yaitu pada MH-091.
Perlunya tindakan yang serius dalam menangani masalah ini untuk mencegah ke
depannya kasus seperti ini terjadi lagi. Overload pada transformator dapat terjadi
akibat beberapa hal berikut :
1) Pembebanan pada transformator yang berlebihan.
2) Pertumbuhan beban yang terus-menerus namun tidak diperhatikan.
3) Kurangnya tindakan inspeksi dan pemeliharaan pada gardu transformator.
Penanggulangan yang dilakukan untuk menyelesaikan kasus tersebut adalah
mengganti transformator yang rusak dengan transformator yang baru dengan
kapasitas daya yang lebih tinggi (mutasi).
Untuk mengurangi dan mencegah agar tidak terjadi kasus seperti ini maka
perlu dilakukan tindakan sebagai berikut :
4.7.1.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Overload
Inspeksi adalah kegiatan yang dilakukan secara periodik yang bertujuan
untuk menggumpulkan data-data dari lapangan yang akan digunakan sebagai
acuan melakukan tidakan pemeliharaan. Inspeksi yang dilakukan untuk kasus
tranformator rusak akibat overload adalah :
a. Pengambilan Data Pembebanan Transformator
Pengambilan data pembebanan transformator dilakukan untuk mengetahui
pertumbuhan beban pada transformator, yang akan digunakan sebagai acuan
68
untuk pengambilan tindakan pemeliharaan ataupun tindakan perencanaan yang
akan dilakukan, seperti perluasan jaringan, penambahan beban dan lain-lain.
Pengambilan data pembebanan dapat dilakukan pada waktu beban puncak
(WBP) dan luar waktu beban puncak (LWBP).
b. Memeriksa Visual Transformator
Kegiatan ini penting dilakukan untuk mengetahui gejala-gejala awal apakah
transformator bekerja dalam keadaan normal atau tidak, hal yang sering di
perhatikan dalam kegiatan ini adalah :
a) Melihat tampak fisik bagian luar transformator
Bagian ini memastikan bahwa tidak ada fisik bagian luar transformator
dalam keadaan tidak normal seperti kebocoran pada minyak (bocor pada
sirip, bocor pada kran, dan bocor pada bushing transformator), bushing
transformator retak / pecah, dll.
b) Memeriksa kondisi thermal transformator
Kondisi thermal (panas) pada transformator / peralatan dimaksudkan untuk
mengetahui kondisi suhu transformator / peralatan yang diukur apakah
berada dalam kondisi yang normal. Sebagaimana kita ketahui bahwa
transformator / peralatan akan mengalami kelebihan panas (Overheat)
sebelum mengalami kegagalan. Oleh karena itu untuk mengidentifikasi hal
tersebut sangatlah perlu dilakukan pemeriksaan thermal. Melalui
pemeriksaan ini dapat diketahui potensi-potensi kegagalan yang ditandai
dengan titik-titik panas pada transformator.
Pada prinsipnya transformator atau peralatan gardu dirancang untuk
memikul beban, dalam hal ini besarnya arus (beban) terwakili oleh suhu
yang dihasilkan akibat pembebanan, semakin besar transformator tersebut
memikul beban maka semakin besar pula panas yang akan dirasakan.
Selain pembebanan, besarnya panas yang dihasilkan oleh transformator
maupun peralatan gardu bisa disebabkan oleh suhu ruangan (ambient)
69
yang terlalu panas padanya, pemasangan terminasi atau kontak yang tidak
bagus sehingga mengakibatkan Loss contact yang kemudian berdampak
terhadap panas yang berlebih (Overheat).
c) Mendengar suara dengungan dari transformator
Suara dengungan yang keluar dari transformator dapat menjadi tanda
bahwa transformator tidak bekerja dalam kondisi normal, yaitu dibebani
lebih dari batas kemampuannya.
4.7.2 Upaya Yang Dilakukan Untuk Kasus Transformator Rusak Akibat
Gangguan Internal
Kerusakan transformator yang disebabkan oleh gangguan internal adalah
kerusakan yang terjadi pada transformator akibat transformator itu sendiri
(akibat penuaan), gangguan tersebut bisa disebabkan oleh banyak hal.
Gangguan internal yang paling sering terjadi dan menyebabkan rusaknya
tranformator distribusi adalah :
1) Gangguan sistem pendingin yang menyebabkan kegagalan isolasi.
2) Ketidaksesuaian alat proteksi gardu sehingga arus gangguan langsung
diterima oleh transformator dan menyebabkan gangguan pada poin pertama.
Seperti pada kasus gardu portal yang lain, data visual transformator saat
rusak yang terlihat yaitu kebocoran pada body transformator sehingga minyak
transformator menetes terus menerus dan dalam waktu lama sehingga
mengurangi volume minyak yang seharusnya dan mengakibatkan minyak
transformator yang berperan sebagai pendingin dan isolasi tidak akan befungsi
secara optimal dan dapat menyebabkan transformator memiliki suhu yang
tinggi, suhu yang tinggi dapat memperpendek usia isolasi dan menyebabkan
isolasi rusak dimana kerusakan isolasi inilah yang menyebabkan transformator
mengalami kerusakan. Dan data visual pengaman gardu menunjukkan bahwa
terdapatnya ketidaksesuaian pada fuse tegangan rendah (sambung langsung)
pada gardu transformator.
70
Tindakan penanggulangan yang dilakukan untuk kasus berikut adalah
mengganti transformator yang rusak dengan transformator baru dalam kondisi
yang baik dan memasang pengaman dengan rating yang tepat dalam artian
sesuai standar pengaman untuk kapasitas transformator pada gardu tersebut.
Upaya yang dilakukan dalam mencegah dan mengurangi kasus seperti ini,
adalah :
4.7.2.1 Inspeksi Berkala untuk Transformator Akibat Gangguan Internal
Inspeksi adalah kegiatan yang dilakukan secara periodik dengan tujuan
menggumpulkan data-data dari lapangan yang akan digunakan sebagai acuan
untuk melakukan tindakan pemeliharaan. Adapun tindakan inspeksi yang
dilakukan untuk kasus kerusakan transformator akibat gangguan internal
adalah :
a. Pemeriksaan fisik
Pemeriksaan fisik transformator meliputi :
1) Packing transformator, jika packing tertutup apakah masih tertutup baik.
2) Pemeriksaan aksesoris transformator apakah masih lengkap dan dalam
kondisi yang baik.
3) Pemeriksaan fisik apakah terdapat karat, bagian yang gosong atau bagian
yang rusak.
4) Pemeriksaan Volume minyak pada gelas duga (oil Level), apakah terdapat
kebocoran pada transformator.
b. Pemeriksaan tahanan isolasi
1) Antara sisi Tegangan rendah (TR) dengan sisi Tegangan Menengah (TM).
2) Antara sisi Tegangan rendah (TR) dengan bodi.
3) Antara sisi Tegangan Menengah (TM) dengan bodi.
4) Periksa hubungan phasa-phasa pada sisi TM dan sisi TR apakah terhubung
dengan baik ( Megger 0 Ohm).
c. Pemeriksaan minyak
71
Minyak transformator sebagai bahan isolasi utama setelah kertas, harus selalu
dalam kondisi diatas batas minimum yang diijinkan. Apabila sampai terjadi
kondisi minyak berada dibawah kondisi yang diijinkan, maka fungsi utama
minyak sebagai isolasi transformator, peredam busur api, pelarut gas-gas dan
sebagai mediator pendingin, tidak akan berfungsi secara optimal sehingga hal
ini memungkinkan terjadinya kegagalan pada transformator, baik itu karena
stress tegangan ataupun karena stress panas yang ditimbulkan oleh belitan.
Dengan memahami perubahan karakteristik minyak transformator dengan
sendirinya bisa di amati kecenderungan resiko akibat degradasi fungsi isolasi
yang terjadi di dalam tangki transformator.
Untuk transformator yang telah lama digunakan (lebih dari 1 tahun) perlu
diadakan pemeriksaan tegangan tembus minyak transformator. Hal ini
diperlukan karena dimungkinkan adanya benturan-benturan atau kebocoran-
kebocoran yang menyebabkan packing yang rusak sehingga adanya udara
yang masuk ke transformator dan menyebabkan minyak transformator
tercemar oleh zat asing dari luar transformator.
4.7.2.2 Tindakan Pemeliharaan
Tindakan pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki kasus ini
adalah:
a. Membersihkan transformator (misalnya bushing dari kotoran seperti
lumut, debu yang menumpuk, dll.)
b. Mengganti minyak transformator apabila sudah dalam kondisi yang kurang
baik dan mengisi kembali apabila volume minyak berkurang.
c. Meggencangkan sambungan dan baut-baut yang terdapat pada
transformator.
d. Melakukan perbaikan pada bagian yang mengalami kerusakan seperti
packing yang bocor, bushing yang retak, dan bagian hubungan elektrik
seperti bushing transformator dan lain-lain.
72
4.8 Proses Perbaikan Pengukuran Pembumian
Resistansi pentanahan total seluruh sistem tidak boleh lebih dari 5 ohm.
Untuk daerah yang resistansi jenis tanahnya sangat tinggi, resistansi
pembumian total seluruh sistem boleh mencapai 10 ohm. Setelah dilakukan
pengukuran di beberapa transformator, diketahui ada transformator yang
memiliki nilai resistansi pentanahan nya lebih dari 5 ohm tidak sesuai standar
yang telah ditentukan. Untuk itu dilakukan restandarisasi pentanahan untuk
mengembalikan nilai pentanahan sesuai standar. Semakin kecil nilai
resistansinya, semakin baik pentanahannya.
Transformator distribusi yang memiliki nilai resistansi pentanahan yang
paling tinggi dari data pengukuran adalah transformator distribusi MH -091
yang berada di tanah yang tidak terlalu kering dan tidak berair sehingga sulit
untuk mendapatkan nilai resistansi yang kecil dan sesuai dengan strandar.
Untuk melakukan restandarisasi, dibutuhkan beberapa metode sederhana
untuk memperkecil nilai resistansinya.
Penulis menggunakan metode dengan cara memperbanyak jumlah elektroda.
Dua elektroda yang dihubungkan secara parallel di tanah akan mengakibatkan
nilai resistansi pentanahan kecil. Yang penting diperhatikan dalam metode ini
adalah jarak antara elektroda yang sudah ada dengan elektroda tambahan
harus sama. Semakin jauh jarak antar elektroda maka semakin cepat proses
memperkecil nilai resistansi pentanahannya.
73
Gambar 4. 3 Rangkaian Paralel Elektroda Pentanahan
Hasil pengukuran transformator distribusi pada MH-091 ialah sebesar:
Body transformator : 30 ohm
Lightning arrester : 10 ohm
Netral : 20 ohm
Metode yang dilakukan untuk memperkecil nilai resistansi pada transformator
distribusi tersebut adalah dengan menambah jumlah elektroda pentanahan
yang dihubungkan secara parallel. Untuk memparallel elektroda,
direncanakan penambahan elektroda pentanahan sebanyak 2 elektroda.
Sebelum melakukan pekerjaan penambahan elektroda pentanahan, dilakukan
persiapan peralatan dan material.
1) Elektroda pentanahan
Elektroda yang digunakan adalah jenis elektroda batang berupa besi
berlapis tembaga. Elektroda batang biasanya berukuran 1,5 meter sampai 3
meter. Elektroda yang digunakan dengan data sebagai berikut:
Panjang elektroda : 3 m
Jari-jari elektroda : 2,5 x 10-3 m
Jarak setiap elektroda : 3 m
74
Gambar 4. 4 Elektroda Batang
2) Kawat AAAC 70 mm2
Kawat penghantar ini digunakan untuk menghubungkan semua batang
elektroda yang akan ditanam dengan kawat grounding pada gardu. Kawat
AAAC (All-Alumunium-Alloy Conductor), yaitu kawat penghantar yang
seluruhnya terbuat dari campuran alumunium. Kawat ini merupakan
penghantar telanjang tanpa isolasi. Kawat yang menghubungkan sirkuit ke
batang grounding dibiarkan tanpa isolasi, agar material logam yang
mengenainya akan sama-sama menjadi netral dengan bumi secara elektris.
75
Gambar 4. 5 Kawat AAAC 70 mm2 3) H-type 70 mm2
Untuk menyambung antara dua penghantar, secara umum dipakai material
penyambung yang disebut Connector. Prinsip, fungsi dan tujuan utama
dari Connector jenis H-type ini adalah menyatukan dua penghantar
sedemikian rupa sehingga tahanan kontak penyambungan itu menjadi
sangat kecil atau sama dengan nol. Setelah kawat menghantar diposisikan
dengan benar, H-type dipress menggunakan tang press di bagian tengah.
Gambar 4. 6 H-Type sebagai Connector
76
4) Palu/martil
Sebagai alat bantu dalam penanaman elektroda ke dalam tanah.
Gambar 4. 7 Palu/martil
5) Tang press
Digunakan untuk mengepres sambungan dengan h-type.
Gambar 4. 8 Tang Press
77
4.9 Pemasangan Elektroda Pentanahan
Berikut langkah-langkah yang penulis lakukan dalam melakukan
restandarisasi pentanahan.
1) Penulis dibantu tim HAR dalam menyiapkan peralatan dan material
yang dibutuhkan untuk perbaikan transformator distribusi MH-091.
2) Mengukur nilai resistansi pentanahan body transformator, lightning
arrester dan netral sebelum dilakukan perbaikan dengan menggunakan
alat ukur earth tester.
3) Mencatat hasil pengukuran yang terbaca pada alat ukur earth tester.
4) Menyiapkan elektroda batang yang akan digunakan dalam
restandarisasi pentanahan ini.
5) Sebelum menancapkan batang elektroda kedalam tanah, dilakukan
pembersihan disekitar transformator distribusi untuk memudahkan
dalam penanaman batang elektroda. Karena disekitar transformator
distribusi MH-091 terdapat batu-batu yang akan mengganggu dalam
proses penanaman batang elektroda. Setelah dilakukan pembersihan,
kami mulai menancapkan batang elektroda ke tanah. Karena keadaan
tanah sekitar termasuk tanah kering, maka dalam penanaman elektroda
ini dibantu dengan palu/martil sebagai alat pukul yang digunakan untuk
membantu dalam penanaman batang elektroda yang dilakukan di daerah
tanah kering. Secara perlahan batang elektroda dipukul dengan
palu/martil untuk membantu supaya batang elektroda cepat tertanam ke
tanah. Hal yang sama dilakukan untuk elektroda selanjutnya hingga
ketiga elektroda tertanam ke dalam tanah.
6) Kami melakukan penanaman batang elektroda sebanyak 2 elektroda
tambahan disetiap bagian transformator distribusi yang ditanahkan
dengan jarak masing-masing elektroda 3 meter. Penanaman 2 batang
elektroda ini dilakukan untuk memenuhi standar nilai resistansi
pentanahan. Setelah itu kami menghubungkan masing-masing batang
78
elektroda dengan kawat AAAC 70 mm2. Dengan menggunakan h-type
untuk menghubungkan kawat AAAC dan batang elektroda kemudian di
pres dengan tang pres.
Gambar 4. 9 Menghubungkan Kawat A3C dengan Batang Elektroda dengan H-type
7) Setelah semua batang elektroda ditanam dan dihubungkan dengan kawat
A3C, kami menyambungkan batang elektroda yang ditambah dengan
batang elektroda pentanahan yang sebelumnya.
8) Kemudian dilakukan pengukuran kembali setelah dilakukan perkerjaan
restandarisasi nilai resistansi pentanahan.
9) Catat kembali hasil pengukuran dan bandingkan dengan hasil pengukuran
sebelum pekerjaan.
Hasil sebelum pekerjaan adalah sebagai berikut:
Body transformator : 30 ohm
Lightning arrester : 10 ohm
Netral : 20 ohm 79
Hasil yang diperoleh setelah dilakukan perbaikan sebagai berikut:
Body transformator : 3,2 ohm
Lightning arrester : 3 ohm
Netral : 3,2 ohm
Hasil tersebut sudah menunjukkan bahwa nilai resistansi pentanahannya
sudah sesuai standar yang ditentukan PUIL yaitu resistansi pentanahan total
seluruh sistem tidak lebih dari 5 ohm.
Dari persamaan (2.1) kita dapat mengetahui resistansi jenis tanah pada body
transformator dan netral berdasarkan teori:
Dik:
R = 40 ohm
L = 3 m
𝑅𝑅 =𝜌𝜌
2𝜋𝜋𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1
𝜌𝜌 =𝑅𝑅 2𝜋𝜋𝑙𝑙
𝑙𝑙𝑙𝑙 4𝑙𝑙𝑟𝑟 − 1
𝜌𝜌 =40 × 2 × 3,14 × 3
𝑙𝑙𝑙𝑙 4 × 32,5 × 10−3 − 1
𝜌𝜌 = 565,25
8,47
𝜌𝜌 = 66,72 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚.𝑚𝑚
Jadi berdasarkan teori resistansi jenis tanah adalah 66,72 ohm.m.
Setelah mengetahui resistansi jenis tanahnya, dengan menggunakan
persamaan 2.5 kita dapat menghitung tahanan tanah dari dua batang elektroda
yang ditanam sejajar untuk R1 dan R2 berdasarkan teori dengan s = 3 m
80
𝑅𝑅 =𝜌𝜌
4𝜋𝜋𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1 +
𝜌𝜌4𝜋𝜋𝜋𝜋
1 −𝑙𝑙2
3𝜋𝜋2+
25𝑙𝑙4
𝜋𝜋4
𝑅𝑅 =66,72
4 × 3,14 × 3 𝑙𝑙𝑙𝑙
4 × 32,5 × 10−3
− 1 +66,72
4 × 3,14 × 3 1 −
33 × 32
+25
34
34
𝑅𝑅 = 1,77(8,47) + 1,77 (0,89 + 0,4)
𝑅𝑅 = 15 + 2,28
𝑅𝑅 = 17,28 ohm
Dengan menggunakan persamaan:
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=1𝑅𝑅1
+1𝑅𝑅2
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=1
17,28+
117,28
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=2
17,28
𝑅𝑅𝑏𝑏 = 8,64 ohm
Untuk perhitungan resistansi tanah pada LA diketahui:
R = 10 ohm
L = 3 m
𝑅𝑅 =𝜌𝜌
2𝜋𝜋𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1
𝜌𝜌 =𝑅𝑅 2𝜋𝜋𝑙𝑙
𝑙𝑙𝑙𝑙 4𝑙𝑙𝑟𝑟 − 1
𝜌𝜌 =10 × 2 × 3,14 × 3
𝑙𝑙𝑙𝑙 4 × 32,5 × 10−3 − 1
𝜌𝜌 = 188,48,47
81
𝜌𝜌 = 22,24 𝑜𝑜ℎ𝑚𝑚.𝑚𝑚
Berdasarkan teori resistansi jenis tanah adalah 22,24 ohm.m.
Setelah mengetahui resistansi jenis tanahnya, dengan menggunakan
persamaan 2.5 kita dapat menghitung tahanan tanah dari dua batang elektroda
yang ditanam sejajar untuk R1 dan R2 berdasarkan teori dengan s = 3 m
𝑅𝑅 =𝜌𝜌
4𝜋𝜋𝑙𝑙 𝑙𝑙𝑙𝑙
4𝑙𝑙𝑟𝑟− 1 +
𝜌𝜌4𝜋𝜋𝜋𝜋
1 −𝑙𝑙2
3𝜋𝜋2+
25𝑙𝑙𝜋𝜋4
𝑅𝑅 =22,24
4 × 3,14 × 3 𝑙𝑙𝑙𝑙
4 × 32,5 × 10−3
− 1 +22,24
4 × 3,14 × 3 1 −
32
3 × 32+
25
34
34
𝑅𝑅 = 0,59(8,47) + 0,59(0,89 + 0,4)
𝑅𝑅 = 5 + 0,76s
𝑅𝑅 = 5,76 ohm
Dengan menggunakan persamaan:
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=1𝑅𝑅1
+1𝑅𝑅2
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=1
5,76+
15,76
1𝑅𝑅𝑏𝑏
=2
5,76
𝑅𝑅𝑏𝑏 = 2,4 ohm
Perbandingan hasil perhitungan diatas dengan hasil pengukuran dilapangan
sebagai berikut:
Hasil pengukuran untuk tahanan pada body transformator dan netral adalah
3,2 ohm.
Hasil perhitungan berdasarkan teori untuk tahanan pada body transformator
dan netral adalah 8,64 ohm.
82
Hasil pengukuran untuk tahanan pada LA adalah 3 ohm.
Hasil perhitungan berdasarkan teori untuk tahanan pada LA adalah 2,4 ohm.
Dari hasil diatas diperoleh perbedaam nilai tahanan untuk body transformator
dan netral sebesar 5,44 ohm dan nilai tahanan untuk LA sebesar 0,12 ohm.
Gambar 4. 10 Perbaikan Pengukuran Resistansi Pentanahan setelah Penanaman
Elektroda
83
84
4.10 Proses Pemeliharaan Komponen yang Lain Pada Gardu Portal
1) Pemeliharaan PHB-TR Ditemukan banyaknya material yang digunakan tidak sesuai standart, juga
pemasangan peralatan yang kurang baik serta factor usia dari peralatan,
untuk itu PHB-TR dibersihkan guna meningkatkan kinerja PHB-TR. PHB-
TR yang telah dibersihkan akan terlihat lebih rapi dan mempermudah
pemeliharaan.
Gambar 4. 11 Penggantian PHB-TR yang kropos dan rusak
Gambar 4. 12 PHB-TR yang telah dibersihkan
2) Memotong JTR yang bebannya besar ke JTR yang lain yang trafonya
belum overload
Tindakan ini merupakan cara untuk mengurangi beban trafo yang hampir
overload bahkan yang sudah overload yaitu dengan memotong JTR yang
trafonya sudah overload ke JTR yang trafonya belum overload. Sehingga
85
Beban trafopun menjadi lebih ringan seteleh dipindahkan ke Trafo yang
belum overload.
3) Uprating Trafo yang Over Load
Tindakan ini adalah solusi apabila trafo tersebut yang sudah over load.
Yaitu dengan merubah trafo yang daya sebelumnya kecil ke trafo yang
dayanya lebih besar.
4) Evaluasi SR Deret/Seri
Kendala pembangunan JTR oleh kondisi lingkungan sekitar membuat
adanya deret seri dari sambungan rumah lebih dari yangdiperbolehkan, hal
ini menyebabkan tingginya drop tegangan pada ujung deretan.
5) Penggantian peralatan yang rusak dari hasil inspeksi
Usia peralatan yang sudah cukup tua perlu diadakan pergantian, untuk itu
perlu disiapkan RAB dari material yang akan diganti guna meningkatkan
kinerja dari peralatan.
6) Penggantian isolator tumpu dan hang tarik
Gambar 4. 13 Proses Penggantian Isolator Tumpu dan Hang Tarik
4.11 Jadwal Pemeliharaan
Salah satu usaha untuk meningkatkan mutu, daya guna, dan keandalan
tenaga listrik yang telah tercantum dalam tujuan pemeliharaan adalah menyusun
program pemeliharaan periodik dengan jadwal tertentu.
Menurut siklusnya kegiatan pelaksanaan pemeliharan dapat dikelompokan
dalam tiga kelompok yaitu :
1. Pemeliharaan bulanan
Pemeliharaan bulanan dilaksanakan tiap satu bulan sekali. Kegiatan
pemeliharaan bulanan antara lain :
a. Inspeksi jaringan SUTM meliputi tiang, bracket, cross arm, pentanahan.
b. Penghantar, Isolator, Ligthning Arrester, FCO, PHB-TR.
c. Pemeliharaan bulanan dimaksudkan untuk pemeliharaan gardu distribusi.
2. Pemeliharaan tri wulanan
Pemeliharaan tri wulanan atau 3 bulanan adalah suatu kegiatan di lapangan
yang dilaksanakan dalam tiga bulan dengan maksud untuk mengadakan
pemeriksaan kondisi sistem. Dengan harapan langkah-langkah yang perlu dil
aksanakan perbaikan sistem peralatan yang terganggu dapat ditentukan lebih
awal.
Bila ada keterbatasan dalam masalah data pemeliharaan, program
pemeliharaan triwulan dapat dibagi untuk memelihara bagian-bagian jaringan
distribusi yang rawan gangguan, diantaranya adalah saluran telanjang atau
tidak berisolasi. Dimana saluran udara semacam ini diperkirakan paling
rawan terhadap gangguan external. Kegiatan yang perlu dilakukan dalam
program triwulanan adalah :
a. Mengadakan inspeksi terhadap trafo seperti halnya pengukuran trafo saat
kondisi berbeban. Tujuannya melakukan pengukuran beban pada saat
trafo, tujuannya adalah agar megetahui besar beban trafo secara berkala
agar trafo dalam kondisi yang optimal,kondisi yang baik untuk trafo saat
berbeban adalah tidak lebih dari 80 % dari kapasitas trafo.
86
Gambar 4. 14 Pengukuran transformator pada saat berbeban
b. Mengadakan evaluasi terhadap hasil inspeksi yang telah dilaksanakan dan
segera mengadakan tindak lanjut. Evaluasi yang dimaksudkan adalah
membuat laporan pengukuran tegangan phasa R, S, dan T di LVC diwaktu
siang dan malam.
c. Pemeliharaan pembumian pada gardu portal dilakukan pada saat
triwulanan, dan pemeliharaan pembumian yaitu seperti, Pemeriksaan
secara visual kondisi pembumian, pemeriksaan / perbaikan terhadap baut
kelm yang kendor, lepas atau putus, membersihkan bagian–bagian dari
kotoran dan benda–benda yang bersifat menyekat seperti elektroda
pentanahan yang berkarat, mengganti kabel yang sudah rusak.
d. Pemeliharaan semesteran atau enam bulanan adalah suatu kegiatan yang
dilakukan di lapangan dengan maksud untuk mengetahui sendiri
kemungkinan keadaan beban pada jaringan.
3. Pemeliharaan Tahunan
Pemeliharaan tahunan merupakan suatu kegiatan yang dilaksanakan
untuk mengadakan pemeriksaan dan perbaikan sistem peralatan. Kegiatan
pemeliharaan tahunan biasanya dilaksanakan menurut tingkat prioritas
tertentu. Pekerjaan perbaikan sistem peralatan yang sifatnya dapat menunjang 87
operasi secara langsung atau pekerjaan-pekerjaan yang dapat mengurangi
adanya gangguan operasi sistem perlu mendapat prioritas yang lebih tinggi.
a. Pemeliharaan Tahunan Keadaan Bertegangan
Pekerjaan-pekerjaan yang perlu dilakukan untuk pemeliharaan tahunan
keadaan bertegangan adalah mengadakan pemeriksaan secara visual (
inspeksi ) dengan maksud untuk menemukan hal-hal atau kelainan-kelainan
yang dikawatirkan / dicurigai dapat menyebabkan gangguan pada operasi
sistem, sebelum periode pemeliharaan tahunan berikutnya terselenggara.
Pemeliharaan semacam ini pada pelaksanaanya menggunakan chek list untuk
memudahkan para petugas memeriksa dan mendata hal – hal yang perlu
diperhatikan dan dinilai
b. Pemeliharaan Tahunan Keadaan Bebas Tegangan
Pemeliharaan tahunan keadaan bebas tegangan adalah pemeliharaan
peralatan / perlengkapan jaringan distribusi TM / TR yang dilaksanakan
dimana obyeknya dalam keadaan tanpa tegangan atau pemadaman. Hal ini
bukan berarti disekitar obyek pemeliharaan benar-benar sama sekali tidak
bertegangan. Pekerjaan – pekerjaan pemeliharaan tahunan pada keadaan
bebas tegangan adalah pekerjaan-pekerjaan yang meliputi pemeriksaan,
pembersihan, pengukuran dan penggantian material bantu. Pemeriksaan mulai
dari komponen pada gardu portal yaitu FCO, Lightning Arrester, LVC dan
lain-lain. Pembersihan yang dimaksudkan adalah pembersihan pada LVC dan
juga komponen didalam LVC. Pengukuran disini yang dimaksudkan adalah
pengukuran tegangan phasa R, S, dan T di waktu siang dan malam.
Penggantian material bantu misalnya : fuse link.
88
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Setelah mengikuti pemeliharan gardu portal di penyulang GG 1 yang
dilaksanakan di PT. PLN (Persero) ULP Medan Helvetia penulis dapat
menyimpulkan yaitu sebagai berikut.
1. Pemeliharaan pada gardu distribusi jenis gardu portal sebaiknya dilakukan
sesuai SOP.
2. Pengawatan yang ada di gardu portal selalu diperhatikan kondisinya,
apabila melewati standart maka wajib dilakukan pemeliharaan.
3. Pemeliharaan pada gardu distribusi jenis gardu portal dilaksanakan guna
menghindari terjadinya kerusakan pada gardu distribusi.
4. Pemeliharaan gardu distribusi tipe portal harus dijaga agar tetap handal
dan tidak mengalami gangguan yang tidak diinginkan.
5. Pemeliharaan sistem pembumian juga penting dilaksanakan agar nilai
resistansinya tidak lebih dari 5 ohm.
5.2 Saran
1. Perlunya pemantauan yang serius terhadap gardu-gardu yang perlu
dipelihara khususnya pada trafo yang sudah overload.
2. Selalu mensurvey keadaan gardu distribusi dan tiang listrik agar dapat
diketahui kerusakannya dan dapat di lakukan perbaikan dan perawatan.
3. Selalu memonitor kondisi beban Trafo pada Rayon.
4. Daerah yang drop tegangan perlu di survey dan di usulkan pembangunan
gardu sisipan agar tegangan disana normal dan stabil.
5. Pemeliharaan pada gardu distribusi di PT. PLN (PERSERO) ULP Medan
Helvetia masih kurang diterapkan.
89
DAFTAR PUSTAKA
Banjarweb-info, 2013, Spesifikasi Gardu Distribusi Sistem Portal, online,
http://seputarbanjarpatroman.blogspot.com/2014/07/spesifikasi-gardu-distribusi-tipe-portal.html., diakses 23 Maret
Hadi, abdul, 1986. sistem distribusi daya listrik, Erlangga, Jakarta.
Marsudi, Djiteng, 2011, Pembangkit Energi Listrik, Erlangga, Jakarta.
Mohan Ned, 2004, Very Small Aperture Terminal, Application and Design, John Wiley & Son, Inc.
PT. PLN (Persero), SPLN 50:1997, Direksi PT.PLN (Persero), Jakarta, 1997.
PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan Pelatihan. 2010. Gardu Distribusi
PT PLN (PERSERO), 2010, Standar Konstruksi Gardu Distribusi dan Gardu Hubung Tenaga Listrik, PT PLN (PERSERO), Jakarta
Sarimun, Wahyudi N, 2014, Buku Saku Pelayanan Teknik, Garamond, Jakarta
Wibowo, Satrio, 2014, Pemeliharaan Gardu Distribusi, online, https://www.scribd.com/presentation/350458951/Presentasi-4-Pemeliharaan-Gardu-Distribusi, diakses 24 Maret 2019
90
Kel Tanjung Gusta
Kel Helvetia Tengah
Kel Helvetia Timur
Kel Seagul
KAB. DELI SERDANG
MEI 2019Up date gambar Mei 2019
GARDU TIANG 1 POLEGARDU TIANG 2 POLE
JL SULT AN ARAB
PAJAK KLUMPANG
KWB 25
JL P
SR
1 K
AM
PU
NG
BAN
JAR
AN
JL SRIWIJAYA
GG KAPAS
JL PSR 2 KLAMBIR V KUBURAN
GG DAME
LBS M TR LO 5 PERTEMUAN PL 8 - PY 7
PY 7
JL KLAM BIR V PSR 4 JL L EM BAGA PEMASYARAKATANJL
KLA
MBI
R V
JL K
LAM
BIR
V
JL B
AN
TEN
BA
RU
JL C
EMPA
KA
JL SETIA
JL GAPERTA
GG ALBADAR
GG SAMIRUJUK
PERUM KELAPA GADING
PERUMAHAN ACM
GIVENCY O NE
THEMANSIONGAPERTA
PT ASIA KARET
PT KLAM BIR JAYA
JL BANTEN BARU
JL P
EM
BAN
GU
NA
N P
SR
2
PDAM
JL A
SR
AMA
JL GAPERTA
JL B
AKTI
JL KEM IRI
LBS LO 1 MT R PL 8
SUNG
AI K
P LA
LANG
SUNG
AI K
P LA
LANG
LBS LO 2 MT RPERTEMUAN PL 8 - GL 5
LBS LO 3 VACUMPERTEMUAN PL 8 - PA 4
KWB 5
PA 4
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN SUNGGAL
PER
UM
BA
LI IN
DA
H
LBS LO 2 M TRGL 5
LBS LO 3 M TRPERTEMUAN GL 5- GL2
JL KPT SUM ARSONOJL. KPT SUMARSONO
LBS LO 1 MT R PERTEMUAN
HV 7 - PL 8
LBS LO 3 M TR
LBS LO 2 M TR GL6
TD 1/ 60 MVA
GU 1
GG 1GG 3GG 8
TD 2/ 60 MVA
GL6
GL 1GL 2GL5
TD 3/ 60 MVA
GI GLUGUR
JL BARU
JL T
OB
A P
ER
MA
I
GG
HO
RA
S
JL T PERMAI
Jl PRINGGAN
JL. IM PRES JL GURU S INEMBAH
JL P
ON
DO
K S
URY
A
JL K
PT M
US
LIM
JL K
PT M
US
LIM
INCO
MING
GG8
OUT G
G8/H
V7
JL K
PT M
US
LIM
OUT G
L2/HV
3
OUT G
L2/HV
4
INCO
MING
GL2
LBS LO 1 AIRBREAK
GL 2
LBS LO 2 M ANUALPERTEMUAN GL 2-PA4
LBS LO 4 AIRBREAK PERTEMUAN GL 2-HV7
LBS LO 2 M TRPERTEMUAN M A6- GL2
JL M ESJID
JL S
IDO
MUL
YO
JL KEBUN SAYUR
MA 6MA 5MA 4
TD 3/60 MVA
GI MABAR
JL V
ETE
RAN
JL SERBAGUNA
JL BA
NTE
N
JL KARYA
JL G
UR
U S
INE
MB
A
JL KPT SUM ARSONO
PERUM GRAHA METROPOLIT AN
JL K
PT S
UMAR
SO
NO
LBS LO 1 M TR GL5
LBS LO 2 MT R MA6
LBS LO 1 M TRPERTEMUAN M A5-GL1
KWB 30
KWB 6
LBS LO 3 AIRBREAK PERTEMUAN GL 2-GL1
JL D
MAR
SAB
UT
JL D T OBA JL GEREJA
JL K
ARY
A
KWB 7
KWB 28
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M TIMUR
SUNG
AI D
ELI
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN LABUHAN
LBS
LO
1
AIR
BR
EAK
GG
1
LBS LO 1 AIRBREAK GL6
LBS LO 3 M TRPERTEMUAN GG 1-GL1
REC LO 1 GL1
LBS LO 2 M TR GG1
KWB 24
JL PENGAYOM AN JL S
EKIP
SEC L O 2 GL 1
IKD
JL KARTINI
GG MARUT O
GG IDI 1
GG IDI 2
JL KARYA KOWILHAN
JL KARYA SET UJU
JL M AKMUR
JL A
DAM
MA
LIK
JL T AMIR HAMZAH
JL S
EKA
TAJL
SE
I DEL
I
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M BARU
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN M BARU
BATAS WILAYAHKERJA PLN RYN M BARU
REL K A REL K AREL K AREL K A
BATAS WILAYAH KERJA PLN RYN SUNGGAL
REL K A
JL SETIA BUDI
296
201
341
095
359206
198
358
199
094
247
375
357
197
139302
142
PSR 6 BANTEN
JL SUBUR
391
164274
090 392
189
039
327
393
JL BA
MB
U
092
275
138 306334211441
247163
089
363
310
006
318
322
165319
008009
236205
013
346
166
057303
005 354
360
409
099
098
097
410
212
181
344
096
340
100
241
195
126
320242
196
343
147
081
297
348 141234180335336052295
294
210
JL K
AR
YA 1
032
257 283 194049
308050259
149
269
051
213
207
395
193
045
JL K
AR
YA 7
153
022178
185 017
087272
182
046
381
048
380
396
325
355
324
132258
307
366378301399400171
173
091
398
108
385
224
140
136
133
125
299
127
148
277
128 239
282
333
364 130134
356
131
223
124
305115
JL KARYA RAKYAT
JL KARYA MESJID
278113
266383
GH
HEL
VETI
A
255060 265
152
065246150235066
JL PERKUT UT
JL D SINGKARAKJL ABD MANAF LBS
064 063
547
061 256
JL GAPERTA 5271
059347
172
058
331
321
068
389
248
155
088
219
106
101
390
204
350102
159
373
135
367
214
129300
397
109
103
403
253
323
122 123
117
104
298
116 404
112
110107
118332 406119
273
137
402
228174
384
408314292056MH
047316
268055240407
054
JL PEMBANGUNAN
JL BOM
510
001
JL M ATAHARI RAYA
035
029
369
233
031
JL N
US
A IN
DAH
RA
YA
JL W
IJA
YA
KE
SUM
A
JL F
ILIS
IUM
RA
YA
JL A
STE
R
004
313
317
312
007
038
026
028368023JL F ILISIUM 4
JL M
AWA
R 9
JL T
ANJU
NG
JL C
EN
DAN
A
039
311
611
037
JL B
ER
ING
IN R
AYA
293 053 412
309
JL R
ES
TU
411
010
040
041
021
044
JL S
AKU
RA
RAY
A
JL KE
MUNI
NG R
AYA
218
012
JL MATAHARI RAYA
015
069
250
016
JL H
ELV
ETIA
RAY
A
105
JL MELATI 4
JL BA
LAI D
ESA
330
JL B
ER
ING
IN I
146
226
227 JL PE
MBAN
GUNA
N KO
MP PI
AZZA
249328 329 067 217
JL TERATAI 3JL SAKURA 1
JL M
ELAT
I 5
GARDU BETON
KODE RAYON CARD TRAFO = MH ..
PARAF
PT.PLN ( Persero ) WIL-SU AREA MEDANRAYON HELVETIA
1