contoh laporan SIMULASI SALURAN TRANSMISI MENGGUNAKAN SOFTWARE POWER STATION (ETAP) FT UMI PERCOBAAN IIISIMULASI POWER STATION

III.1 Percobaan Simulasi Power Station Tanpa SaluranIII.1.1 Tujuan PercobaanMahasiswa dapat menggunakan software ETAP Power Station dalam menganalisa sistem distribusi dan transmisi tanpa saluran, baik dalam keadaan normal maupun pada saat terjadi gangguan.III.1.2 Teori DasarSoftware power station adalah software yang dapat digunakan dalam menganalisa perencanaan sistem distribusi dan transmisi dan rancangan tersebut dapat diuji melalui software tersebut. Pada software ini terdapat dua bagian yaitu utilities untuk alternating current dan utilities untuk direct current. Dalam merancang sistem distribusi dan line transmisi, harus memenuhi etika standar yang diizinkan agar software dapat diimplementasikan pada rancangan yang telah dibuat.Program ini dapat dikembangkan dengan menghubungkan sebuah personal computer dengan peralatan sistem distribusi dan transmisi sehingga peralatan tersebut dapat dikontrol melalui komputer tersebut. Operasi program menyerupai sistem elektrik real. Sebagai contoh, kapan anda membuka suatu pemutus suatu kontak, menempatkan suatu unsur keluar dari suatu jasa layanan atau mengubah status operasi motor, de-energized unsur-unsur dan sub-sistem ditandai pada one-line diagram pada sebuah perubahan. Power station telah terdapat data menyangkut data terperinci untuk masing-masing peralatan elektrik. Editor data dapat mempercepat proses masukan data dan harus memasukan data minimum untuk studi tertentu. Dalam rangka mencapai software ini mempunyai editor yang tersusun sendiri dalam cara yang paling logis untuk memasukan data untuk jenis analisa yang berada atau dalam merancang sebuah sistem. Setiap kesalahan dalam suatu rangkaian yang menyebabkan terganggunya aliran arus yang normal disebut gangguan. Kebanyakan dari gangguan-gangguan yang terjadi pada saluran transmisi bertegangan 115 KV atau lebih disebabkan oleh petir yang mengakibatkan terjadinya percikan bunga api (flashover) pada isolator-isalator. Tegangan tinggi yang ada diantara penghantar dan menara atau tiang penyangga yang ditanahkan (ground) menyebabkan terjadinya ionisasi.Suatu gangguan dapat menimbulkan kerusakan besar pada suatu sistem tenaga. Banyak sekali studi-studi, pengembangan alat-alat, dan desain-desain sistem pelindung yang telah dibuat, sehingga pencegahan kerusakan pada saluran transmisi dan peralatan lain serta cara pemutusan arus pada saat ada gangguan selalu mengalami perbaikan. Tegangan pada generator besar biasanya berkisar di antara 13,8 KV dan 24 KV. Tetapi generator besar

yang modern dibuat dengan tegangan yang bervariasi antara 18 dan 24 KV. tidak ada suatu standart yang umum diterima untuk tegangan generator.Tegangan generator dinaikkan ketingkat yang dipakai untuk transmisi yaitu antara 115 dan 765 KV. Tegangan tinggi standart adalah 115, 138 dan 230 KV. Tegangan tinggi ekstra adalah 345, 500 dan 765 KV. Kini dilakukan penelitian untuk pemakaian tegangan ultra tinggi yaitu diantara 1000 dan 1500 KV, keuntungan dari transmisi dengan tegangan yang lebih tinggi akan menjadi jelas jika kita melihat pada kemampuan transmisi dari suatu saluran transmisi. Kempuan ini biasanya dinyatakan dalam Megavolt-Ampere (MVA) kemampuan transmisi dari saluran yang sama panjangnya berubah-ubah kira-kira sebanding dengan kuadrat tegangan, tetapi kemampuan transmisi dari suatu saluran dengan tegangan tertentu tidak dapat ditetapkan dengan pasti, karena kemampuan ini masih tergantung lagi pada batasan-batasan (limit) thermal dari penghantar, jatuh tegangan (Voltage Drop) yang diperbolehkan dan persyaratan-persyaratan kestabilan sistem, kebanyakan faktor ini masih tergantung pula pada panjangnya saluran.Kabel transmisi di bawah tanah (Under Ground) untuk suatu tegangan tertentu kelihatanya baru dikembangkan 10 tahun setelah saluran transmisi terbuka untuk tagangan yang sama mulai diopersaikan, dilihat dari keseluruhan panjangnya transmisi dibawah tanah hampir dapat diabaikan saja, tetapi pertumbuhan yang diperlihatkannya cukup tinggi. Pemakaian kabel semacam ini kebanyakan terbatas pada daerah–daerah yang padat penduduknya atau di daerah-daerah perairan yang luas.Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-tama terjadi pada stasium pembangkit bertenaga besar, di mana tegangan diturunkan ke daerah antara 34,5 dan 138 KV, sesuai dengan tagangan saluran transmisinya. Beberapa pelanggan yang memakai tenaga untuk keperluan industri sudah dapat dicatuh dengan tegangan ini. Penurunan tegangan berikutnya terjadi pada stasiun pembantu distribusi, di mana tegangan diturunkan lagi menjadi 4 sampai 34,5 KV dan biasanya teganggan pada saluran yang keluar dari stasiun pembantu tersebut berkisar antara 11 dan 15 KV. Hal ini yang biasa disebut sistem distribusi primer. Kebanyakan beban untuk industri dicatu dari sistem primer, yang juga mencatu transformator distribusi. Transformator ini menyediakan tegangan sekunder pada rangakaian tiga-kawat berfasa tunggal untuk pemakaian di rumah-rumah tempat tinggal. Di sini tegangannya adalah 240 Volt antara dua kawat, dan 120 Volt di atara masing-masing kawat tersebut dan kawat ketiga diketanahkan. rangkaian lainnya ialah sistem empat kawat berfasa tiga yang dinyatakan dengan 208 Y/120 V, atau 480 Y/277 V.Suatu saluran transmisi listrik mempunyai empat parameter yang mempengaruhi kemampuannya untuk berfungsi sebagai bagian dari suatu sistem tenaga, yaitu : resistansi, induktansi, kapasitansi, dan konduktansi. Dalam saluran transmisi jarak pendek, kapasitansi dan resistansi bocor diabaikan, oleh karena itu saluran transmisi ini dapat diperlakukan sederhana, dimana impedansi tetapnya mengumpul pada suatu tempat dan dapat dinyatakan oleh:Z = R + jXL = zl = rl + jxl ΩSaluran transmisi pendek memiliki jarak sampai dengan 50 mil atau 80 Km. Pada saluran ini arus masuk pada sisi pengiriman sama dengan arus yang keluar pada sisi penerima.

Gambar 1.1 Saluran Transmisi

Tenaga listrik sangat berguna karena tenaga listrik itu dapat dengan mudah disalurkan dan juga mudah diatur. Tenaga listrik dibangkitkan di pusat-pusat listrik tenaga (PLT), seperti : tenaga air (PLTA), tenaga uap (PLTU), tenaga panas bumi (PLTP), tenaga gas (PLTG), tenaga diesel (PLTD), tenaga nuklir (PLTN) dan lain sebagainya.Pusat-pusat listrik tenaga itu, terutama yang menggunakan tenaga air (PLTA) umumnya terletak jauh dari tempat pemukiman, terutama tenaga listrik itu digunakan atau pusat-pusat beban (load centers). Karena itu tenaga listrik yang dibangkitkan harus disalurkan melalui kawat atau saluran transmisi. Karena tegangan generator pada umumnya rendah antara 6 KV sampai dengan 24 KV, maka tegangan ini biasanya dinaikkan dengan pertolongan transformator daya ke tingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 KV sampai 500 KV (di beberapa negara maju bahkan sudah sampai 1.000 KV).Tingkat tegangan yang lebih tinggi ini, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus dengan kuadrat tegangan, juga untuk memperkecil rugi-rugi daya dan jatuh tegangan pada saluran. Sudah jelas, dengan mempertinggi tegangan tingkat isolasipun harus lebih tinggi dengan demikian biaya peralatan juga tinggi.Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-tama dilakukan pada gardu induk (GI) dimana tegangan diturunkan ke tegangan yang lebih rendah, misalnya: dari 500 KV ke 150 KV atau dari 150 KV ke 70 KV. Kemudian penurunan kedua dilakukan pada gardu induk distribusi dari 50 KV ke 20 KV atau dari 70 KV ke 20 KV. Tegangan 20 KV ini disebut tegangan distribusi primer.Ada dua kategori saluran transmisi: saluran udara (overhead lines) dan saluran kabel tanah (underground cable), yang pertama menyalurkan tenaga listrik melalui kawat yang digantung pada menara atau tiang transmisi dengan perantaraan isolator-isolator, sedang kategori kedua menyalurkan tenaga listrik melalui kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah. Kedua cara penyaluran di atas mempunyai untung ruginya masing-masing. Dibandingkan dengan saluran udara saluran tanah tidak terpengaruh oleh cuaca buruk, hujan, angin, bahaya petir dan sebagainya. Lain pula saluran bawah tanah lebih eksitesis karena tidak mengganggu pandangan. Karena alasan terakhir ini saluran bawah tanah lebih disukai terutama untuk daerah yang padat penduduknya dan kota-kota besar. Namun biaya pembangunannya jauh lebih besar dibanding dengan saluran udara dan perbaikannya jauh lebih sukar jika ada gangguan hubung singkat dan gangguan-ganguan yang lain.Saluran Transmisi AC Atau DCMenurut jenis arusnya dikenal sistem arus bolak-balik (AC = Alternating Current) dan sistem arus searah (DC = Direct Current). Didalam sistem AC kenaikan dan penurunan tegangan mudah dilakukan yaitu dengan menggunakan transformator, itulah sebabnya pada dewasa ini saluran transmisi di dunia adalah saluran transmisi AC. Ada sistem satu phasa dan tiga phasa. Sistem tiga phasa mempunyai keuntungan dibandingkan dengan satu phasa karena :

a. Daya yang disalurkan lebih besar.b. Nilai sesaatnya (instantaneous value) konstanc. Mempunyai medan magnet putar.Berhubung dengan keuntungan-keuntungannya, hampir seluruh penyaluran tenaga listrik dilakukan dengan arus bolak-balik. Namun sejak beberapa tahun terakhir ini penyaluran arus searah mulai dikembangkan di beberapa bagian di dunia ini. Penyaluran DC mempunyai keuntungan karena misalnya isolasi yang lebih sederhana, daya guna yang lebih tinggi karena faktor dayanya sama dengan 1 serta tidak adanya masalah stabilitas, sehingga dimungkinkan penyaluran jarak jauh. Tetapi persoalan ekonomisnya harus dipertimbangkan. Penyaluran dengan sistem tenaga listrik DC baru dapat dianggap ekonomis (bila dapat bersaing dengan sistem AC) bila jarak saluran udara lebih jauh antara 400 sampai 600 Km, atau untuk saluran bawah tanah lebih panjang dari 50 Km. Ini disebabkan karena biaya peralatan pengubah dari AC ke DC dan sebaliknya (converter and inverter equipment) sangat mahal.Tegangan TransmisiUntuk daya yang sama maka daya guna penyaluran akan naik oleh karena rugi-rugi transmisi turun apabila tegangan transmisi ditinggikan namun peninggian tegangan transmisi berarti juga penaikan isolasi dan biaya peralatan dan gardu induk. Oleh karena itu pemilihan tegangan transmisi dilakukan dengan memperhitungkan daya yang disalurkan jumlah rangkaian jarak penyaluran dan keandalan biaya peralatan untuk tegangan tertentu, serta tegangan yang sekarang ada dan yang direncanakan, kecuali itu penentuan tegangan harus juga dilihat dari segi standarisasi peralatan yang ada. Penentuan tegangan merupakan bagian dari perencanaan sistem secara keseluruhan.Meskipun tidak jelas meyebutkan keperluannya sebagai tegangan transmisi di Indonesia, pemerintah tidak menyeragamkan deretan tegangan tinggi sebagai berikut:Tegangan nominal (KV) : (30) – 66 – 150 – 220 – 380 – 500.Tegangan tertinggi untuk perlengkapan (KV) : (36) – 72,5 – 170 – 245 – 420 – 525.Tegangan nominal 30 KV hanya diperkenankan untuk daerah asuhan dimana tegangan distribusi 20 KV tidak dipergunakan. Penentuan deretan tegangan di atas disesuaikan dengan rekomendasi International Electronical Commission (IEC).Sehubungan bertambah panjangnya saluran transmisi dan juga tingginya tegangan maka menggunakan persamaan yang ada pada saluran pendek tentu tidak efektif dan hasilnya tidak teliti. Untuk itu efek dari arus bocor melalui kapasitansi harus diperhitungkan sebagai analisis pendekatan yang lebih teliti. Jadi admitansi pararel yang digambarkan berkumpul pada beberapa titik sepanjang saluran, dapat digambarkan oleh salah satu dari dua rangkaian yaitu untai nominal T seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini.atau untai nominal

Komponen-Kompenen Utama Dari Saluran UdaraKomponen – komponen utama dari saluran transmisi terdiri dari:a. Menara transmisi atau tiang transmisi beserta fondasinyab. Isolator – isolatorc. Kawat penghantard. Kawat tanah.Menara Atau Tiang TransmisiMenara atau tiang transmisi adalah suatu bangunan penopang saluran transmisi yang

biasa berupa menara baja, tiang baja atau beton pada umumnya digunakan pada saluran – saluran dengan tegangan kerja relatif rendah (dibawah 70 KV) sedang untuk saluran transmisi tegangan tinggi atau ekstra tinggi digunakan menara baja. Menara baja dibagi sesuai dengan fungsinya yaitu menara dukung, menara sudut, menara ujung, menara percabangan dan menara transposisi.Isolator – IsolatorJenis isolator yang digunakan pada umumnya adalah jenis porselin atau gelas. Menurut penggunaan dan konstruksinya dikenal tiga jenis isolator yaitu: isolator jenis pasak, isolator jenis pos-saluran dan isolator gantung. Isolator jenis pasak dan jenis pos-saluran digunakan pada saluran transmisi dengan tegangan kerja relatif rendah (kurang dari 22 – 33 KV) sedang isolator gantung dapat digandeng menjadi rentengan isolator yang jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan.Kawat PenghantarJenis – jenis kawat penghantar yang biasa digunakan pada saluran transmisi adalah tembaga dengan konduktivitas 100% (Cu 100%), tembaga dengan konduktivitas 97,5% atau aluminium dengan konduktivitas 61% (AL 61%). Kawat penghantar aluminium terdiri dari berbagai jenis dengan lambang sebagai berikut:• ACC = “All-Aluminium Conductor” yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari aluminium.• AAAC = “All-Aluminium Alloy Conductor” yaitu kawat penghantar yang seluruhnya terbuat dari campuran aluminium.• ACSR = “Aluminium Conductor, Alloy-Reinforced”. yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran.Kawat penghantar tembaga mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan kawat penghantar aluminium karena konduktivitas dan kuat tariknya lebih tinggi. Tetapi kelemahannya ialah, tembaga lebih berat dari aluminium dan juga lebih mahal. Untuk itu kawat penghantar aluminium lebih banyak menggantikan kawat penghantar tembagaUntuk memperbesar kuat tarik dari aluminium digunakan campuran aluminium (aluminium Alloy). Untuk saluran – saluran transmisi tegangan tinggi dimana jarak antara dua tiang atau menara jauh (ratusan meter) dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi. Untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.Kawat TanahKawat tanah atau ground wires juga disebut sebagai kawat pelindung gunanya untuk melindungi kawat penghantar atau kawat phasa terhadap sambaran petir. Jadi kawat tanah itu dipasang diatas kawat phasa. Sebagai kawat tanah umumnya digunakan kawat baja (stell wires) yang lebih murah, tetapi tidaklah jarang digunakan ACSR.ResistansiResistansi pengantar saluran transmisi adalah penyebab yang terpenting dari rugi daya ( power losses ) pada saluran transmisi. Jika tidak ada keterangan lain, maka yang dimaksud dengan istilah resistansi adalah resistansi efektif. Resistansi efektif dari suatu penghantar adalah

R = Ω

dimana daya dinyatakan dalam watt dan I adalah arus rms. Pada penghantar dalam ampere. Resistansi efektif sama dengan resistansi arus searah ( DC ) dari saluran jika

terdapat distribusi arus yang merata (uniform) di seluruh penghantar. Kita akan membahas sedikit tentang distribusi arus yang tidak merata sesudah kita mengulang beberapa konsep dasar dari resistansi DC.

Resistansi DC diberikan oleh rumus dibawah ini

Di mana

Satuan apapun boleh dipakai disini, asal tetap konsisten.Untuk soal – soal ketenagaan di amerika serikat, I biasanya diberikan dalam kaki (feet), A dalam circular mils (cmils) dan ρ dalam ohm – cmil per foot, yang kadang –kadang disebut ohm per circular mil – foot dalam unit –unit SI, I adalah dalam meter, A dalam meter persegi, dan ρ dalam ohm meter.Sehubungan bertambah panjangnya saluran transmisi dan juga tingginya tegangan maka menggunakan persamaan yang ada pada saluran pendek tentu tidak efektif dan hasilnya tidak teliti. Untuk itu efek dari arus bocor melalui kapasitansi harus diperhitungkan sebagai analisis pendekatan yang lebih teliti. Jadi admitansi pararel yang digambarkan berkumpul pada beberapa titik sepanjang saluran, dapat digambarkan oleh salah satu dari dua rangkaian yaitu untai nominal T .atau untai nominal

II.1.3.A. Percobaan tanpa saluranII.1.3.A.1 Alat-alat Yang Digunakan1. Komputer dengan standar minimal RAM 128 MB diskpace 500 MB2. Softwere Power StationII.1.3.A.2 Prosedur Percobaan1. Membuat gambar kedalam program sesuai dengan petunjuk Asisten2. Memasukkan data sebagai berikut- Genset 50MW, 250 KV Pf 0,85 dan data lain sesuai instruksi asisten- Trafo 1 1 MVA, 100/150 KV dan data lain sesuai instruksi asisten- Line transmisi dibuat triangular- Memasukkan konfigurasi dan data beban yang aktif1. Motor 1 dan 2 ON2. Motor 3 dan 5 ON3. Motor 2,4 dan 5 ON4. Motor 1,3 dan 4 ON- Memasukkan data beban sesuai petunjuk asisten yaitu :1. Motor 1 = 450 Kw2. Motor 2 = 350 Kw3.Motor 3 = 450 Kw4.Motor 4 = 250 Kw5. Motor 5 = 350 Kw- Menguji rangkaian percobaan tiap-tiap konfigurasi beban yang telah dibuat- Mencatat hasil percobaan .

II.1.3.A.3 Gambar Rangkaian Percobaan Tanpa Saluran

A 1. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam kW + jkvar

2. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam KVA

3. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam Amp

B 1. Untuk Motor Keadaan 3 dan 5 ON dalam kW + jKVAR

B 2. Untuk Motor Keadaan 3 dan 5 ON dalam KVA

B 3. Untuk Motor Keadaan 3 dan 5 ON dalam Amp

C 1. Untuk Motor Keadaan 2,4 dan 5 ON dalam kW + jKVAR

C 2. Untuk Motor Keadaan 2,4 dan 5 ON dalam KVA

C 3. Untuk Motor Keadaan 2,4 dan 5 ON dalam Amp

D 1. Untuk Motor Keadaan 1,3 dan 4 ON dalam kW + JKVAR

D 2. Untuk Motor Keadaan 1,3 dan 4 ON dalam KVA

D 3. Untuk Motor Keadaan 1,3 dan 4 ON dalam Amp

II.1.3.A.4 Analisa Data Percobaan tanpa saluranDik. : Daya (P) Motor 1 = 450 KWDaya (P) Motor 2 = 350 KWDaya (P) Motor 3 = 450 KWDaya (P) Motor 4 = 350 KWDaya (P) Motor 5 = 250 KW

Rating Motor :V1 = 150 KVV2 = 150 KVV3 = 150 KVV4 = 100 KVV5 = 100 KV

I1 = 2 AI2 = 2 AI3 = 2 A

I4 = 2 AI5 = 2 A

% PF1 = 92.16 = 92.16/100 = 0,9216% PF2 = 91,94 = 91,94/100 = 0,9194% PF3 = 92,16 = 92,16/100 = 0,9216% PF4 = 91,94 = 91,94/100 = 0,9194% PF5 = 92,06 = 92,96/100 = 0,9296

% Eff1 = 93,32 = 93,32/100 = 0,9332% Eff2 = 91,94 = 91,94/100 = 0,9194% Eff3 = 93,32 = 93,92/100¬¬ = 0,9392% Eff4 = 93,01 = 93,01/100 = 0,9301% Eff5 = 93,16 = 93,16/100 = 0,9316

Frekwensi = 60 HzRpm = 1800Poles = 4Sf = 1

• Untuk Motor 1 dan 2 ONP = 400 kWV = 150 kVPf = 0,92I = 2 A% Eff = 0,92F = 60 Hz

Penyelesaian :

Nilai Qc

Jadi Nilai Q Baru = Q - Qc= 203,37 – (-0,441)= 203,811 kVAR

Sehingga

• Untuk Motor 3 dan 5 ONP = 400 kWV = 125 kVPf = 0,9256I = 2 A% Eff = 0,9354F = 60 HzPenyelesaian :

Nilai Qc

Jadi Nilai Q Baru = Q – Qc= 163,69 – (-13,90)= 177,59 kVAR

Sehingga

• Untuk Motor 2, 4 dan 5 ONP = 316,67 kWV = 125kVPf = 0,9228I = 2 A% Eff = 0,9270F = 60 HzPenyelesaian :

Nilai Qc

Jadi Nilai Q Baru = Q - Qc= 166,62– (-83,40)= 250,02 kVAR

Sehingga

• Untuk Motor 1,3 dan 4 On

P = 383,33 kWV = 125kVPf = 0,920I = 2 A% Eff = 0,934F = 60 Hz

Penyelesaian :

Nilai Qc

Jadi Nilai Q Baru = Q - Qc= 169,47– (-11,52)= 180,99 kVAR

Sehingga

III.2 Simulasi ETAP Dengan SaluranIII.2.1 Tujuan PercobaanMahasiswa dapat menggunakan software ETAP Power Station dalam menganalisa sistem distribusi dan transmisi dengan saluran baik dalam keadaan normal maupun pada saat terjadi gangguan.III.2.2 Teori DasarBesarnya tegangan pengujian yang harus diterapkan pada pengujian tegangan tinggi tergantung pada tegangan nominal alat listrik yang harus diuji pada standar yang berlaku. Tegangan tinggi yang diterapkan atau yang dialami oleh sistem tenaga dapat berupa :• Tegangan biasa (nominal) yaitu tegangan yang seharusnya dapat ditahan oleh sistem tersebut untuk yang tak terhimgga.• Tegang lebih (over voltage) yang hanya dapat ditahan untuk waktu terbatas.Pada pengujian tinggi tersebut terdapat pengujian yang merusak dan yang tidak merusak alat yang diuji, pengujian yang sifatnya merusak pada umumnya terdiri dari tahap yang tergantung pada tingkat tegangan. Pada gambar akan diperlihatkan hubungan antara tegangan pengujian dengan waktu pengujian.

Keterangan :1) Pengujian ketahanan pada tegangan Vw selama 1 menit.2) Pengujian lompatan dengan tegangan lompatan Vf.3) Pengujian kegagalan dengan tegangan gagal Vb.A.d. 1. Pengujian ketahanan (Withstand test) : sebuah tegangan tertentu diterapkan untuk waktu yang ditentukan. Bila tidak terjadi lompatan api (flashover, distruptive discharge), maka pengujian dianggap memuaskan.A.d. 2. Pengujian pelepasan pada benda yang diuji. Sudah barang tentu tegangan pelepasan ini lebih tinggi dari tegangan ketahanan. Pengujiannya dapat dilakukan dalam suasana kering (udara biasa) dan suasana basah (menirukan suasana hujan).A.d. 3. Pengujian kegagalan (break down) : tegangan dinaikan sampai terjadi kegagalan (Break down) di dalam benda yang diuji.Transformator Daya dan Cara PengujiannyaTransformator tenaga adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya (mentransformasikan tegangan). Dalam operasi umumnya, trafo-trafo tenaga ditanahkan pada titik netralnya sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan/proteksi, sebagai

contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yang telah diproduksi terlebih dahulu melalui pengujian sesuai standar yang telah ditetapkan.Transformator tenaga dapat di klasifikasikan menurut:1. Pasangan : • Pasangan dalam • Pasangan luar2. Pendinginan3. Fungsi/Pemakaian :• Transformator mesin • Transformator Gardu Induk • Transformator Distribusi• Kapasitas dan Tegangan

Cara Kerja dan Fungsi Tiap-tiap BagianSuatu transformator terdiri atas beberapa bagian yang mempunyai fungsi masing-masing :a) Bagian Utama- Inti besiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh “Eddy Current”.- Kumparan trafoBeberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan. Kumparan tersebut diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain. Umumnya pada trafo terdapat kumparan primer dan sekunder. Bila kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluksi yang menginduksikan tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada kumparan ini. Jadi kumparan sebagai alat transformasi tegangan dan arus.- Kumparan tersierKumparan tersier diperlukan untuk memperoleh tegangan tersier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tersier selalu dihubungkan delta. Kumparan tersier sering dipergunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikian tidak semua trafo daya mempunyai kumparan tersier.- Minyak trafoSebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi. Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:a) Kekuatan isolasi tinggib) Penyalur panas yang baik berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat

c) Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik d) Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan e) Tidak merusak bahan isolasi padat f) sifat kimia yang stabil.

- BushingHubungan antara kumparan trafo ke jaringan luar melalui sebuah busing yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki trafo.- Tangki dan KonservatorPada umumnya bagian-bagian dari trafo yang terendam minyak trafo berada (ditempatkan) dalam tangki. Untuk menampung pemuaian minyak trafo, tangki dilengkapi dengan konservator.b) Peralatan Bantu- PendinginPada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi di dalam trafo, maka untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut trafo perlu dilengkapi dengan sistem pendingin untuk menyalurkan panas keluar trafo.Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa udara/gas, minyak dan air. Pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara • Alamiah (natural) • Tekanan/paksaan (forced).

- Tap Changer (perubah tap)Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), tergantung jenisnya.- Alat pernapasanKarena pengaruh naik turunnya beban trafo maupun suhu udara luar, maka suhu minyakpun akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki.Kedua proses di atas disebut pernapasan trafo. Permukaan minyak trafo akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus minyak trafo, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroskopis.- IndikatorUntuk mengawasi selama trafo beroperasi, maka perlu adanya indicator pada trafo sebagai berikut:• indikator suhu minyak • indikator permukaan minyak

• indikator sistem pendingin • indikator kedudukan tap dan sebagainya.c) Peralatan Proteksi- Relay BucholzRelay Bucholz adalah relay alat/relay untuk mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas.Gas yang timbul diakibatkan oleh:a. Hubung singkat antar lilitan pada/dalam phasa b. Hubung singkat antar phasa c. Hubung singkat antar phasa ke tanah d. Busur api listrik antar laminasi e. Busur api listrik karena kontak yang kurang baik. - Pengaman tekanan lebih Alat ini berupa membran yang dibuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, berfungsi sebagai pengaman tangki trafo terhadap kenaikan tekan gas yang timbul di dalam tangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dan kekuatannya lebih rendah dari kakuatan tangi trafo.- Relay tekanan lebihRelay ini berfungsi hampir sama seperti relay Bucholz, yakni mengamankan terhadap gangguan di dalam trafo. Bedanya relay ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan P.M.T.- Relay DiferensialBerfungsi mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo antara lain flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan.- Relay Arus lebihBefungsi mengamankan trafo arus yang melebihi dari arus yang diperkenankan lewat dari trafo terseut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat.- Relay Tangki tanahBerfungsi untuk mengamankan trafo bila ada hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada trafo.- Relay Hubung tanahBerfungsi untuk mengamankan trafo bila terjadi gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah.- Relay TermisBerfungsi untuk mencegah/mengamankan trafo dari kerusakan isolasi kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam relay ini adalah kenaikan temperatur.Pengujian TransformatorPengujian transformator dilaksanakan menurut SPLN’50-1982 dengan melalui tiga macam pengujian, sebagaimana diuraikan juga dalam IEC 76 (1976), yaitu :- Pengujian RutinPengujian rutin adalah pengujian yang dilakukan terhadap setiap transformator, meliputi:• pengujian tahanan isolasi • pengujian tahanan kumparan

• pengujian perbandingan belitan Pengujian vector group • pengujian rugi besi dan arus beban kosong • pengujian rugi tembaga dan impedansi • pengujian tegangan terapan (Withstand Test) • pengujian tegangan induksi (Induce Test).- Pengujian jenisPengujian jenis adalah pengujian yang dilaksanakan terhadap sebuah trafo yang mewakili trafo lainnya yang sejenis, guna menunjukkan bahwa semua trafo jenis ini memenuhi persyaratan yang belum diliput oleh pengujian rutin.Pengujian rutin meliputi :• pengujian kenaikan suhu• pengujian impedansi- Pengujian khususPengujian khusus adalah pengujian yang lain dari uji rutin dan jenis, dilaksanakan atas persetujuan pabrik denga pembeli dan hanya dilaksanakan terhadap satu atau lebih trafo dari sejumlah trafo yang dipesan dalam suatu kontrak.Pengujian khusus meliputi : • pengujian dielektrik• pengujian impedansi urutan nol pada trafo tiga phasa• pengujian hubung singkat• pengujian harmonik pada arus beban kosong• pengujian tingkat bunyi akuistik• pengukuran daya yang diambil oleh motor-motor kipas dan pompa minyak.- Pengukuran tahanan isolasiPengukuran tahanan isolasi dilakukan pada awal pengujian dimaksudkan untuk mengetahui secara dini kondisi isolasi trafo, untuk menghindari kegagalan yang fatal dan pengujian selanjutnya, pengukuran dilakukan antara:• sisi HV - LV• sisi HV - Ground• sisi LV- Groud• X1/X2-X3/X4 (trafo 1 fasa)• X1-X2 dan X3-X4 )trafo 1 fasa yang dilengkapi dengan circuit breaker.Pengukuran dilakukan dengan menggunakan megger, lebih baik yang menggunakan baterai karena dapat membangkitkan tegangan tinggi yang lebih stabil. Harga tahanan isolasi ini digunakan untuk kriteria kering tidaknya trafo, juga untuk mengetahui apakah ada bagian-bagian yang terhubung singkat.- Pengukuran tahanan kumparanPengukuran tahanan kumparan adalah untuk mengetahui berapa nilai tahanan listrik pada kumparan yang akan menimbulkan panas bila kumparan tersebut dialiri arus. Nilai tahanan belitan dipakai untuk perhitungan rugi-rugi tembaga trafo.Pada saat melakukan pengukuran yang perlu diperhatikan adalah suhu belitan pada saat pengukuran yang diusahakan sama dengan suhu udara sekitar, oleh karenanya diusahakan arus pengukuran kecil.Peralatan yang digunakan untuk pengukuran tahanan di atas 1 ohm adalah Wheatstone Bridge, sedangkan untuk tahanan yang lebih kecil dari 1 ohm digunakan Precition Double Bridge.

Pada saat ini tegangan tinggi maksimum yang diketahui. Dari daftar ini dapat dilihat bahwa tegangan komersil yang tertinggi di dunia ada di Uni Sovyet dengan tegangan searah 800 kV, untuk memindahkan daya sebanyak 750 MW (Mega Watt) sejauh 475 km. Seperti diuraikan di atas pemakaian EHV atau UHV didasarkan alas urgensinya.Didalam pertimbangan kenaikan tegangan selalu diperhatikan faktor-faktor ekonomis disamping faktor-faktor teknis pelaksanaannya. Kecuali itu di negara-negara barat terutama, faktor sosial juga mendapat perhatian. Di negara-negara tersebut suatu perusahaan listrik tidak akan memasang saluran transmisi di daerah-daerah yang padat penduduknya, apalagi dengan tegangan EHV, sebelum perusahaan tersebut menyelidiki dengan teliti pengaruh gangguan tersebut terhadap suara radio yang dimiliki penduduk di daerah itu (radio interference).Inilah sebab pokoknya mengapa tegangan komersil di Amerika Serikat, misalnya lebih rendah daripada tegangan sistem di Uni Soviet, meskipun tegangan percobaan 750 kV susah dipakai sejak tahun limapuluh oleh beberapa perusahaan.

II.1.3.B Percobaan dengan saluranII.1.3.B.1 Alat-alat Yang Digunakan3. Komputer dengan standar minimal RAM 128 MB diskpace 500 MB4. Softwere Power StationII.1.3.B.2 Prosedur Percobaan4. Membuat gambar kedalam program sesuai dengan petunjuk Asisten5. Memasukkan data sebagai berikut- Genset 2MW, 100 KV Pf 0,85 dan data lain sesuai instruksi asisten- Trafo 1= 2 MVA, 100 KV dan trafo 2=2 MVA,4KV/8KV dan data lain sesuai instruksi asisten- Line transmisi dibuat triangular- - Memasukkan konfigurasi dan data beban yang aktif1. Motor 1 dan 2 ON,3 dan 4 OFF- Memasukkan data beban sesuai petunjuk asisten yaitu :1. Motor 1 = 50 Kw2. Motor 2 = 75 Kw3.Motor 3 = 100 Kw4.Motor 4 = 150 Kw- Menguji rangkaian percobaan konfigurasi beban yang telah dibuat dan catat hasil percobaan .

II.1.3.B.3 Gambar Rangkaian Percobaan dengan Saluran

1. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam kW + j kvar

2. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam KVA

3. Untuk Motor Keadaan 1 dan 2 ON dalam Amp

II.1.3.A.4 Analisa Data Percobaan dengan saluranDik. : Daya (P) Motor 1 = 50 KWDaya (P) Motor 2 = 75 KWDaya (P) Motor 3 = 100 KWDaya (P) Motor 4 = 150 KW

Rating Motor :V1 = 4 KVV2 = 4 KVV3 = 8 KVV4 = 8 KV

I1 = 10 AI2 = 14 AI3 = 9,47AI4 = 12,73 A

% PF1 = 91,09 = 91,09/100 = 0,9109% PF2 = 91,42 = 91,42/100 = 0,9142% PF3 = 9154 = 91,54/100 = 0,9154% PF4 = 91,71 = 91,71/100 = 0,9171

% Eff1 = 80,17 = 80,17/100 = 0,8017% Eff2 = 82,55 = 82,55/100 = 0,8255% Eff3 = 82,23 = 82,23/100¬¬ = 0,8223% Eff4 = 92,75 = 92,75/100 = 0,9275

Frekwensi = 60 HzRpm = 1800Poles = 4Sf = 1

ANALISA DATA PERHITUNGANTrafo 2Beban 1, 2, 3 & 4TAP I (1 & 2) = 163 kVA• Rugi tembaga beban 163 kVA = = = = 250 000 W= 250 kW• Rugi tebaga / Rugi besi = 250 kW• Rugi tembaga pada beban = = 1,66 kW

• Rugi total pembebanan 163 kVA = 250 + 1,66= 251,66 kW• Efisiensi % Eff = = 31,2 %

% Eff = = 34,1 %

% Eff = = 36,8 %

TAP II (3 & 4) = 163 kVA• Rugi tembaga beban 327 kVA = = = = 62 500 W= 62,5 kW• Rugi tebaga / Rugi besi = 62,5 kW• Rugi tembaga pada beban = = 1,67 kW• Rugi total pembebanan 327 kVA = 62,5 + 1,67= 64,17 kW• Efisiensi % Eff = = 78,1 %

% Eff = = 80 %

% Eff = = 82 %

KESIMPULAN1. Untuk merancang dan menganalisa sistem distribusi dan transmisi maka dapat diuji melalui softwere simulasi. Pada softwere ini terdapat dua bagian yaitu utilities untuk alternating current dan utilities untuk direct current, Dalam merancang sistem distribusi dan line transmisi, harus memenuhi etika standar yang diizinkan agar softwere dapat diimplementasikan pada rancangan yang telah dibuat.2. Setiap kesalahan dalam suatu rangkaian yang menyebabkan terganggunya aliran arus yang normal disebut gangguan. Kebanyakan dari gangguan-gangguan yang terjadi pada saluran transmisi bertegangan 115 KV atau lebih disebabkan oleh petir yang mengakibatkan terjadinya percikan bunga api (flashover) pada isolator-isalator.3. Apabila parameter-parameter yang dimasukkan tidak memenuhi standar,maka software tak dapat menjalankan program yang kita rancang/buat.4. Apabila software dapat menjalankan program yang kita rancang,maka dapat menampilkan berapa besar daya,arus,power factor,effesiensi yang ada pada rangkaian.

SARAN1. Hendaknya contoh laporan dijaga dengan baik, agar tidak hilang.2. Agar kiranya asisten lebih jeli dan teliti dalam membimbing praktikan dalam melakukan praktik sehingga terjadinya kesalahan pengambilan data tidak terjadi.

DAFTAR PUSTAKA- Buku penuntun praktikum Laboratorium Transmisi dan tegangan tinggi, Universitas Muslim Indonesia. Makassar. 2010- www.elektroindonesia.com