PENGUJIAN KARAKTERISTIK MINYAK ISOLASI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENGUJIAN KARAKTERISTIK MINYAK ISOLASI Oleh Ferry Nugraha Frequently, presenters must deliver material of a technical nature to an audience unfamiliar with the topic or vocabulary. The material may be complex or heavy with detail. To present technical material effectively, use the following guidelines from Dale Carnegie Training®.   Consider the amount of time available and prepare to organize your material. Narrow your topic. Divide your presentation into clear segments. Follow a logical progression. Maintain your focus throughout. Close the presentation with a summary, repetition of the key steps, or a logical conclusion. Keep your audience in mind at all times. For example, be sure data is clear and information is relevant. Keep the level of detail and vocabulary appropriate for the audience. Use visuals to support key points or steps. Keep alert to the needs of your listeners, and you will have a more receptive audience. Disampaikan dalam Forum Enjiniring ke I RJKB - PT PLN (Persero) P3B Jawa Bali Jl. Mayjen Sutoyo 1, Cawang - Jakarta 18 – 19 April 2007 Forum Enjiniring ke I

PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENDAHULUAN LATAR BELAKANG - Didalam transformator ada dua bagian yang secara aktif membangkitkan panas yaitu tembaga (kumparan) dan besi (inti). Panas-panas itu bilamana tidak disalurkan atau diadakan pendinginan, akan menyebabkan tembaga atau besi itu mencapai suhu yang terlampau tinggi, sehingga bahan-bahan isolasi yang ada pada tembaga (kertas minyak) akan menjadi rusak. - Untuk hal ini kebanyakan dilakukan dengan memasukkan inti maupun kumparan ke dalam minyak yaitu suatu jenis minyak tertentu yang dinamakan minyak isolasi (trafo). Forum Enjiniring ke I

PENDAHULUAN JENIS MINYAK TRAFO - Minyak trafo mineral PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENDAHULUAN JENIS MINYAK TRAFO - Minyak trafo mineral Minyak yang berbahan dasar dari pengolahan minyak bumi yaitu antara fraksi minyak diesel dan turbin yang mempunyai struktur kimia yang sangat kompleks. - Minyak trafo sintetis (askarel) Minyak jenis ini mempunyai sifat lebih menguntungkan antara lain tidak mudah terbakar dan tidak mudah teroksidasi. Namun beracun dan dapat melukai kulit. Forum Enjiniring ke I

BEBERAPA CONTOH MEREK DAGANG PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENDAHULUAN BEBERAPA CONTOH MEREK DAGANG Minyak Mineral * Diala C, B (USA) * Univolt (Esso) * Nynas (Swedia) * Mictrans (Jepang) * Sun Ohm-MU (Korea) * Petromin (Dubai) * BP-Energol (UK) Minyak Sintetis * Aroclor (USA) * Clopen (Jerman) * Phenoclor (Perancis) * Pyroclor (UK) * Fenclor (Itali) * Pyralene (Perancis) * Pyranol (USA) Forum Enjiniring ke I

PERSYARATAN SEBAGAI MINYAK ISOLASI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENDAHULUAN PERSYARATAN SEBAGAI MINYAK ISOLASI - Viskositas yang rendah untuk mempermudah sirkulasi - Titik nyala yang tinggi untuk mencegah terjadinya kebakaran - Bebas asam untuk mencegah karat dari tembaga dan kerusakan pada isolasi belitan - Tidak bersifat korosif - Tahan terhadap oksidasi - Mempunyai kekuatan dielektrik (tegangan tembus) yang tinggi - Tidak mengandung sedimen Forum Enjiniring ke I

Transformer producer specifications PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENDAHULUAN TINGKATAN STANDAR MINYAK TRAFO No. Standar Keterangan 1. IEC International standard 2. BS, ASTM, JIS, SNI National specifications 3. ABB, GEC-Ahlstom, Unindo Transformer producer specifications 4. TNB, PLN Power distributor specifications Forum Enjiniring ke I

KEMAMPUAN LAB. PLN LITBANG PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN KEMAMPUAN LAB. PLN LITBANG Ruang lingkup pekerjaan Bidang Pembangkitan - Penelitian * Studi korosifitas minyak isolasi pada transformator * Studi pencampuran beberapa merek minyak trafo - Pengujian * Pengujian minyak trafo pakai * Pengujian minyak trafo baru * Pengujian minyak isolasi kabel * Pengujian minyak OLTC (On Load Tap Changer) Forum Enjiniring ke I

KEMAMPUAN LAB. PLN LITBANG PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN KEMAMPUAN LAB. PLN LITBANG - Jumlah sampel minyak trafo rata-rata 500 sampel / tahun - Jumlah sampel DGA rata-rata 300 sampel / tahun - Sampel berasal dari instansi swasta 60 % dan PLN 40 % - Pengujian dilakukan dalam rangka pemeliharaan secara periodik, komisioning, dan kondisi darurat. - Satu-satunya yang memperoleh Akreditasi dari Komite Akreditasi Nasional untuk Laboratorium Penguji Minyak Trafo dengan No. LP-306-IDN Forum Enjiniring ke I

PENGUJIAN MINYAK ISOLASI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENGUJIAN MINYAK ISOLASI Harga suatu transformator adalah mahal, tetapi memantau unjuk kerja sistem transformator melalui kondisi minyak tidak mahal dibanding dengan biaya jika transformator mengalami kegagalan (failure). Dengan demikian masa hidup transformator diharapkan lama kira-kira 40 tahun, bahkan dengan minyak trafo yang kualitasnya sangat baik diharapkan setara dengan masa hidup transformator. Forum Enjiniring ke I

PENGUJIAN MINYAK ISOLASI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENGUJIAN MINYAK ISOLASI Menurut studi yang dilakukan US Inspection and Insurance Companies, bahwa 10 % kegagalan transformator tenaga adalah karena deteriosasi bahan isolasi dan kegagalan internal “over load” dalam lilitan tegangan tinggi yang disebabkan bertambahnya deposit/ sludge. Untuk itu pemantauan dan pemeliharaan kualitas minyak adalah sangat penting guna menjamin keandalan operasi peralatan listrik khususnya transformator, dan para ahli yang berwenang telah menetapkan petunjuk dalam bentuk standar uji dan spesifikasi teknik seperti IEC, ASTM, BS dll. Forum Enjiniring ke I

PENGUJIAN MINYAK ISOLASI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN PENGUJIAN MINYAK ISOLASI 1. Minyak trafo baru (Unused mineral insulating oil) IEC 60296-2003 2. Minyak trafo pakai (Mineral oil in service) SPLN 49-1:1982 IEC 422:1982 diperbahurui menjadi IEC 422:1989 Forum Enjiniring ke I

RUANG LINGKUP PENGUJIAN Berdasarkan sifat-sifatnya : PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN RUANG LINGKUP PENGUJIAN Berdasarkan sifat-sifatnya : 2. Fisika - Viskositas - Densitas - Titik nyala - Tegangan antar muka - Titik tuang 3. Kelistrikan - Tegangan tembus - Tahanan jenis - Faktor kebocoran dielektrik, tan d 1. Kimia - Keasaman - Kadar air - Ketahanan oksidasi - Korosi lempengan tembaga - Sedimen Forum Enjiniring ke I

BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) No. Parameter uji Batasan 1. Fungsi 1.1 Viskositas pada 40 oC Max. 12 cSt 1.2 Titik tuang Max. – 40 oC 1.3 Kadar air Max. 30 mg/kg 1.4 Tegangan tembus : - Sebelum treatment - Setelah treatment Min. 30 kV /2.5mm Min. 70 kV /2.5mm 1.5 Densitas pada 20 oC Max. 0,895 g/ml 1.6 Faktor kebocoran dielektrik, tan d pada 90 oC Max. 0,0005 Forum Enjiniring ke I

BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) No. Parameter uji Batasan 2. Stabilitas 2.1 Keasaman Max. 0,01 mg KOH/kg 2.2 Tegangan antar muka Min. 40 dyne/m 2.3 Korosif sulfur Tidak korosif 2.4 Kadar sulfur Tidak disyaratkan 2.5 Aditif anti oksidan U: Tidak terdedeksi T: Max. 0,08 % I: 0,08 % - 0,4 %. 2.6 Kadar furfural Max. 0,1 mg/kg Forum Enjiniring ke I

BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN BATASAN MINYAK ISOLASI BARU (IEC 60296-2003) No. Parameter uji Batasan 3. Unjuk kerja 3.1 Ketahanan oksidasi : - Sedimen - Keasaman - DDF at 90oC Max. 0,8 % Max. 1,2 mg KOH/g Max. 0,500 3.2 Gassing tendency Tidak disyaratkan 4. Keamanan 4.1 Titik nyala Min. 135 oC 4.2 PCA Max. 3 % 4.3 PCB Tidak terukur Forum Enjiniring ke I

BATASAN MINYAK ISOLASI PAKAI IEC 422:1989 PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN BATASAN MINYAK ISOLASI PAKAI IEC 422:1989 No. Parameter Batasan 1 Tegangan tembus 50 kV untuk tegangan > 170 kV 40 kV untuk teg. 70 – 170 kV 30 kV untuk tegangan < 70 kV 2 Kadar air < 20 mg/kg untuk > 170 kV < 30 mg/kg untuk < 170 kV 3 Angka kenetralan (keasaman) 0,5 mgKOH/g 4 Sedimen Tidak terukur ( > 0,02% ) 5 Tahanan jenis Min. 1 G Ω.m Forum Enjiniring ke I

BATASAN MINYAK ISOLASI PAKAI IEC 422 : 1989 PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN BATASAN MINYAK ISOLASI PAKAI IEC 422 : 1989 No. Parameter Batasan 6 Faktor kebocoran dielektrik tg d pada 90 oC Max. 0,2 untuk tegangan > 170 kV Max. 1,0 untuk tegangan < 170 kV 7 Tegangan permukaan Min. 15 dyne/cm 8 Kandungan gas IEC 577 dan IEC 599 9 Titik nyala Max. penurunan 15 oC Forum Enjiniring ke I

MASALAH-MASALAH HASIL PENGUJIAN PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN MASALAH-MASALAH HASIL PENGUJIAN 1. Teknik sampling tidak sesuai prosedur (50%) 2. Human error 3. Kesalahan analisis Forum Enjiniring ke I

UJI VISKOSITAS PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Viskositas adalah suatu ukuran dari besarnya perlawanan yang diberikan oleh minyak untuk mengalir, atau ukuran dari besarnya tekanan geser bagian dalam dari suatu bahan cair. Bila suhu naik maka viskositas akan turun. Uji viskositas hanya dilakukan untuk minyak isolasi baru. Metoda yang dipakai mengacu pada ISO 3104. Forum Enjiniring ke I

UJI DENSITAS PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Densitas adalah berat masa minyak per satuan volume (kg/l) pada suhu 20 oC. Uji ini dilakukan hanya untuk minyak minyak isolasi baru. Metode uji densitas mengacu ke standar ISO 3675. Forum Enjiniring ke I

UJI TITIK NYALA PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Titik nyala adalah adalah suhu terendah dimana uap minyak mulai menyala. Metoda ini dipakai untuk mendeteksi kontaminasi minyak yang berupa bahan bahan yang mudah menguap. Titik nyala rendah mengindikasikan terdapat kandungan yang bersifat volatile combustible. Titik nyala diuji dengan sistem Closed Cup dan mengacu pada standar ISO 2719 Forum Enjiniring ke I

UJI TEGANGAN ANTAR MUKA PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI TEGANGAN ANTAR MUKA Metode ini mencakup pengukuran pada kondisi ketidak seimbangan tegangan antara permukaan minyak mineral yang berlawanan dengan air. Indikasinya ditunjukkan dengan adanya kontaminasi hasil dari oksidasi minyak. Pengujian mengacu pada standar ISO 6295. Forum Enjiniring ke I

UJI WARNA PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Warna adalah banyaknya intensitas sinar yang diteruskan dan dinyatakan dengan angkan yang berdasarkan perbandingan terhadap sederetan standar warna. Bertambahnya intensitas warna menunjukkan bahwa minyak telah terkontaminasi. Metode uji yan dipakai adalah ASTM D 1500. Forum Enjiniring ke I

UJI TITIK TUANG PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Titik tuang adalah suhu terendah dimana minyak dapat mengalir pada saat didinginkan dan kondisi suhu tertentu. Sesuai standar pengujian mengacu ke standar ISO 3016. Forum Enjiniring ke I

UJI KEASAMAN ( ANGKA KENETRALAN ) PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI KEASAMAN ( ANGKA KENETRALAN ) Keasaman (angka kenetralan) dalam minyak isolasi menunjukkan adanya kontaminan hasil oksidasi yang bersifat asam. Uji ini sangat dibutuhkan untuk suatu penggantian minyak. Pengujian mengacu ke standar IEC 296:1982 dan 296: 2003 Forum Enjiniring ke I

PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI SEDIMEN Sedimen merupakan kontaminan pada minyak pakai dan terjadi karena proses oksidasi, pengujian mengacu ke standar IEC 422. Forum Enjiniring ke I

PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI KADAR AIR Kandungan air dalam minyak isolasi berasal dari udara (atmosfir), diuji dengan metoda Karl Fisher Coulometric dan mengacu pada standar IEC 814. Forum Enjiniring ke I

PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI OKSIDASI Uji ketahanan oksidasi adalah peristiwa oksidasi minyak dengan kondisi dan waktu tertentu atau ukuran baik tidaknya (ketahanan) suatu minyak trafo baru terhadap oksidasi. Dalam proses ini akan menghasilkan sedimen dan asam. Pengujian mengacu kestandar IEC 74. Forum Enjiniring ke I

UJI KOROSI KEPINGAN TEMBAGA PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI KOROSI KEPINGAN TEMBAGA Uji korosi kepingan tembaga adalah suatu uji kemampuan minyak isolasi untuk mengakibatkan korosi pada kepingan tembaga dengan waktu dan suhu tertentu. Dengan adanya korosif senyawa sulfur yang merugikan akan menghasilkan deteriosasi pada logam yang besarnya tergantung pada jumlah dan tipe korosif, waktu dan suhu. Pengujian mengacu ke standar ASTM 1275 B. Forum Enjiniring ke I

UJI TEGANGAN TEMBUS PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Tegangan tembus adalah tegangan dalam kV yang diperlukan untuk menembus lapisan minyak setebal 1 cm diantara 2 buah elektroda dan dinyatakan dalam kv/cm dalam kondisi suhu kamar. Tegangan tembus yang rendah menunjukkan adanya kontaminasi seperti air, kotoran atau partikel yang tidak dikehendaki. Metode uji yang dipakai adalah standar IEC 156. Forum Enjiniring ke I

UJI DGA PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN Metode ini mencakup ekstraksi dan pengukuran gas-gas terlarut dalam minyak isolasi. Gas-gas tersebut dihasilkan dari hasil oksidasi yang berasal dari minyak isolasi dan kertas (selulosa) seperti hidrogen, metan, etan, etilen, asetilen, karbon monoksida, karbon dioksida. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi dan gangguan (fault) yang terjadi pada operasional trafo. Gangguan yang terjadi pada trafo yaitu : Thermal fault < 300 oC, 300 – 700 oC dan > 700 oC Electrical fault ( partial discharge, low energi discharge/ sparking & high energy discharge/ arcing ). Standar acuan : ASTM 3612 & IEEE C 57 Forum Enjiniring ke I

ALAT UJI DGA PORTABLE FAULT GAS ANALYZER MODEL TFGA P-200 PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN ALAT UJI DGA PORTABLE FAULT GAS ANALYZER MODEL TFGA P-200 Forum Enjiniring ke I

PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN UJI FAKTOR KEBOCORAN DIELEKTRIK TAN d PADA 90 oC DAN TAHANAN JENIS PADA 90 oC Faktor kebocoran dielektrik sangat terpengaruh oleh adanya kontaminan,dan sedimen hasil oksidasi atau koloid. Pengujian dilakukan pada suhu 90 oC pada minyak baru ataupun minyak pakai dan mengacu pada standar IEC 247. Forum Enjiniring ke I

KLASIFIKASI MINYAK ISOLASI PAKAI PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN KLASIFIKASI MINYAK ISOLASI PAKAI KATEGORI 1 Kondisi minyak isolasi sangat memuaskan untuk meneruskan operasi, semua parameter dibawah limit yang direkomendasikan IEC 422-1989 KATEGORI 2 Kondisi minyak isolasi perlu untuk dilakukan reconditioning ( purifier/ vacum filter). Indikasinya kadar air tinggi, tegangan tembus rendah dan parameter yang lain memuaskan KATEGORI 3 Kondisi minyak isolasi perlu dilakukan reclaiming, Indikasinya parameter keasaman dan faktor kebocoran dielektrik sudah tinggi. KATEGORI 4 Kondisi minyak isolasi sudah tidak memenuhi spesifikasi sebagai minyak isolasi pakai dan tidak bisa digunakan lagi. Forum Enjiniring ke I

PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN KESIMPULAN 1. PEMANTAUAN KUALITAS MINYAK TRAFO BERMANFAAT UNTUK MENJAGA KEANDALAN DAN KELANGSUNGAN SUPLAI TENAGA LISTRIK SEHINGGA KONDISI OPERASIONAL TRANSFORMATOR DAPAT DIDETEKSI SECARA DINI (NORMAL ATAU ABNORMAL) 2. PLN LITBANG MAMPU MELAKUKAN PENGUJIAN MINYAK ISOLASI BAIK DALAM RANGKA PEMELIHARAAN TAHUNAN, KOMISIONING MAUPUN KONDISI DARURAT. Forum Enjiniring ke I

TERIMA KASIH Telp : (021) 7973774, Fax : (021) 7940426 PT PLN (PERSERO) LITBANG KETENAGALISTRIKAN TERIMA KASIH Telp : (021) 7973774, Fax : (021) 7940426 e-mail : ferry@pln-litbang co.id Ferry Nugraha (08129699008) Agus E (081316457057) Forum Enjiniring ke I