MAGISTER TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

DETEKSI DAN ANALISIS PARTIAL DISCHARGE SECARA ONLINE

PADA GENERATOR TURBIN GAS PLTGU SICANANG

PT. PLN (PERSERO) UNIT PELAKSANA PEMBANGKITAN BELAWAN

TESIS

DISUSUN OLEH

DONA TIARA LUBIS NIM 187034009

MAGISTER TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2021

DETEKSI DAN ANALISIS PARTIAL DISCHARGE SECARA ONLINE

PADA GENERATOR TURBIN GAS PLTGU SICANANG

PT. PLN (PERSERO) UNIT PELAKSANA PEMBANGKITAN BELAWAN

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Dalam Program Studi Magister Teknik Elektro Pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara

Oleh

DONA TIARA LUBIS

187034009

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2021

Telah diuji pada Tanggal : 16 Juni 2021

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Ir. Syafruddin HS, M.Sc., Ph.D.

Anggota : 1. Dr. Ir. Fahmi, M.Sc., IPM

2. Ir. Surya Hardi, M. S., Ph.D.

3. Emerson P. Sinulingga, ST. M.Sc. Ph.D.

i

ABSTRAK

Partial discharge merupakan peluahan elektrik pada medium isolasi yang berada diantara dua elektroda yang tidak sepenuhnya menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Kondisi generator mempengaruhi efektif dan efisiennya suatu pembangkit energi listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik pada kawasan yang disuplai oleh pembangkit tersebut. Kerusakan pada isolasi generator salah satunya dapat disebabkan oleh kegagalan elektrik akibat kondisi temperatur dan muatan listrik pada tegangan tinggi. Pendeteksian sejak awal aktifitas partial discharge sangat penting dilakukan secara kontinu sehingga kerusakan isolasi dapat di minimalisir serta mengamankan peralatan atau sistem secara keseluruhan. Pada penelitian ini dilakukan pendeteksian partial discharge pada generator turbin gas secara online dimana dari hasil pengukuran di analisis penyebab, jenis, lokasi, serta intensitas dari partial discharge sehingga diketahui pengaruh partial discharge yang timbul terhadap generator pada saat pengukuran. Perhitungan nilai rugi daya yang di hasilkan partial discharge dilakukan untuk mengetahui pengaruh partial discharge terhadap efisiensi dari generator.

Kata kunci – partial discharge, generator, isolasi

ii

ABSTRACT

Partial discharge is a discharge of electricity in the insulation medium between two not completely connected electrodes. The effectivity and efficiency of a power plant to meet the electricity needs of an area is influenced by the generator condition. One of the damage to generator insulation could be caused by electricity failure due to temperature condition and electricity charge at high voltage. Early detection of partial discharge is very important to be carried out continuously to minimize insulation damage as well as protecting the equipments or the system as a whole. In this research, a partial in gas turbine generator was detected online where based on the measurement results, cause, type, location, and intensity of the partial discharge was being analyzed so that the effect of partial discharge towards the generator was discovered during measurement. Calculation of power losses caused by partial discharge was done to know the impact of partial discharge towards the generator efficiency.

Keywords—partial discharge, generator, insulation

iii

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha

Penyayang. Segala Puji bagi Allah SWT atas limpahan nikmat, berkat dan ridho-

Nya sehingga penulis daoat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “ Deteksi dan

Analisis Partial Discharge Secara Online pada generator Turbin Gas PLTGU

Sicanang PT. PLN (Persero) Unit Pelaksana Pembangkitan Belawan”

Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Magister Teknik

(M.T) pada Program Studi Magister Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara.

Ungkapan rasa terima kasih yang tak terhingga penulis sampaikan kepada

Ayah, Ibu, serta keluarga yang selalu memberi doronhan, semangat dan motivasi

dalam penyelesaian penelitian ini.

Selama masa kuliah hingga penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak

mendapat bimbingan, bantuan, arahan, dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu

penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan ucapan rasa terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Syafruddin HS, M.Sc., Ph.D. dan Bapak Dr. Ir. Fahmi, M.Sc.,

IPM., selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan

pikirannya untuk memberikan bimbingan dan arahan hingga penulisan tugas

akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

2. Bapak Ir. Surya Hardi, MS. Ph.D. dan Bapak Emerson P. Sinulingga, ST.

M.Sc. Ph.D., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan

masukan kepada penulis.

iv

3. PT. PLN (Persero) Unit Pelaksana Pembangkitan Belawan yang telah

memberikan dukungan dalam penyediaan data untuk penelitian tugas akhir

ini.

4. Seluruh mahasiswa, dosen, dan civitas akademik Program Studi Magister

Teknik Elektro USU.

Penulis menyadari bahwa keterbatasan pengalaman, ilmu maupun pustaka

yang ditinjau menjadikan tugas akhir ini masih belum sempurna. Untuk itu saran

dan kritik yang konstruktif akan sangat membantu agar tugas akhir ini dapat

menjadi karya ilmiah yang baik. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat berguna bagi

pembaca, dan dapat dilanjutkan untuk memperoleh hasil yang lebih bermanfaat di

kemudian hari.

Medan, Februari 2021

Penulis

v

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Saya yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Dona Tiara Lubis

Tempat/Tanggal Lahir : Medan / 08 Maret 1995

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Bangsa : Indonesia

Alamat : Jl. Beringin No. 25 Pulo Brayan Darat II

Medan Timur

Menerangkan dengan sesungguhnya riwayat hidup sebagai berikut:

PENDIDIKAN

1. Tamatan SD Pertiwi Medan Tahun 2007

2. Tamatan SMP Pertiwi Medan Tahun 2010

3. Tamatan SMA Negeri 3 Medan Tahun 2013

4. Tamatan Sarjana (S1) Universitas Sumatera Utara Tahun 2017

PEKERJAAN

1. Pegawai PT. Elrei Dasera Nusantara : Tahun 2018 – Sekarang

Medan, Februari 2021

Penulis,

Dona Tiara Lubis

vi

DAFTAR ISI

ABSTRAK ................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................. ii

KATA PENGANTAR ............................................................................... iii

DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................... v

DAFTAR ISI .............................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xi

BAB 1 PENDAHULUAN .......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 4

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... 4

1.4 Batasan Masalah ............................................................................ 4

1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................... 5

BAB 2 DASAR TEORI ..................................................................... 6

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) ..................... 6

2.2 Generator Turbin Gas .................................................................... 8

2.3 Partial Discharge .......................................................................... 9

2.4 Kerusakan pada Generator Akibat Partial Discharge ................ 13

2.5 Perangkat Monitoring Online ...................................................... 14

2.6 Grafik Pola Partial Discharge .................................................... 16

2.6.1 S1 – Micro Void ....................................................................... 17

vii

2.6.2 S2 – Delaminasi Lapisan Perekat ............................................. 18

2.6.3 S3 – Slot Discharge .................................................................. 18

2.6.4 S4 – Delaminasi Konduktor Isolasi Utama .............................. 19

2.6.5 E1 – Surface Discharge ........................................................... 20

2.6.6 E2 – Corona ............................................................................. 21

2.6.7 E3 – Surface Discharge Akibat Koneksi Buruk ...................... 22

2.7 Klasifikasi Area Partial Discharge ............................................. 23

2.8 Perhitungan Rugi Daya Akibat Partial Discharge .......................... 24

BAB 3 METODE PENELITIAN ...................................................... 26

3.1 Instrumen dan Data Penelitian .................................................... 26

3.2 Pengukuran Partial Discharge Secara Online ............................ 26

3.2.1 Metode Pengukuran Partial Discharge Secara Online ......... 27

3.3 Prosedur Penelitian ...................................................................... 28

3.4 Diagram Alir Penelitian ............................................................... 30

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN..................................................... 31

4.1 Pengukuran Generator GT 2.1 ..................................................... 31

4.2 Hasil Pengukuran Generator GT 2.1 ........................................... 32

4.2.1 Data 28 Februari 2020 ........................................................... 32

4.2.2 Data 24 April 2020 ................................................................ 43

4.3 Evaluasi dan Analisis Hasil Pengukuran Generator GT 2.1........ 54

viii

4.3.1 Pola Partial Discharge Hasil Pengukuran ................................ 54

4.3.2 Rugi Daya Akibat Partial Discharge ....................................... 57

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 59

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 59

5.2 Saran ............................................................................................ 60

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 61

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Formasi PLTGU Belawan[9] .................................................. 6

Gambar 2.2 Diagram PLTGU [9] ............................................................... 7

Gambar 2.3 Generator Turbin Gas GT 2.1 ................................................. 8

Gambar 2.4 Rongga udara dalam bahan isolasi padat [5] ........................... 9

Gambar 2.5 Terjadinya gangguan rongga yang diisi udara [5] ................. 10

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen bahan isolasi berongga [2] .................... 11

Gambar 2.7 Arus pengisian rongga udara [2] ........................................... 11

Gambar 2.8 Proses treeing pada isolasi padat ........................................... 13

Gambar 2.9 Kapasitor Kopling MCC 117 [14] ......................................... 15

Gambar 2.10 Instalasi OMICRON OMS 841[15] ................................... 16

Gambar 2.11 Grafik pola micro void ........................................................ 17

Gambar 2.12 Grafik pola delaminasi lapisan perekat ............................... 18

Gambar 2.13 Grafik pola slot discharge ................................................... 19

Gambar 2.14 Grafik pola delaminasi konduktor isolasi utama ................. 20

Gambar 2.15 Grafik pola surface discharge .............................................. 21

Gambar 2.16 Grafik pola corona ............................................................... 22

Gambar 2.17 Grafik pola surface discharge akibat koneksi buruk ........... 22

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian .......................................................... 30

Gambar 4.1 Grafik frekuensi generator GT 2.1 ........................................ 33

Gambar 4.2 Grafik daya reaktif generator GT 2.1 .................................... 36

Gambar 4.3 Kondisi muatan partial discharge .......................................... 37

Gambar 4.4 Pola keseluruhan hasil pengukuran ....................................... 39

x

Gambar 4.5 Pola pada cluster 1 hasil pengukuran ................................... 40

Gambar 4.6 Pola pada cluster 2 hasil pengukuran .................................... 41

Gambar 4.7 Pola pada cluster 3 hasil pengukuran ................................... 42

Gambar 4.8 Grafik frekuensi generator GT 2.1 ........................................ 44

Gambar 4.9 Grafik daya aktif generator GT 2.1 ....................................... 47

Gambar 4.10 Kondisi muatan partial discharge ........................................ 48

Gambar 4.11 Pola keseluruhan hasil pengukuran ..................................... 49

Gambar 4.12 Pola pada cluster 1 hasil pengukuran .................................. 50



xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Jenis – jenis partial discharge [3] .............................................. 12

Tabel 3.1 Area kontaminasi partial discharge ........................................... 23

Tabel 4.1 Temperatur kumparan generator GT 2.1................................... 34

Tabel 4.2 Temperatur pendinginan generator GT 2.1 ............................... 35

Tabel 4.3 Nilai muatan partial discharge pada cluster 1 ........................... 40



Tabel 4.6 Temperatur kumparan generator GT 2.1................................... 45

Tabel 4.7 Temperatur pendinginan generator GT 2.1 ............................... 46



Tabel 4.10 Nilai muatan partial discharge pada cluster 3 ......................... 53

Tabel 4.11 Hasil Analisis uji partial discharge pada generator ................. 55

Tabel 4.12 Hasil perhitungan rugi daya 28 Februari 2020........................ 57

Tabel 4.13 Hasil perhitungan rugi daya 24 April 2020 ............................. 58

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada sistem pembangkitan generator merupakan bagian utama, yaitu

komponen yang mengubah energi mekanik dalam bentuk putaran menjadi energi

listrik dengan menggunakan prinsip medan magnet dan penghantar listrik. Untuk

menggerakkan generator diperlukan sumber energi dari berbagai macam sumber

tenaga seperti angin, air, dan proses pembakaran bahan bakar diesel.

Kondisi dari generator mempengaruhi efektif dan efisiennya suatu

pembangkit energi listrik dalam memenuhi kebutuhan listrik pada kawasan yang

akan disuplai oleh pembangkit tersebut. Sekitar 40 % masalah pada generator

disebabkan oleh gangguan isolasi yaitu, kontribusi dari partial discharge [1].

Kerusakan pada isolasi generator dapat disebabkan oleh kegagalan elektrik

pada tegangan tinggi. Partial discharge merupakan peluahan elektrik pada medium

isolasi yang terdapat di antara dua elektroda yang memiliki beda potensial yang

tinggi namun tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna [2].

Partial discharge memiliki beberapa tipe masing – masing gangguan , antara

lain micro void, delaminasi, surface discharge, dan korona [3]. Masing – masing

tipe gangguan memiliki karakteristik bentuk, lokasi gangguan, dan tingkat bahaya

nya terhadap isolasi tersebut. Sehingga hasil Analisis dapat menjadi dasar untuk

mengambil tindakan pemeliharaan atau perbaikan.

2

Pendeteksian sejak awal aktifitas partial discharge sangat penting dilakukan

secara kontinu sehingga kerusakan isolasi dapat di minimalisir. Penyebab

terjadinya partial discharge yang dapat menurunkan kualitas bahan dielektrik

diukur dengan mendeteksi pulsa listrik pada rangkaian tegangan tinggi [4].

Pentingnya mendeteksi partial discharge sejak dini banyak dibahas pada penelitian

– penelitian sebelumnya.

Analisis partial discharge pada generator di pembangkit listrik siklus

gabungan dilakukan pada penelitian Partial Discharge Signals Detecting and

Preventive Maintenance Planning for 21 kV Generator. Analisis data yang

dilakukan menggunakan IRIS TGA-B (Turbine Generator Analyzer – Bus

Coupler). Hasilnya, ditemukan bahwa sinyal partial discharge dapat ditangkap

dengan metode yang diterapkan dan hasil yang di analisis cenderung sama dengan

hasil yang diperoleh dari standar instrument [5].

Pada penelitian Partial Discharge Detection During Electrical Aging of

Generator Bar Using Acoustic Technique, pengujian tekanan listrik dilakukan

sesuai dengan IEEE 1553 – 2002. Penelitian tersebut membandingkan dua titik dari

generator bar sebagai titik pengujian. Titik pertama terletak pada salah satu lateral

generator bar sedangkan titik lainnya terletak dipusat bar. Variasi sinyal akustik

yang didapat menunjukkan amplitude sinyal akustik akibat partial discharge

meningkat di hari – hari pertama, kemudian menurun dan tetap konstan selama

penuaan [6].

Penelitian berjudul Analysis and Localization of Spurious Partial Discharge

Activity in Generator Units dilakukan dengan menganalisis dan mensimulasikan

3

penyebaran partial discharge pada tiga pembangkit dimana terdapat aktifitas

partial discharge pada slot discharge generator 125 MW, interface discharge pada

ujung kumparan generator 165 MW. Fenomena tersebut akibat dari kesalahan

pemasangan tahanan dalam circuit breaker generator. Dari hasil analisis dapat

disimpulkan bahwa pengukuran partial discharge sangat efektif untuk menilai

kondisi dari komponen – komponen penting dari generator [7].

Telah dilakukan penelitian dengan judul Partial Discharge in Stator Winding

Insulation of Turbine Generators – A Case Study and Remedies untuk menjelaskan

metode pendeteksi partial discharge pada kumparan generator turbin tegangan

tinggi dengan Global Pressure Impregnation (GVPI) Technology [8]. Pendeteksian

dilakukan dengan menangkap gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh

muatan dalam rongga. Hasil penelitian menunjukkan terdapat beberapa kondisi

buruk seperti pada tembaga dasar dan lapisan utama isolasi, jarak yang tidak

memadai antara bilah fasa pada ujung kumparan, terdapat tonjolan permukaan pada

kumparan isolasi serta adanya delaminasi dan lipatan pada isolasi stator.

Penelitian Partial Discharge Analysis for Predictive Maintenance of

Generator of Geothermal Power Plant melakukan analisis partial discharge

sebagai dasar perawatan prediktif generator pembangkit listrik tenaga panas bumi.

Pengukuran partial discharge dilakukan secara online menggunakan TGA – B IRIS

Power dengan menggunakan metode kapasitor kopling dan sistem kuartal. Hasil

dari pengukuran digunakan untuk menentukan tipe partial discharge dan lokasinya.

Pada penelitian ini dilakukan pengukuran partial discharge secara online

menggunakan instrumen Omicron tipe OMS 841 dan kapasitor kopling Omicron

4

MCC 117. Penelitian akan dilakukan pada generator turbin gas di PLTGU

Sicanang, Belawan, Sumatera Utara. Hasil dari penelitian dapat digunakan untuk

mengetahui penyebab terjadinya partial discharge dan lokasi terjadinya, serta

melihat karakteristik dari partial discharge pada generator.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah:

a. Deteksi partial discharge secara kontinu penting untuk dilakukan agar

kondisi dari generator turbin gas dapat terpantau dengan baik.

b. Hasil pengukuran online diperlukan untuk menganalisis karakteristik dari

partial discharge yang terjadi pada generator turbin gas. Dengan demikian

dapat menjaga performa generator turbin gas agar optimal.

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi penyebab serta lokasi

terjadinya partial discharge berdasarkan hasil pemantauan generator secara online.

1.4 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini adalah:

a. Penelitian dilakukan hanya pada generator turbin gas di PLTGU Sicanang,

Belawan, Sumatera Utara.

b. Pengukuran partial discharge menggunakan alat partial discharge online

OMS 841, Omicron.

5

c. Hasil pengukuran di intrepretasikan menggunakan metode phase resolved

partial discharge (PRPD).

d. Analisa menggunakan data hasil pemantauan pada dua hari berbeda dengan

nilai tegangan yang sama

e. Kondisi pembangkit dioperasikan secara open cycle.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang dihasilkan dari penelitian ini adalah dapat mengidentifikasi

partial discharge pada isolasi generator. Berdasarkan karakteristik, penyebab dan

lokasi terjadinya partial discharge dapat ditentukan tindakan pemeliharaan yang

dibutuhkan isolasi generator.

6

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

PLTGU merupakan kombinasi dari turbin gas dan turbin uap. Gas buang

dari turbin gas yang bertemperatur tinggi digunakan untuk memanaskan air hingga

menjadi uap. Pada Gambar 2.1 ditampilkan formasi PLTGU di PT. PLN (Persero)

Unit Pelaksana Pembangkitan Belawan yang terdiri dari dua blok dengan formasi

2-2-1.

Gambar 2.1 Formasi PLTGU Belawan[9]

Proses yang terlihat pada Gambar 2.2 merupakan konversi energi yang

terjadi pada PLTGU. Udara dari atmosfir dihisap melalui kompresor lalu ditekan

masuk ke dalam ruang bakar sehingga tekanan naik. Udara yang ada pada ruang

bakar di panaskan menggunakan bahan bakar sehingga menjadi gas dengan

temperatur naik dan tekanan tetap. Selanjutnya, energi panas yang ada di dalam gas

panas akan dialirkan untuk memutar turbin gas sehingga menghasilkan energi

7

mekanik berupa putaran poros turbin gas. Energi mekanik putaran poros turbin gas

ditransfer melalui kopling ke poros generator yang kemudian diubah menjadi energi

listrik dengan prinsip induksi elektromagnetik. Gas buang dari turbin gas yang

mengandung energi panas tinggi di alirkan ke HRSG (Heat Recovery Steam

Generator) untuk memanaskan air yang mengalir di dalam pipa – pipa sehingga

menghasilkan uap superheat dengan tekanan dan temperatur tinggi. Kemudian uap

superheat digunakan untuk memutar turbin uap sehingga menghasilkan energi

mekanik yang berfungsi untuk memutar generator sehingga menghasilkan energi

listrik.

Gambar 2.2 Diagram PLTGU [9]

8

2.2 Generator Turbin Gas

Gambar 2.3 Generator Turbin Gas GT 2.1

Pada Gambar 2.3 memperlihatkan Generator Turbin Gas GT 2.1 yang

berfungsi sebagai peralatan listrik yang menghasilkan energi listrik dari sumber

energi mekanik dengan prinsip induksi elektromagnetik [10]. Sumber energi

mekanik dapat berupa turbin uap, turbin air, turbin angin, ataupun energi surya.

Pemeliharaan generator terdiri dari beberapa jenis yaitu pemeliharaan

sederhana yang rutin dilakukan berulang – ulang dengan periode waktu harian,

mingguan dan bulanan dalam kondisi saat beroperasi. Pemeliharaan sedang (minor

overhaul) yang dilakukan berdasarkan lama operasi dari generator. Kegiatan yang

dilakukan adalah pembongkaran (disassembly), pemeriksaan (inspection), dan

pengujian (testing) [11]. Sedangkan pemeliharaan serius (mayor overhaul)

dilakukan dengan waktu dan program yang harus direncanakan dengan tepat karena

pemeriksaan yang dilakukan meliputi seluruh komponen yang ada pada generator

dan dalam kondisi tidak beroperasi [11].

9

2.3 Partial Discharge

Partial discharge (peluahan parsial) adalah peluahan elektrik pada medium

isolasi yang berada diantara dua elektroda yang tidak sepenuhnya menghubungkan

kedua elektroda secara sempurna. partial discharge biasanya terjadi pada isolasi

gas, cair, dan padat. Peristiwa partial discharge umumnya diawali dengan

terbentuknya rongga atau retakan di dalam dielektrik padat ataupun terdapat

gelembung udara pada minyak isolasi. Partial discharge juga dapat terjadi di

sepanjang batas antara isolasi yang berbeda materialnya seperti pada Gambar 2.4.

Akibat dari adanya rongga yang berisi udara, serta konstanta dielektrik dari rongga

lebih kecil dari dielektrik disekitarnya, ketika isolasi tersebut diberikan tegangan,

maka kuat medan listrik yang ditimbulkan tegangan pada rongga udara lebih besar

dibandingkan kuat medan listrik pada bahan isolasi. Partial discharge yang terjadi

dalam jangka waktu yang panjang akan menurunkan kualitas dari bahan isolasi [2],

[12].

Gambar 2.4 Rongga udara dalam bahan isolasi padat [5]

10

Kegagalan pada isolasi dapat disebabkan oleh munculnya partial discharge,

terjadinya loncatan bunga api listrik pada suatu bagian isolasi akibat dari beda

potensial yang tinggi dalam isolasi tersebut. Rongga berisi udara sering ditemukan

didalam isolasi belitan stator meskipun pada generator baru [5]. Jika ukuran rongga

1 mm dan nilai tegangan generator yang melintasi rongga berisi udara tersebut lebih

besar dari 3 kV/mm maka akan timbul gangguan seperti pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Terjadinya gangguan rongga yang diisi udara [5]

Pada setiap siklus akan terjadi gangguan berupa dua rongga terisi oleh udara

sehingga hal tersebut mengakibatkan partial discharge.

Besarnya nilai partial discharge pada isolasi dinyatakan sebagai banyaknya

perpindahan muatan (Q) yang terukur pada terminal suatu obyek yang di uji,

dinyatakan dalam satuan Coulumb. Pada Gambar 2.6 ditunjukkan suatu bahan

isolasi padat yang didalamnya terdapat rongga udara dan rangkaian ekivalen bahan

isolasi. C1 adalah kapasitansi rongga udara, C2 adalah kapasitansi ekivalen bahan

isolasi padat yang ada di atas dan di bawah rongga, C3 adalah kapasitansi ekivalen

bahan isolasi padat yang berada di samping rongga [2].

11

Gambar 2.6 Rangkaian ekivalen bahan isolasi berongga [2]

Akibat dari partial discharge pada rongga udara dan kenaikan nilai

tegangan pada C3 terjadi berulang – ulang, maka akan menghasilkan arus peluahan

yaitu arus yang dilepaskan dari C1 mengisi C2 dan C3. Pada Gambar 2.7 terlihat

bentuk dari arus peluahan. Arus peluahan berbentuk pulsa yang keberadaannya

akan dideteksi untuk mengetahui ada atau tidak partial discharge pada suatu bahan

isolasi [2].

Gambar 2.7 Arus pengisian rongga udara [2]

12

Partial discharge juga dapat terjadi pada isolasi minyak, hal tersebut

menimbulkan penguraian kimia pada minyak sehinggal muncul gelembung gas

dalam minyak. Gelembung gas akan memudahkan terjadinya tembus listrik pada

minyak. pada isolasi gas, partial discharge biasanya terjadi di sekitar elektroda

yang runcing, peristiwa tersebut dikenal sebagai korona [2].

Faktor yang menyebabkan terjadinya partial discharge yaitu tekanan lokal

secara elektrikal pada bahan isolasi atau permukaan bahan isolasi [3]. Partial

discharge selalu menghasilkan sinyal elektromagnetik yang dapat diukur serta

diikuti oleh adanya emisi suara, cahaya, panas, dan reaksi kimia.

Beberapa jenis partial discharge dideskripsikan pada Tabel 2.1, antara lain:

Tabel 2.1 Jenis – jenis partial discharge [3]

Internal Eksternal

Void Discharge, yaitu partial

discharge yang ditandai dengan adanya

rongga kecil pada isolasi yang

disebabkan oleh cacat manufaktur.

Rongga tersebut akan menjadi besar

hingga mengakibatkan kegagalan. Jika

ditemukan rongga pada isolasi maka

harus dilakukan penggantian.

Corona, merupakan partial discharge

yang terjadi diluar dari isolasi biasanya

ditandai dengan adanya derau yang

dihasilkan oleh partial discharge pada

saluran udara.

Electrical Treeing, terjadi akibat

adanya void discharge yang terjadi

terus menerus sehingga menyebabkan

perubahan warna dan degradasi pada

permukaan isolasi yang menghasilkan

debu dan abu hitam yang dapat

menyebabkan konduktivitas

Surface Discharge, terjadi pada

bushing atau diujung gulungan

generator. Disebabkan oleh

kontaminasi atau pelapukan

permukaan isolator, dapat juga

disebabkan ketika kekuatan isolasi

rusak dilingkungan dengan

13

permukaan, arus parasitik dan panas

pada area yang dilaluinya. Didalam

isolasi yang padat, muatan pada rongga

dapat tumbuh menjadi electrical

treeing yang kemudian akan

membentuk saluran kerusakan.

kelembaban tinggi, ataupun karena

pemeliharaan peralatan yang kurang

optimal.

2.4 Kerusakan pada Generator Akibat Partial Discharge

Partial discharge yang terjadi pada generator ditandai dengan adanya

perubahan warna dan degradasi permukaan. Permukaan isolasi yang terkontaminasi

debu dan abu hitam mengakibatkan peningkatan konduktivitas sehingga

menyebabkan arus parasit dan panas pada permukaan isolasi. Didalam bahan isolasi

yang padat, muatan pada rongga dapat tumbuh menjadi “pohon listrik”

seperti pada Gambar 2.8 yang melalui isolasi yang dapat menyebabkan breakdown.

Gambar 2.8 Proses treeing pada isolasi padat

14

2.5 Perangkat Monitoring Online

Instrumen pengukuran yang digunakan pada penelitian ini antara lain:

1. Kapasitor kopling (CC)

Penggunaan kapasitor kopling/Coupling Capasitor (CC) untuk mengukur

dan mendeteksi partial discharge sangat sesuai karena dapat dilakukan tanpa

membuat sambungan listrik ataupun melepas panel [12]. Kapasitor kopling akan

digunakan sebagai sensor pendeteksi pulsa partial discharge yang berfungsi

sebagai alat kopel untuk melewatkan pulsa arus dengan frekuensi tinggi dari titik

deteksi pengukuran. Pada penelitian ini kapasitor kopling MCC 117 merupakan

perangkat yang terhubung ke tegangan tinggi untuk memisahkan tegangan AC dan

sinyal frekuensi tinggi seperti partial discharge dari peralatan yang dipantau yaitu

mesin yang berputar. Karakteristik utama kapasitor kopling MCC 117 yaitu:

- Mampu memisahkan sinyal partial discharge dan tegangan jaringan pada

koneksi pentanahan yang aman.

- Mampu mendeteksi sinyal di antara kebisingan dengan baik, meskipun

dalam rentang frekuensi rendah karena memiliki kapasitas hingga 2 ηF.

- Memiliki proteksi tegangan berlebih pada output sensor (TNC Socket).

Kapasitor kopling MCC 117 seperti pada Gambar 2.9 dirancang untuk

melakukan pengujian rutin atau pemantauan secara kontinu [14].

15

Gambar 2.9 Kapasitor Kopling MCC 117 [14]

2. Partial Discharge Online OMS 841

Perangkat OMICRON OMS 841 pada Gambar 2.10 merupakan alat

pemantauan partial discharge pada peralatan mesin listrik berputar. Alat ini dapat

memantau aktifitas partial discharge secara terus menerus pada jarak jauh.

Kapasitor kopling tegangan tinggi digunakan untuk menghubungkan perangkat

OMS 841 dengan terminal fasa pada mesin [15]. Selain itu, High Frequency

Current Transformer (HFCT) digunakan untuk menghubungkan titik netral mesin.

Perangkat OMS 841 diintegrasikan pada satu kotak tertutup untuk melindungi dari

kontaminasi luar. Kabel serat optik menghubungkan perangkat OMS 841 ke

komputer pusat dan mentransfer informasi tentang kondisi isolasi mesin listrik.

Perangkat OMS 841 dapat dikontrol menggunakan perangkat lunak pemantauan

yang menampilkan data dengan waktu real – time, fungsi penghilang noise yang

baik, history data isolasi dan analisis data.

16

Gambar 2.10 Instalasi OMICRON OMS 841[15]

Menurut panduan pengukuran partial discharge IEEE P1434 : 2014 [15],

aspek penting dari pengukuruan partial discharge adalah untuk mengetahui kondisi

dari peralatan. Kondisi dari generator dan sistem kelistrikan yang terkait sering

merupakan hal penting dalam analisis data dan penentuan sumber dari partial

discharge.

2.6 Grafik Pola Partial Discharge

Hasil pengukuran partial discharge direpresentasikan menjadi pola grafik,

dimana masing – masing bentuk mendeskripsikan satu jenis gangguan. Metode

Analisis hasil pengukuran yang digunakan yaitu Phase Resolved Partial Discharge

(PRPD). Pada metode ini gangguan – gangguan pada partial discharge di

kategorikan seperti berikut:

17

2.6.1 S1 – Micro Void

Micro void merupakan kegagalan pertama dan yang paling umum. Partial

discharge dapat terjadi akibat adanya rongga kecil yang terisi oleh udara atau gas

yang terjebak dalam isolasi utama. Isolasi utama terdiri dari pita mika yang

dipenuhi resin yang meliputi rongga kecil. Rongga kecil berasal dari proses

manufaktur dan tidak menunjukkan faktor penuaan.

Pada Gambar 2.11 grafik pola micro void, pola PD terjadi simetris yang berarti

partial discharge berada di tiap setengah siklus dari tegangan uji. Khusus untuk

micro void, bentuk partial discharge mengikuti gradien tegangan dan sejumlah

impuls yang terdeteksi selama pengukuran. S1 memiliki tingkat bahaya yang rendah

untuk insulasi.

Gambar 2.11 Grafik pola micro void

18

2.6.2 S2 – Delaminasi Lapisan Perekat

Gambar 2.12 merupakan tipe gangguan kedua yang terjadi jika micro void

semakin besar sehingga terjadi proses delaminasi yang mengakibatkan celah pada

tape layer. S2 dipengaruhi oleh naik turunnya suhu atau beban pada tape layer.

Intensitas partial discharge akan menurun ketika terjadi kenaikan temperatur

karena konduktor memuai sehingga ukuran rongga mengecil. Sedangkan untuk

nilai dari partial discharge nya akan tetap sama. Penyebab lainnya yaitu resin

impregnation atau perekatan resin yang kurang sempurna. Tingkat bahaya S2 untuk

isolasi dikategorikan tinggi.

Gambar 2.12 Grafik pola delaminasi lapisan perekat

2.6.3 S3 – Slot Discharge

Gambar 2.13 merupakan kejadian slot discharge yang diakibatkan oleh

lapisan semikonduktif yang terkikis terhadap dinding slot stator karena adanya

vibrasi. S3 memiliki pola menyerupai segitiga dengan tepi curam didepan pola

segitiga. Slot discharge hanya muncul di siklus negatif, intensitas partial discharge

akan meningkat ketika ada kenaikan nilai beban karena vibrasinya semakin kuat.

Tingkat bahaya isolasi untuk S3 dikategorikan tinggi.

19

Gambar 2.13 Grafik pola slot discharge

2.6.4 S4 – Delaminasi Konduktor Isolasi Utama

Pola S4 pada Gambar 2.14 disebut dengan delaminasi akibat lepasnya

lapisan perekat isolasi akibat dari naik – turunnya temperatur sehingga

menimbulkan rongga yang mengakibatkan partial discharge. Proses ini disebut

dengan penuaan (delaminasi pada konduktor utama isolasi utama). Pengaruh

terhadap kenaikan suhu atau beban yaitu intensitas partial discharge akan menurun.

Ciri dari grafik S4 yaitu puncak grafik pada sisi kiri akan lebih tinggi dibandingkan

sisi kanan serta hanya ada pada siklus positif. Penyebab terjadinya S4 yaitu

perubahan temperatur atau gangguan impregnation yaitu isolasi tidak merekat pada

konduktor. Tingkat bahaya partial discharge S4 dikategorikan tinggi.

20

Gambar 2.14 Grafik pola delaminasi konduktor isolasi utama

2.6.5 E1 – Surface Discharge

Pada Gambar 2.15 menunjukkan pola E1 yang merupakan surface

discharge yaitu partial discharge yang muncul dipermukaan ujung kumparan

akibat adanya kontaminasi. Surface discharge tidak akan muncul jika permukaan

semi konduktif dijaga kebersihannya. Pola yang dihasilkan E1 menyerupai micro

void yang terdapat bola dipuncaknya namun dapat juga berbentuk seperti telinga

kelinci. Pola segitiga yang dihasilkan pada sisi kiri landai kemudian curam di sisi

kanannya. E1 memiliki tingkat bahaya sedang untuk isolasi.

21

Gambar 2.15 Grafik pola surface discharge

2.6.6 E2 – Corona

E2 jenis partial discharge yang muncul di udara atau disebut juga dengan

korona. Korona terjadi akibat dari jarak antara proteksi kumparan yang kurang atau

terlalu dekat. E2 timbul ditandai dengan adanya percikan ataupun derau. Pola yang

dibentuk oleh E2 adalah garis horizontal yang dapat muncul pada zero crossing atau

puncak sinusoidal tegangan tinggi seperti pada Gambar 2.16. Tingkat bahaya E2

untuk isolasi dikategorikan sedang.

22

Gambar 2.16 Grafik pola corona

2.6.7 E3 – Surface Discharge Akibat Koneksi Buruk

E3 merupakan partial discharge yang muncul di antara area peralihan

ground dan permukaan semikonduktif. E3 muncul akibat area peralihan tersebut

dalam kondisi kotor sehingga terkontaminasi. Partial discharge akan muncul pada

gap antara ground dan semikonduktif akibat dari koneksi yang buruk sehingga

menimbulkan partial discharge. E3 memiliki pola berbentuk segitiga dengan sisi

kiri landai dan sisi kanan curam seperti pada Gambar 2.17. Pada puncak segitiga

terkadang terdapat pola menyerupai awan. Tingkat bahaya E3 untuk isolasi adalah

sedang.

Gambar 2.17 Grafik pola surface discharge akibat koneksi buruk

23

2.7 Klasifikasi Area Partial Discharge

Partial discharge muncul akibat adanya gangguan ataupun kontaminasi

pada suatu sisi maupun permukaan dari isolasi generator. Agar dapat di atasi perlu

diketahui lokasi dari tiap – tiap jenis partial discharge yang telah diklasifikasikan.

Pada Tabel 3.1 berikut dijelaskan area dari masing – masing partial discharge.

Tabel 3.1 Area kontaminasi partial discharge

Jenis Lokasi Deskripsi

S1 – Micro Void Rongga kecil pada lapisan isolasi stator

S2 – Delaminasi Lapisan Perekat

Delaminasi antara lapisan isolasi stator

S3 – Slot Discharge Lapisan semikonduktif yang mulai terkikis

S4 – Delaminasi Konduktor Isolasi Utama

Delaminasi perekat lapisan konduktor isolasi utama

24

E1 – Surface Discharge

Muncul pada permukaan ujung kumparan

E2 – Corona

Muncul di antara proteksi kumparan yang jaraknya tidak sesuai

E3 – Surface Discharge Akibat Koneksi Buruk

Muncul di antara area peralihan ground dan permukaan semikonduktif

2.8 Perhitungan Rugi Daya Akibat Partial Discharge

Rugi daya pada belitan stator generator akibat partial discharge dapat

diketahui dengan melakukan perhitungan menggunakan data hasil pengukuran

menggunakan persamaan berikut:

� = 1 �⁄ ��

��

��

2. 1

Dimana:

P : Rugi daya akibat partial discharge (W)

T : Periode partial discharge (s)

25

m : Jumlah pulsa partial discharge dalam selang waktu T

Qi : Jumlah muatan yang terlepas dalam jumlah pulsa m (C)

Vi : Besar tegangan nominal pada saat pengukuran partial discharge (V)

Berdasarkan Persamaan 2.1, nilai 1/T dapat diubah menjadi nilai frekuensi

atau repetition rate yang didapat pada pola partial discharge dari hasil pengukuran.

Jumlah muatan yang terlepas juga terdapat pada pola partial discharge yaitu

apparent charge.

26

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Instrumen dan Data Penelitian

Instrumen Penelitian : OMICRON tipe OMS 841 yang dipakai sebagai alat untuk

mengukur partial discharge secara online pada generator

turbin gas.

Data Penelitian : Data hasil pengukuran partial discharge pada generator di

PLTGU Sicanang, Belawan, PT. PLN (Persero) Unit

Pelaksana Pembangkitan Belawan. Spesifikasi generator

turbin gas GT 2.1 pada PLTGU Sicanang adalah sebagai

berikut:

Merk : KWU

Type : TLRI 108/36

MVA : 186 MVA

Cos φ : 0.8

Frekuensi : 50 Hz

Tegangan : 10,5 kV

Cooling System : Air Close Loop

3.2 Pengukuran Partial Discharge Secara Online

Pengukuran partial discharge secara online dilakukan dalam keadaan

generator beroperasi. Generator dalam keadaan menyala dan bekerja menghasilkan

putaran, arus, dan energi [12].

27

Pengukuran online bertujuan untuk mengetahui kondisi sistem isolasi

generator pada saat pembebanan. Kondisi generator juga terlihat sehingga dapat

menjadi acuan untuk pemeliharaan agar breakdown dapat diantisipasi.

Ada berbagai macam metode yang dapat digunakan untuk mengukur partial

discharge. Beberapa metode pengukuran partial discharge secara online antara lain

metode konvensional, metode electric high frequency, metode accoustic, metode

chemical, dan metode optical.

3.2.1 Metode Pengukuran Partial Discharge Secara Online

Metode pengukuran yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode High

Frequency. Metode tersebut menggunakan domain frekuensi sebagai output. Pada

Generator GT.2.1 PLTGU Sicanang, aktifitas partial discharge yang dideteksi

memiliki pulsa frekuensi antara 10 kHz sampai 300 MHz. Sensor yang digunakan

yaitu kapasitor kopling.

Metode High Frequency memiliki dua tipe sistem instalasi yang

dipasangkan pada generator, antara lain:

1. Instalasi Diferensial

Pada instalasi diferensial, sensor dipasangkan pada bagian belitan yang

dihubungkan secara langsung di dalam generator. Kabel koaksial digunakan untuk

menghubungkan sensor ke boks-terminal yang ditempatkan pada cangkang luar

generator.

28

2. Instalasi Direksional

Umumnya digunakan pada generator turbo dimana tidak memungkinkan

untuk memasang sensor pada bagian dalam stator generator. Sensor dipasang pada

terminal fasa, diluar bagian generator. Sensor juga dipasang pada setiap fasa

generator sehingga pulsa partial discharge dapat terdeteksi pada seluruh fasa

generator.

Pulsa yang dideteksi oleh sensor akan ditransmisikan melalui kabel koaksial

dan direkam oleh alat pendeteksi partial discharge. Boks-terminal dipasang secara

permanen pada bagian luar generator, yang berfungsi untuk mentransmisikan pulsa

partial discharge dari sensor ke alat pendeteksi partial discharge.

3.3 Prosedur Penelitian

Penelitian dilakukan dengan melakukan pengukuran menggunakan

peralatan partial discharge online OMICRON tipe OMS 841 untuk mendapatkan

data dan trend grafik partial discharge pada generator yang dipasangkan alat. Hasil

pengukuran di interpretasikan menggunakan metode phase resolved partial

discharge (PRPD).

Selanjutnya, data hasil pengukuran diAnalisis dan dibandingkan dengan

standar partial discharge sesuai dengan pola – pola grafik yang telah ditentukan

untuk mengidentifikasi jenis dari partial discharge serta mengetahui tingkat

bahayanya terhadap isolasi. Langkah – langkah penelitian yang dilakukan adalah

sebagai berikut:

29

a. Studi literatur tentang partial discharge pada generator menggunakan

kapasitor kopling.

b. Mengidentifikasi alat pengukuran yang akan digunakan.

c. Melakukan pengukuran partial discharge pada generator sesuai dengan

panduan standar pengukuran yang menjadi acuan.

d. Melakukan perbandingan pola partial discharge dari hasil pengukuran

dengan standar pola yang telah ditentukan.

30

3.4 Diagram Alir Penelitian

Bentuk diagram alir penelitian seperti pada Gambar 3.1 sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

31

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengukuran Generator GT 2.1

Pada penelitian ini telah diambil hasil pengukuran partial discharge pada

tanggal 28 Februari 2020 pukul 10.00 WIB dan 24 April 2020 pukul 17.00 WIB.

Pengukuran menghasilkan rekaman kondisi area isolasi yang disebut cluster.

Dimana, aktifitas partial discharge terlihat dengan karakteristik pola yang

bervariasi, nilai muatan yang terukur pada masing – masing fasa, serta intensitas

kemunculan muatan dalam tiap detiknya (PDs/s). Dari pola yang terbentuk dapat

diketahui tingkat pengaruh partial discharge yang terjadi pada isolasi. Nilai muatan

partial discharge juga ditampilkan pada hasil pengukuran. Batas nilai muatan yang

dianggap normal berdasarkan standard pengukuran IEC 60034-27-2 yang

digunakan Omicron OMS 841 yaitu kurang dari 40 nC, dengan setting warning 60

nC dan setting alert 70 nC.

Berdasarkan pengukuran aktifitas partial discharge pada generator GT 2.1,

dihasilkan grafik yang menggambarkan pola partial discharge pada setiap fasa. Sisi

vertikal menggambarkan nilai muatan yang terlepas akibat partial discharge, sisi

horizontal menggambarkan sudut fasa yang berkisar antara 0o hingga 360o. Siklus

positif berada antara sudut 0o hingga 180o, sedangkan siklus negatif di antara sudut

180o hingga 360o. Hasil pengukuran menampilkan pola dengan warna berbeda –

beda yang merupakan perbedaan intensitas muatan yang terlepas.

Analisis grafik pola partial discharge dilakukan dengan membandingkan pola yang

didapat dari hasil pengukuran pada tanggal 28 Februari 2020 dan 24 April 2020.

32

4.2 Hasil Pengukuran Generator GT 2.1

4.2.1 Data 28 Februari 2020

A. Tegangan

Nilai tegangan generator GT 2.1 pada tanggal 28 Februari 2020 berada pada

nilai konstan 10,5 kV. Kondisi tersebut karena generator dioperasikan sebagai

pengatur frekuensi tidak sebagai beban dasar sistem. Tegangan output generator

dipengaruhi oleh putaran, medan magnet dan kumparan sehingga semakin cepat

putaran yang diberikan mengakibatkan tegangan output (Vrms) pada generator

akan semakin meningkat.

B. Frekuensi

Grafik frekuensi ditampilkan pada Gambar 4.1, dimana frekuensi

dipengaruhi oleh beban yang ada pada generator. Frekuensi generator GT 2.1

memiliki batas nilai minimum 47,5 Hz dan maksimum 55,00 Hz. Pada tanggal 28

Februari 2020 kondisi beban generator dalam keadaan normal, hal ini ditunjukkan

dengan nilai – nilai frekuensi yang masih didalam rentang minimum dan

maksimumnya. Generator mengalami kondisi frekuensi terendah pada pukul 09.00

WIB serta tertinggi pada pukul 07.00 – 08.00 WIB namun masih dalam batas

normal. Frekuensi generator dipengaruhi oleh sistem pembebanan pada sistem

jaringan. Frekuensi generator dapat mempengaruhi getaran elektrik sehingga

mengindikasikan adanya kemunculan partial discharge. Untuk memastikan

keadaan isolasi pada generator saat beroperasi dilakukan monitoring melalui partial

discharge online.

33

Gambar 4.1 Grafik frekuensi generator GT 2.1

C. Temperatur

Keadaan temperatur generator juga dapat menjadi parameter analisis

indikasi adanya partial discharge. Tabel 4.1 merupakan nilai temperatur kumparan

di generator pada saat kondisi generator dioperasikan sebagai pengatur frekuensi

yang berarti tidak dikombinasikan dengan unit steam power plant. Nilai temperatur

dari S1, S2, S3, hingga S9 yang merupakan kumparan dari generator cenderung

mendekati setiap waktunya dan masih di antara nilai maksimum 125 oC.

34

Tabel 4.1 Temperatur kumparan generator GT 2.1

WAKTU TEMPERATUR KUMPARAN (oC)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

MAX 125 125 125 125 125 125 125 125 125

00.00 66 66 66 65 65 65 65 65 65

01.00 65 65 65 64 63 64 64 64 64

02.00 65 65 65 64 63 64 64 64 64

03.00 65 65 65 64 63 64 64 64 64

04.00 64 64 64 63 63 64 64 64 64

05.00 64 64 64 63 63 63 63 63 64

06.00 64 64 64 63 63 63 63 63 64

07.00 64 64 64 63 63 63 63 63 63

08.00 64 64 64 63 63 63 63 63 63

09.00 66 66 66 65 65 65 65 65 65

10.00 67 67 67 66 66 67 66 66 67

11.00 69 69 69 68 68 69 69 68 69

Sedangkan temperatur pendingin ditunjukkan pada Tabel 4.2, diperlihatkan

bahwa temperatur pendingin generator dari masing – masing jenis pendinginan

yaitu MKA 20/75 CT 005/021, MKA 20/75 CT 006/021, MKA 75CT031, MKA

75CT041, dan Hot Air Generator MKA 76CT011 dalam keadan stabil. Kenaikan

temperatur terlihat pada pukul 10.00 – 11.00 WIB, kenaikan tersebut juga diiringi

dengan meningkatnya temperatur kumparan namun masih dalam nilai wajar.

Terjadinya panas pada generator disebabkan karena adanya rugi tembaga dan rugi

besi. Panas yang berlebihan akan memicu partial discharge dan mengakibatkan

kerusakan isolasi.

35

Tabel 4.2 Temperatur pendinginan generator GT 2.1

WAKTU TEMPERATUR PENDINGIN (oC)

MKA 20/75 CT 005/021

MKA

20/75 CT 006/021

MKA 75CT031

MKA 75CT041

HOT AIR GEN.

MKA76CT011

MAX 50 50 50 50 90

00.00 41 44 41 43 63

01.00 40 44 40 42 62

02.00 40 44 40 42 62

03.00 40 44 40 42 62

04.00 40 43 40 42 62

05.00 40 43 40 42 62

06.00 40 43 40 42 62

07.00 40 42 40 42 62

08.00 40 43 40 42 62

09.00 40 44 40 42 63

10.00 42 46 41 44 64

11.00 44 47 43 46 66

D. Daya Aktif

Daya aktif merupakan daya yang dapat digunakan langsung oleh beban

untuk diubah ke energi lain. Kondisi daya aktif dalam keadaan konstan di 60 MW,

dimana nilai tersebut masih dalam rentang nilai minimum 140 MW dan nilai

minimum 20 MW. Hal ini juga dipengaruhi oleh frekuensi generator dalam keadaan

normal. Daya aktif berkaitan dengan frekuensi putaran generator, apabila daya aktif

yang dibangkitkan tidak mencukupi kebutuhan beban maka frekuensi akan turun.

Sebaliknya, frekuensi akan naik jika kelebihan daya aktif.

E. Daya Reaktif

Daya reaktif ditunjukkan pada Gambar 4.2, terjadi perubahan nilai secara

fluktuatif. Pada tanggal 28 Februari 2020, nilai terendah yang dicapai daya reaktif

36

sebesar 4 MVAR dan nilai tertinggi sebesar 36 MVAR, hal tersebut masih pada

kondisi normal karena berada pada batas minimum daya reaktif -15 MVAR dan

maksimum 80 MVAR. Ketika beban naik maka arus eksitasi akan naik dan cos phi

yang dihasilkan akan turun. Hal itu dipengaruhi oleh kenaikan beban dan arus

eksitasi menyebabkan kenaikan daya reaktif. Jika daya reaktif meningkat maka

sudut daya yang dihasilkan semakin besar sehingga menyebabkan cos phi yang

dihasilkan rendah. Cos phi yang rendah mempengaruhi rugi – rugi daya pada

generator. Semakin rendah cos phi yang dihasilkan, maka semakin besar rugi – rugi

yang ditimbulkan, dengan demikian efisiensi generator pun semakin rendah.

Gambar 4.2 Grafik daya reaktif generator GT 2.1

37

F. Nilai Muatan Pada Generator

Berdasarkan grafik pada Gambar 4.3, muatan partial discharge mengalami

kondisi fluktuatif pada pukul 00.00 – 09.00 WIB. Kondisi tersebut sama seperti

frekuensi generator. Terlihat bahwa nilai muatan akan mengalami peningkatan

ketika nilai frekuensi mengalami penurunan. Seperti pada pukul 09.00 nilai

frekuensi yang semula 50,28 Hz menjadi 50,00 Hz sedangkan pada grafik muatan

partial discharge terlihat garis grafik mengalami kenaikan yang semula berada di

antara 20 – 30 nC menjadi 30 – 40 nC. Penurunan nilai frekuensi diakibatkan

meningkatnya beban yang diberikan ke generator sehingga mengakibatkan

peningkatan temperature.

Gambar 4.3 Kondisi muatan partial discharge

Mu

atan

(n

C)

Waktu

38

G. Pengelompokan Cluster Generator GT 2.1

1. Cluster Secara Umum

Pada penelitian ini telah diambil hasil pengukuran partial discharge yang

menghasilkan rekaman kondisi area isolasi, dimana partial discharge tergambar

jelas pada cluster yang terpilih. Berdasarkan hasil pemantauan aktifitas partial

discharge pada generator GT 2.1, dihasilkan grafik yang menggambarkan pola pada

setiap fasa seperti pada Gambar 4.4. Sisi vertikal menggambarkan nilai muatan

yang terlepas akibat partial discharge, sisi horizontal menggambarkan sudut fasa

yang berkisar antara 0o hingga 360o. Siklus positif berada antara sudut 0o hingga

180o, sedangkan siklus negatif di antara sudut 180o hingga 360o. Hasil pengukuran

menampilkan pola dengan warna berbeda – beda yang merupakan perbedaan

intensitas muatan yang terlepas.

Secara umum, gradasi warna biru membentuk beberapa pola partial

discharge, namun terdapat pola garis – garis vertikal yang merupakan efek dari

peralatan thyristor sebagai sistem eksitasi di generator. Fenomena tersebut bukan

merupakan partial discharge melainkan dianggap sebagai disturbance atau noise.

0

(a) Fasa U (b) Fasa V

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

39

Gambar 4.4 Pola keseluruhan hasil pengukuran

2. Cluster 1

Gambar 4.5 merupakan cluster 1 dari hasil pengukuran, rekaman grafik

terlihat membentuk pola garis – garis horizontal yang berada pada puncak

sinusoidal tegangan tinggi. Pola yang terjadi menunjukkan bahwa muatan yang

muncul berada pada tepian tajam.

(c) Fasa W (d) Cluster


Mu

atan

(C

)

Derajat

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

40

Gambar 4.5 Pola pada cluster 1 hasil pengukuran

Pada Tabel 4.3 menunjukkan nilai muatan pada masing – masing fasa di

cluster 1. Nilai muatan terbesar pada fasa U positif yaitu 3,114 nC dengan intensitas

7,842 PDs/s.

Tabel 4.3 Nilai muatan partial discharge pada cluster 1

FASA

+ -

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 3,114 7,842 0,605 17,500

V 0,620 0,597 0,864 5,092

W 1,275 6,146 0,531 39,050

3. Cluster 2

Hasil pemantauan partial discharge cluster 2 ditampilkan pada Gambar 4.6.

Pola yang terbentuk adalah garis horizontal yang berada di zero crossing. Posisi

kemunculan garis horizontal yang berbeda menunjukkan adanya penyebab

kemunculan yang berbeda dengan cluster 1.


Mu

atan

(C

)

Derajat

41

0


Nilai muatan cluster 2 terlampir pada Tabel 4.4, muatan terbesar berada

pada fasa W positif dengan nilai muatan 2,892 nC dan nilai intensitas 1,32 PDs/s.


FASA

+ -

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 2,145 2,788 0,105 1,929

V 2,259 2,788 0,218 5,282

W 2,892 1,320 0,535 6,350



Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

Mu

atan

(C

)

Derajat

42

4. Cluster 3

Kondisi cluster 3 diperlihatkan pada Gambar 4.7, terdapat garis horizontal

yang berada pada zero crossing. Letak dari garis horizontal pada cluster 3 sama

dengan cluster 2 sehingga dapat diketahui pola yang muncul memiliki penyebab

yang sama.


Untuk muatan partial discharge yang terjadi pada cluster 3 dilihat dari

Tabel 4.5. Nilai muatan terbesar ada pada fasa U positif dengan nilai 2,609 nC dan

intensitas 9,883 PDs/s.



Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

Derajat

43


FASA

+ -

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 2,609 9,883 0,564 8,129

V 0,657 1,254 0,613 2,607

W 1,198 6,082 0,143 4,186

4.2.2 Data 24 April 2020

A. Tegangan

Nilai tegangan generator GT 2.1 pada tanggal 24 April 2020 berada pada

nilai tegangan konstan 10,5 kV sama seperti kondisi pada tanggal 28 Februari 2020.

Kondisi tersebut karena generator dioperasikan sebagai pengatur frekuensi tidak

sebagai beban dasar sistem. Tegangan output generator dipengaruhi oleh putaran,

medan magnet dan kumparan sehingga semakin cepat putaran yang diberikan

mengakibatkan tegangan output (Vrms) pada generator akan semakin meningkat.

B. Frekuensi

Keadaan frekuensi generator terlihat pada Gambar 4.8, dimana nilai

frekuensi mengalami kondisi fluktuatif namun masih dalam kondisi stabil tidak

melebihi nilai maksimum dan minimum. Frekuensi generator GT 2.1 memiliki

batas nilai minimum 47,5 Hz dan maksimum 55,00 Hz. Generator mengalami

kondisi frekuensi terendah pada pukul 16.00 WIB dan 22.00 WIB serta tertinggi

pada pukul 17.00 WIB. Frekuensi generator dipengaruhi oleh sistem pembebanan

pada sistem jaringan, Ketika pada beban puncak frekuensi dan daya yang

dikirimkan oleh generator mengalami fluktuatif. Frekuensi generator dapat

mempengaruhi getaran elektrik sehingga mengindikasikan adanya kemunculan

44

partial discharge. Untuk memastikan keadaan isolasi pada generator saat

beroperasi dilakukan monitoring melalui partial discharge online.

Gambar 4.8 Grafik frekuensi generator GT 2.1

C. Temperatur

Temperatur kumparan generator GT 2.1 pada tanggal 24 April 2020 dapat

dilihat pada Tabel 4.6. Nilai temperatur pada kumparan S1, S2, S3, hingga S9

direkam pada saat generator dioperasikan secara open cycle yang berarti tidak

dikombinasikan dengan unit steam power plant dan saat itu dioperasikan sebagai

pengatur frekuensi. Berdasarkan Tabel 4.6 kondisi temperatur kumparan terlihat

normal tidak ada perubahan yang signifikan. Temperatur kumparan masih pada

batas nilai maksimum.

45

Tabel 4.6 Temperatur kumparan generator GT 2.1

WAKTU TEMPERATUR KUMPARAN (oC)

S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

MAX 125 125 125 125 125 125 125 125 125

16.00 54 54 54 53 53 53 53 53 53

17.00 63 63 63 62 62 63 63 62 63

18.00 65 65 65 64 64 64 64 64 64

19.00 65 65 65 64 64 64 64 64 64

20.00 65 65 65 64 64 64 64 64 64

21.00 65 65 65 64 63 64 64 64 64

22.00 65 65 65 64 63 64 64 64 64

23.00 64 64 64 63 63 64 64 63 64

00.00 64 64 64 63 63 63 63 63 63

Temperatur pendingin generator ditunjukkan pada Tabel 4.7, dapat dilihat

pada masing – masing jenis pendingin sistem pendinginan generator dalam kondisi

stabil. Terjadi kenaikan suhu pada pukul 18.00 – 19.00 WIB, hal itu diakibatkan

kenaikan temperatur kumparan generator. Naiknya temperatur diakibatkan adanya

rugi tembaga dan rugi besi yang menyebabkan panas pada generator. Apabila panas

berlebih dapat memicu partial discharge dan menjadi potensi kerusakan isolasi.

46

Tabel 4.7 Temperatur pendinginan generator GT 2.1

WAKTU TEMPERATUR PENDINGIN (oC)

MKA 20/75 CT 005/021

MKA

20/75 CT 006/021

MKA 75CT031

MKA 75CT041

HOT AIR GEN.

MKA76CT011

MAX 50 50 50 50 90

16.00 41 44 41 43 53

17.00 41 47 41 43 61

18.00 42 46 42 44 62

19.00 42 46 42 44 62

20.00 41 45 41 43 63

21.00 41 45 41 43 62

22.00 41 45 41 43 62

23.00 40 45 40 42 62

00.00 40 44 40 42 62

D. Daya Aktif

Kondisi daya aktif dalam keadaan konstan di 60 MW, sama seperti kondisi

pada tanggal 28 Februari 2020. Daya aktif yang dihasilkan oleh Generator GT 2.1

memiliki nilai minimum 20 MW dan nilai maksimum 140 MW. Kondisi dari daya

aktif yang dihasilkan dipengaruhi oleh frekuensi generator dalam keadaan normal.

E. Daya Reaktif

Kondisi daya reaktif ditunjukkan pada Gambar 4.9 dengan perubahan nilai

yang fluktuatif. Nilai terendah yang dicapai daya reaktif sebesar -7 MVAR dan nilai

tertinggi sebesar 8 MVAR. Batas minimum daya reaktif -15 MVAR dan maksimum

80 MVAR. Jika dibandingkan dengan kondisi daya reaktif pada tanggal 28 Februari

2020, dapat disimpulkan faktor daya generator pada tanggal 20 April 2020 lebih

baik. Apabila nilai daya reaktif besar maka nilai cos phi mengalami penurunan,

47

sehingga mengakibatkan peningkatan rugi – rugi daya generator. Nilai cos phi

mempengaruhi efisiensi dari sebuah generator.

Gambar 4.9 Grafik daya aktif generator GT 2.1

F. Nilai Muatan Pada Generator

Kondisi muatan partial discharge pada Gambar 4.10 menunjukkan adanya

kondisi perubahan muatan yang cukup signifikan pada pukul 16.00 – 22.00 WIB.

Terjadi peningkatan jumlah muatan pada pukul 18.00 WIB, hal ini juga diikuti

dengan kenaikan nilai frekuensi menjadi 50,27 Hz. Meningkatnya frekuensi putaran

generator dapat memperbesar getaran elektrik yang memicu timbulnya partial

discharge. Sedangkan pada pukul 20.00 WIB muatan mengalami penurunan

diiringi dengan berkurangnya frekuensi, hal ini menunjukkan partial discharge

dapat dipengaruhi oleh kondisi beban dari generator.

48

Gambar 4.10 Kondisi muatan partial discharge

G. Pengelompokan Cluster pada Generator

1. Cluster Secara Umum

Pada bagian beikut membahas hasil pengukuran partial discharge pada

tanggal 24 April 2020. Berdasarkan hasil pemantauan aktifitas partial discharge

pada generator GT 2.1, dihasilkan pola grafik pada Gambar 4.11. Jika dibandingkan

dengan pola grafik pada Gambar 4.3, terlihat gradasi warna biru pada Gambar 4.11

lebih cenderung berwarna hijau, artinya intensitas muatan yang terlepas lebih kecil

pada hasil pengukuran yang kedua.

Secara keseluruhan, pola warna pada grafik membentuk beberapa pola

partial discharge, terdapat juga pola dari noise yang berbentuk garis – garis vertikal

seperti jarum yang merupakan efek dari sistem eksitasi di generator.

Mu

atan

(n

C)

Waktu

49

Gambar 4.11 Pola keseluruhan hasil pengukuran

2. Cluster 1

Cluster 1 hasil pengukuran ditampilkan pada Gambar 4.12, rekaman pola

yang terbentuk berupa garis – garis horizontal yang berada pada puncak sinusoidal

tegangan tinggi pada sisi negatif.



Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

Derajat

50


Pada Tabel 4.8 menunjukkan nilai muatan pada masing – masing fasa di

cluster 1. Nilai muatan terbesar pada fasa U positif yaitu 631,9 pC dengan intensitas

2,648 PDs/s.


FASA

+ -

MUATAN

(pC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(pC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 631,9 2,648 359,4 78,56

V 347,4 1,307 339,9 50,4

W 235 4,892 149,7 25,14



Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

Derajat

51

3. Cluster 2

Cluster 2 hasil pemantauan pada Gambar 4.13 menampilkan pola

menyerupai segitiga kembar. Pola yang muncul merupakan kegagalan pertama dan

yang paling umum. Partial discharge dapat terjadi akibat rongga kecil tersebut

terisi oleh udara atau gas yang terjebak dalam isolasi utama. Kenaikan temperatur

dapat menurunkan intensitas munculnya pola pada cluster 2 tersebut, hal ini

dikarenakan dilatasi volume menyebabkan penurunan celah dan rongga dalam

isolasi.




Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

Derajat

52

Nilai muatan cluster 2 terlampir pada Tabel 4.9, muatan terbesar berada

pada fasa U positif dengan nilai muatan 246,2 pC dan nilai intensitas 16,3 PDs/s.


FASA

+ -

MUATAN

(pC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(pC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 131,9 14,82 129,7 8,783

V 246,2 16,3 228,4 11,67

W 102,3 7,628 114,1 1,979

4. Cluster 3

Kondisi cluster 3 diperlihatkan pada Gambar 4.14, pola yang terbentuk

menyerupai segitiga kembar. Namun apabila terjadi kenaikan temperatur intensitas

pola dapat berkurang karena volume celah mengecil.


Mu

atan

(C

)

Mu

atan

(C

)

Derajat Derajat

53


Nilai muatan yang terjadi pada cluster 3 dilihat dari Tabel 4.10. Nilai muatan

terbesar ada pada fasa W negatif dengan nilai 2,378 nC dan intensitas 203 PDs/s.


FASA

+ -

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

MUATAN

(nC)

INTENSITAS

(PDs/s)

U 1,211 115,9 1,196 140,2

V 1,283 105,2 1,214 128,1

W 2,3 54,12 2,378 203


Mu

atan

(C

)

Derajat

54

4.3 Evaluasi dan Analisis Hasil Pengukuran Generator GT 2.1

4.3.1 Pola Partial Discharge Hasil Pengukuran

Tabel 4.11 ditampilkan keseluruhan analisis hasil pemantauan partial

discharge pada dua waktu yang berbeda. Pada tanggal 28 Februari 2020

menunjukkan bahwa terdapat tiga cluster yang menunjukkan adanya indikasi

aktifitas partial discharge dengan jenis korona. Penyebab timbulnya korona ialah

adanya jarak yang terlalu dekat pada fasa semikonduktif. Khusus untuk cluster 1,

sinyal korona berada di puncak sinusoidal tegangan uji yang artinya terdapat tepian

tajam pada proteksi kumparan yang berhadapan. Namun, korona yang muncul

bukan merupakan fenomena yang membahayakan sistem isolasi. Hal itu

dikarenakan nilai muatan yang relatif kecil dan korona merupakan jenis partial

discharge yang muncul di udara bukan pada permukaan sistem isolasi.

Sedangkan hasil pemantauan pada tanggal 24 April 2020 menunjukkan ada

tiga cluster yang terdapat aktifitas partial discharge. Pada cluster 1 terdapat indikasi

munculnya korona, tetapi nilai muatannya terlalu kecil sehingga belum dapat

dikatakan korona timbul pada cluster 1 tersebut. Cluster 2 dan 3 menunjukkan

munculnya micro void yang ditandai dengan pola segitiga simetris. Micro void

muncul akibat adanya rongga kecil yang disebabkan cacat manufaktur kemudian

rongga tersebut terisi udara atau gas sehingga timbul partial discharge. Keberadaan

micro void pada sistem isolasi dianggap normal, hanya saja harus selalu dipantau

agar tidak terjadi delaminasi lapisan isolasi.

55

Tabel 4.11 Hasil Analisis uji partial discharge pada generator

PENGUKURAN ANALISIS

28 FEBRUARI 2020

a. Cluster 1 - Pola yang terbentuk merupakan E2 yaitu korona

- Korona terjadi berada pada tepian tajam di antara proteksi kumparan

- Merupakan indikasi terjadinya korona

- Nilai muatan terbesar fasa U positif 3,114 nC; intensitas 7,842 PDs/s

- Tingkat bahaya menengah untuk isolasi

b. Cluster 2 - Pola yang ditampilkan merupakan E2

- Kemunculan korona akibat adanya jarak yang terlalu dekat antara proteksi kumparan


- Nilai muatan terbesar fasa W positif 2,892 nC; intensitas 1,32 PDs/s

- Korona yang muncul pada cluster 2 dibandingkan cluster 1 lebih ringan berdasarkan nilai muatannya


c. Cluster 3 - Karakteristik yang muncul merupakan pola E2

- Korona timbul akibat ada jarak yang terlalu dekat antara proteksi kumparan


- Nilai muatan terbesar fasa U positif 2,609 nC; intensitas 9,883 PDs/s


24 APRIL 2020

a. Cluster 1 - Pola yang muncul merupakan E2 - Korona timbul pada tepian tajam di

antara fasa semikonduktif - Garis horizontal yang terdapat pada

sisi negatif mendeskripsikan jika

56

nilai muatan partial discharge yang terjadi relatif kecil

- Nilai muatan terbesar fasa U positif 631,9 pC; intensitas 2,648 PDs/s

- Masih merupakan indikasi terjadi korona


b. Cluster 2 - Pola S1 berbentuk segitiga kembar yaitu micro void

- Pola berbentuk simetris yang artinya berada ditiap setengah siklus dari tegangan uji

- Micro void tersebut muncul akibat adanya kebocoran sistem pelumasan bearing yang mengakibatkan kelembaban pada end winding

- Kemunculan micro void dapat di atasi dengan melakukan pembersihan pada permukaan isolasi end winding

- Merupakan indikasi terjadinya micro void

- Nilai muatan terbesar fasa U positif 246,2 pC; intensitas 16,3 PDs/s

- Tingkat bahaya rendah untuk isolasi

c. Cluster 3 - Pola S1 berbentuk segitiga kembar. - Warna pola yang lebih pekat

menggambarkan muatan dengan nilai yang lebih besar, dapat diakibatkan jumlah void yang lebih banyak atau diameter rongga yang lebih besar

- Merupakan indikasi terjadinya micro void

- Nilai muatan terbesar fasa W negatif 2,378 nC; intensitas 203 PDs/s

- Tingkat bahaya rendah untuk isolasi

57

4.3.2 Rugi Daya Akibat Partial Discharge

Pada Tabel 4.12 terdapat data hasil pengukuran dan perhitungan rugi daya

akibat partial discharge untuk tanggal 28 Februari 2020 dan Tabel 4.13 untuk

tanggal 24 April 2020, dimana nilai rugi daya didapat melalui Persamaan 2.1.

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan data generator GT 2.1 dan data

kuantitatif hasil pengukuran partial discharge.

Tabel 4.12 Hasil perhitungan rugi daya 28 Februari 2020

Lokasi

V P Q T

Fasa

P losses

(kV) (MW) (MVAR) (ᵒC) (MW)

+ -

Cluster 1

10.5 60 36 37

U 0.256 0.111

V 0.004 0.046

W 0.082 0.217

Cluster 2

10.5 60 36 37

U 0.062 0.002

V 0.066 0.012

W 0.040 0.036

Cluster 3

10.5 60 36 37

U 0.270 0.048

V 0.009 0.017

W 0.076 0.006

Pada Tabel 4.12 dapat dilihat nilai rugi daya terbesar berada pada cluster 3

fasa U positif sebesar 0,270 MW. Sedangkan pada Tabel 4.13 nilai rugi daya

terbesar berada pada cluster 3 fasa W negatif sebesar 5,068 MW.

Apabila terjadi peningkatan aktifitas partial discharge maka nilai dari rugi

daya yang dihasilkan akan meningkat. Hal ini menggambarkan partial discharge

mempengaruhi efisiensi dari sebuah generator.

58

Tabel 4.13 Hasil perhitungan rugi daya 24 April 2020

Lokasi

V P Q T

Fasa

P losses

(kV) (MW) (MVAR) (ᵒC) (MW)

+ -

Cluster 1

10.5 60 -5 37

U 0.018 0.296

V 0.005 0.179

W 0.012 0.039

Cluster 2

10.5 60 -5 37

U 0.021 0.022

V 0.042 0.028

W 0.008 0.002

Cluster 3

10.5 60 -5 37

U 1.473 1.760

V 1.417 1.632

W 1.306 5.068

59

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari Analisis yang dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada tanggal 28 Februari 2020 hasil pengukuran menunjukkan adanya

korona pada tiga cluster yang menjadi objek pemantauan. Sedangkan

pada tanggal 24 April 2020 terdapat korona pada cluster 1 dan micro

void pada cluster 2 dan 3.

2. Kemunculan korona disebabkan oleh dua faktor yaitu adanya tepian

tajam diantara fasa semikonduktif dan adanya jarak yang terlalu dekat

antara proteksi kumparan. Korona memiliki tingkat bahaya sedang

untuk sistem isolasi karena tidak terjadi pada permukaan isolasi

melainkan di celah udara antar fasa ataupun fasa ke ground.

3. Micro void yang terjadi pada isolasi generator GT 2.1 di tanggal 24 April

2020 disebabkan oleh adanya kebocoran sistem pelumasan bearing

yang mengakibatkan kelembaban pada end winding.

4. Berdasarkan hasil pengukuran yang telah dilakukan, dapat diketahui

bahwa micro void yang terjadi akibat adanya kontaminasi pada end

winding.

5. Partial discharge yang muncul pada saat pengukuran menimbulkan rugi

daya berdasarkan hasil perhitungan yang didapat. Semakin besar jumlah

muatan partial discharge yang dihasilkan semakin besar juga rugi daya

yang terjadi.

60

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya dapat dilakukan analisis kondisi sistem isolasi

ketika terjadi gangguan pada generator dengan mempertimbangkan pengaruh

pembebanan terhadap kondisi partial discharge agar terlihat pengaruhnya

gangguan tersebut terhadap sistem isolasi.

61

DAFTAR PUSTAKA

[1] Darwanto Djoko, et al., "Partial Discharge Analysis for Predictive Maintenance

of Generator of Geothermal Power Plant", IEEE International Conference on

Condition Monitoring and Diagnosis, September 23 - 27 2012.

[2] Tobing Bonggas L., "Dasar - Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi", Edisi

Kedua, Jakarta : Penerbit Erlangga, 2012.

[3] OMICRON, "What is Partial Discharge? Why do we measured PD?",

OMICRON Academy, 2020.

[4] Claude Kane, Alexander Golubev, "Use of Resistive Temperature Detectors as

Partial Discharge Sensors in Rotating Equipment", IEEE International

Symposium on Electrical Insulation, 2006.

[5] Pinit Jitjing, Chatchai Suppitaksakul, et al., "Partial Discharge Signals Detecting

and Preventive Maintenance Planning for 21 kV Generator", IEEE 15th

International Conference on Electrical Engineering / Electronics, Computer,

Telecommunications and Information Technology, 2018.

[6] Ahmadi, S, et al., "Partial Discharge Detection During Electrical Aging of

Generator Bar Using Acoustic Technique", IEEE International Symposium on

Electrical Insulation, 2012.

62

[7] A.J.M.Pemen, et al., "Analysis and Localization of Spurious Partial Discharge

Activity in Generator Units", IEEE 7th International Conference on Solid

Dielectrics, June 25-29,2001.

[8] P.G.S. Kumar, M. Tech. (Ph.D), et al., “Partial Discharge in Stator Winding

Insulation of Turbine Generators – A Case Study and Remedies”, IEEE

International Confrence on Power and Energy Systems, December 22-24, 2011.

[9] PT.PLN Pusdiklat,”Pengenalan Pembangkit”,MP2, hal 17-18,2015

[10] Zuhal, "Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya", Jakarta: PT.

Gramedia Pustaka Utama, 1995.

[11] Haq Nizamul, et al., "Analisis dan Pendeteksian Partial Discharge pada Isolasi

Generator Terhadap Performa Generator Berpendingin Hidrogen", Universitas

Indonesia, 2014.

[12] Davies, Neil, et al., "Testing Distribution Switchgear for Partial Discharge in the

Laboratory and Field", IEEE International Symposium on Electrical Insulation,

2008.

[13] Hwa Yi, Sang, et al., "A New Directional Coupler Type Partial Discharge Sensor

Installed on the Power Lead of Rotatinf Machine", JEET, 2016.

[14] OMICRON, "MCC 117 User Manual", OMICRON Energy Solutions GmbH,

2018.

63

[15] OMICRON, "OMS 841 User Manual", OMICRON Energy Solutions GmbH,

2017.

[16] IEEE 1434:2014, "IEEE Guide for the Measurement of Partial Discharge in AC

Electrical Machinery".

Documents

MAGISTER TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS