13
TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA Diajukan guna melengkapi sebagai syarat dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1) Disusun Oleh : Nama : Dhimas Prasetya NIM : 41413110020) Jurusan : Teknik Elektro PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2015

TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

  • Upload
    others

  • View
    14

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

TUGAS AKHIR

MONITORING PARTIAL DISCHARGE

PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA

Diajukan guna melengkapi sebagai syarat

dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Disusun Oleh :

Nama : Dhimas Prasetya

NIM : 41413110020)

Jurusan : Teknik Elektro

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCUBUANA

JAKARTA

2015

Page 2: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan
Page 3: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan
Page 4: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

vi

KATA PENGANTAR

Zzzzz

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia, rezeki dan kasih

sayang yang telah diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi ini yang berjudul “Monitoring Partial Discharge pada Stator

Unit 7 PLTA Cirata”.

Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat

akademik yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan studi untuk mencapai gelar

Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas

Mercubuana. Penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, diharapkan adanya

saran dan kritik yang bersifat membangun.

Pada kesempatan yang baik ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada

semua pihak yang telah memberikan bimbingan, waktu, pengarahan, nasehat, dan

pemikiran dalam menyelesaikan skripsi ini.. Oleh karena itu penulis mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Ir. Budiyanto Husodo, M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah

menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam

penyusunan skripsi ini.

2. Ir. Yudhi Gunadi, MT selaku ketua program studi teknik elektro

Universitas Mercubuana.

3. Orang Tua, terutama Ibu yang selalu memberi perhatian, doa dan

semangat dalam masa masa pendidikan yang saya jalani.

4. Rekan - rekan kerja bidang Operator PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah

membimbing dalam bekerja di bidang pembangkitan listrik dan

memberikan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan, terimakasih

kepada rekan - rekan yang telah membantu menggantikan kerja dinas saat

saya melanjutkan pendidikan.

Page 5: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

vii

5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang

telah mengijinkan dan membimbing dalam mempelajari monitoring partial

discharge yang ada pada unit PLTA Cirata.

6. Penelitian sebelumnya pada tahun 2013 yang dilakukan oleh Bapak

Constant PT Wahana Sekar Buana beserta Tim inspeksi PLTA Cirata Unit

7 bapak Yohanes Mulyana, Wahab Winoto, Ugan Suganda dan Tim

Overhaul Annual Inspection (AI) pada 27 September 2013.

7. Teman teman baik yang ada sebagai motivasi bagi saya dalam

menyelesaikan skripsi dan pendidikan S1, terimakasih kepada Laila

Sakinah dan Shodiq Febriatna.

8. Seluruh rekan Teknik Elektro Universitas Mercubuana yang juga selalu

memberikan motivasi baik sharing pendapat dan hal hal lainya dalam

rangka penyelesaian skripsi ini dan semangat luar biasa dari Pandi Indra,

Mora Yolanda dan Mas Agus Faudin dalam menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Allah berkenan membalas segala

kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini memberikan

manfaat bagi pengembangan ilmu dan manfaat bagi pihak – pihak yang berkenan

membacanya.

Jakarta, Januari 2015

Penulis

Page 6: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................. i

Halaman Pernyataan ........................................................................................ ii

Halaman Persetujuan ....................................................................................... iii

Abstrak ............................................................................................................. iv

Kata Pengantar ................................................................................................. v

Daftar Isi .......................................................................................................... viiI

Daftar Tabel ..................................................................................................... xi

Daftar Gambar.................................................................................................. xii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................. 4

1.5 Metodologi Peneleitian ......................................................... 4

1.6 Sistematika Penelitian ........................................................... 6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Generator PLTA Cirata ......................................................... 8

2.1.1 Bagian Generator ........................................................ 9

2.1.2 Spesifikasi Generator PLTA Cirata ............................ 11

2.1.3 Winding Stator PLTA Cirata ...................................... 12

Page 7: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

ix

2.2 Mekanisme Kegagalan Bahan Isolasi ................................... 13

2.2.1 Kegagalan Isolasi Padat .............................................. 15

2.3 Pengukuran Peluahan Sebagian ............................................ 22

2.3.1 Peluahan Sebagian Pada Winding

Stator Generator ......................................................... 24

2.4 Pengukuran PD Berdasarkan IEC 2012 TS 60034-27-2 ...... 26

2.5 Jenis Peluahan yang Terlihat Dengan Metode PRPD ........... 26

2.5.1 Cacat Partial Discharge Pada Lokasi S1 ................... 28

2.5.2 Cacat Partial Discharge Pada Lokasi S2 ................... 29

2.5.3 Cacat Partial Discharge Pada Lokasi S3 ................... 31

2.5.4 Cacat Partial Discharge Pada Lokasi S4 ................... 32

2.5.5 Cacat Partial Discharge Pada Endwinding Stator ..... 34

2.6 Metode Monitoring Partial Discharge ................................. 36

2.7 Metode Pemilihan Sensor Partial Discharge ....................... 38

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Identifikasi Penelitian .......................................................... 42

3.2 Instrumen Penelitian ............................................................. 43

3.2.1 PDM 600 ..................................................................... 43

3.2.2 Coupling Capasitor ..................................................... 47

3.2.3 Desain Monitoring System .......................................... 48

3.3 Metode Pengumpulan Data ................................................... 50

Page 8: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

x

3.4 Hasil Pengukuran Partial Discharge

Unit 7 Tahun 2013 ............................................................... 52

3.4.1 Analisa PD dengan PRPD .......................................... 53

3.4.2 Analisa Data PD Dengan 3PARD .............................. 54

3.4.3 Analisa Data Pada Cluster (Titik) Peluahan ............... 55

3.5 Hasil Pengukuran Partial Discharge Unit 7 Tahun 2014 .... 63

3.5.1 Analisa Trending Tiap Phasa Tahun 2014 ................. 64

3.5.2 Analisa Trending Phasa S Nilai Peluahan > 80nC ..... 65

3.5.3 Pengukuran PD Pada Satu Waktu .............................. 68

3.5.4 Analisa data PD dengan PRPD ................................... 69

3.5.5 Hasil Pengukuran PRPD Tiap Phasa .......................... 70

3.5.6 Analisa Data PRPD Pada Phasa S .............................. 71

3.6 Data Visual Kondisi Belitan Stator Unit 7

23 September 2013 .............................................................. 71

BAB IV ANALISA HASIL

4.1 Analisa Trending PD ............................................................ 75

4.2 Analisa Pola PRPD Jenis Peluahan PD ................................ 76

BAB V KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan ........................................................................... 82

5.2 Saran .................................................................................... 83

Page 9: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Metode Pemilihan Monitoring PD ................................................... 36

Table 2.2 Spesifikasi Kebutuhan Pemilihan Sensor PD .................................. 38

Tabel 2.3 Pemilihan Sensor PD ....................................................................... 39

Tabel 3.1 Spesifikasi Sistem PDM 600 ........................................................... 44

Tabel 3.2 Data Spesifikasi Modul MPD 600 ................................................... 44

Tabel 3.3 Data Teknis Insulation Transformer ................................................ 45

Tabel 3.4 Data Teknis Primary Switcher ......................................................... 45

Tabel 3.5 Data Teknis Surge Arrester .............................................................. 46

Tabel 3.6 Data Teknis MCU 502 Controller ................................................... 46

Tabel 3.7 Data Teknis Coupling Capasitor ...................................................... 47

Tabel 3.8 Penjelasan Gambar 3.3..................................................................... 48

Tabel 3.9 Data Kerusakan Akibat PD Pada Stator Generator Unit 7 .............. 74

Tabel 4.1 Peningkatan Trending Peluahan Selama Pengukuran...................... 75

Tabel 4.2 Analisa Pola PRPD Jenis Peluahan PD

Pengukuran 14 September 2013 ...................................................... 79

Tabel 4.3 Analisa Pola PRPD Jenis Peluahan PD

Pengukuran 23 Desember 2014 ....................................................... 7

Page 10: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Alir Penelitian ............................................................... 5

Gambar 2.1 Generator PLTA Cirata ................................................................ 10

Gambar 2.2 Stator generator PLTA Cirata ...................................................... 10

Gambar 2.3 Stator Coil, Slot dan Winding Overhang...................................... 12

Gambar 2.4 Slot Belitan Dua Lapis ................................................................. 12

Gambar 2.5.a Stator Coil Untuk Double Layer Winding ................................. 12

Gambar 2.5.b Stator Slot dan Slot Double Layer Winding .............................. 13

Gambar 2.6 Grafik Kegagalan Isolasi Padat .................................................... 15

Gambar 2.7 Kegagalan Erosi dan Rangkaian Ekivalenya ............................... 19

Gambar 2.8 Bentuk Gelombang Tegangan dan Arus Dalam Rongga

yang Terisi Gas ........................................................................... 20

Gambar 2.9 Bentuk Gas dalam Rongga Pada Saat Mengalami Kegagalan ..... 21

Gambar 2.10 Rangkaian Ekivalen Peralatan Isolasi yang

Memiliki Void C1 dan rangkaian Ekivalen Kapasitansi .......... 23

Gambar 2.11 Pola Peluahan Sebagian Jenis Void ........................................... 25

Gambar 2.12 Pola Peluahan Sebagian Jenis Surface ....................................... 25

Gambar 2.13 Pola Peluahan Sebagian Jenis Korona ....................................... 25

Gambar 2.14 Lokasi Kegagalan Partial Discharge Pada Winding Stator ...... 26

Gambar 2.15 Lokasi Kegagalan Partial Discharge Pada Winding Stator ...... 27

Gambar 2.16 Bentuk Signal Kegagalan Partial Discharge Metode PRPD ..... 28

Gambar 2.17 Bentuk Signal deliminasi Winding Pengukuran PRPD ............. 28

Gambar 2.18 Lokasi kegagalan PD Pada Deliminasi Winding ........................ 29

Gambar 2.19 PRPD Pola Keluaran PD Pada Peluahan Internal ...................... 29

Page 11: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

xiii

Gambar 2.20 Lokasi PD Pada Peluahan Internal ............................................. 30

Gambar 2.21 PRPD Pola Keluaran PD Pada Celah Stator .............................. 31

Gambar 2.22 Lokasi PD Pada Celah Stator ..................................................... 32

Gambar 2.23 Degradasi yang Diakibatkan Slot Partial Discharge ................. 32

Gambar 2.24 PRPD Pola Keluaran PD Akibat Micro Void

Different Scaling....................................................................... 33

Gambar 2.25 PRPD Pola Keluaran PD Akibat Micro Void ............................. 33

Gambar 2.26 Lokasi PD Akibat Micro Void.................................................... 33

Gambar 2.27 Diagram PRPD PD Endwinding Discharge ............................... 34

Gambar 2.28 Lokasi PD Pada Endwinding Stator ........................................... 35

Gambar 2.29 Isolasi Endwinding Stator Yang Mengalami Discharge ............ 35

Gambar 2.30 PD Sensor yang Diinstal Pada Terminal Generator ................... 41

Gambar 3.1 Modul PDM 600 .......................................................................... 43

Gambar 3.2 MCC 124 Coupling Capasitor ...................................................... 47

Gambar 3.3 Desain Monitoring Sistem PD ..................................................... 48

Gambar 3.4 Gambar Modul PDM 600 dan Koneksi Dari Generator .............. 49

Gambar 3.5 Monitoring Server ........................................................................ 49

Gambar 3.6 FO Controller (MCU 502) ........................................................... 49

Gambar 3.7 Coupling Capasitor MCC 124 ...................................................... 50

Gambar 3.8 Diagram Alir Metode Pengukuran Partial Discharge ................. 51

Gambar 3.9. a Monitoring PD unit 7 Selama 9 Bulan Tahun 2013 ................. 52

Gambar 3.9.b Pengukuran Pada Phasa R ......................................................... 52

Gambar 3.9. c Pengukuran Pada Phasa T ........................................................ 53

Gambar 3.10 PRPD Unit 7 ............................................................................... 53

Page 12: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

xiv

Gambar 3.11 Sumber PD Yang Dipisahkan dengan 3 PARD ......................... 54

Gambar 3.12 PRPD Phasa S Cluster 1 ............................................................ 55

Gambar 3.13 3-Channel PRPD Cluster 1 ........................................................ 56

Gambar 3.14 PRPD Phasa S Cluster 2 ............................................................ 55

Gambar 3.15 3-Channel PRPD Cluster 2 ........................................................ 56

Gambar 3.16 3- Channel PRPD Cluster 3 ....................................................... 56

Gambar 3.17 PRPD Phasa R Cluster 3 ............................................................ 56

Gambar 3.18 PRPD Phasa R Pada Cluster 4 ................................................... 57

Gambar 3.19 PRPD Phasa S Pada Cluster 4 .................................................... 57

Gambar 3.20 3-Chanel PRPD Pada Cluster 4.................................................. 58

Gambar 3.21 PRPD Phasa T Cluster 4 ............................................................ 57

Gambar 3.22 3-Chanel PRPD Cluster 5 .......................................................... 59

Gambar 3.23 PRPD Phasa T Cluster 5 ............................................................ 59

Gambar 3.24 3-Chanel PRPD Pada Cluster 6.................................................. 60

Gambar 3.25 PRPD Phasa R Pada Cluster 6 ................................................... 61

Gambar 3.26 PRPD Phasa S Pada Cluster 6 .................................................... 61

Gambar 3.27 PRPD Phasa T Pada Cluster 6 ................................................... 61

Gambar 3.28 3-Chanel PRPD Cluster 7 .......................................................... 62

Gambar 3.29 PRPD Phasa T Pada Cluster 7 ................................................... 62

Gambar 3.30 Monitoring PD Unit 7 1 Januari 2014 – 23 desember 2014 ..... 63

Gambar 3.31 Data Peluahan PD Unit 7 ........................................................... 64

Gambar 3.32 Monitoring PD Unit 7 Phasa R

Periode 1 Januari 2014 -23 Desember 2014 ............................. 65

Gambar 3.33 Monitoring PD Unit 7 Phasa S

Page 13: TUGAS AKHIR MONITORING PARTIAL DISCHARGE PADA STATOR GENERATOR UNIT 7 PLTA CIRATA · 2015-03-20 · 5. Rekan - rekan sub bidang Engginering PT PJB Unit PLTA Cirata yang telah mengijinkan

xv

Periode 1 Januari 2014 -23 Desember 2014 ............................. 65

Gambar 3.34 Monitoring PD Unit 7 Phasa T

Periode 1 Januari 2014 -23 Desember 2014 ............................. 66

Gambar 3.35 Microsoft Excel Pengolahan Data peluahan PD unit 7

Periode 1 Januari 2014 -23 Desember 2014 ............................. 66

Gambar 3.36 Partial Discharge Phasa S > 80nc ............................................. 67

Gambar 3.37 Trending Partial Discharge Phasa S > 80nC ............................. 67

Gambar 3.38 Kondisi Beban Saat Pengukuran ................................................ 68

Gambar 3.39 Nilai PD Tanggal 23 Desember 2014 ........................................ 69

Gambar 3.40 PRPD Phasa R 23 Desember 2014 ............................................ 69

Gambar 3.41 PRPD Phasa T 23 Desember 2014 ............................................. 69

Gambar 3.42 PRPD Phasa S 23 Desember 2014 ............................................. 69

Gambar 3.43 Stator PLTA Cirata Unit 7 Dilepas Dari

Ruang Generator....................................................................... 71

Gambar 3.44 PD Unit 7 Slot no. 7 ................................................................... 72

Gambar 3.45 PD Unit 7 Slot no.44 .................................................................. 72

Gambar 3.46 PD Unit 7 Slot no. 80 ................................................................. 72

Gambar 3.47 PD Unit 7 Slot no. 99 ................................................................. 73

Gambar 3.48 PD Unit 7 Slot no. 234 Sisi Kanan dan Kiri .............................. 73

Gambar 3.49 PD Unit 7 Slot no. 252 Sisi Kanan dan Kiri .............................. 73

Gambar 4.1 Jenis Peluahan PD Pada Slot Discharge

dan Winding Pengukuran Dengan Visualisasi PRPD .............. 77

Gambar 4.2 Jenis Peluahan PD Pengukuran Cluster 2 dan 5 PD

Pada Endwinding Pengukuran Dengan Visualisasi PRPD ....... 78