11

1. TRANSFORMATOR ARUS DAN PEMELIHARAANNYA PADA GARDU
INDUK 150 kV SRONDOL PT. PLN (PERSERO) P3B JB REGION JAWA
TENGAH DAN DIY UPT SEMARANG
Isna Joko Prakoso.1, Susatyo Handoko, ST. MT.2
1 2
Mahasiswa dan Dosen Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Email : ncop.soreceria06@gmail.com
Abstrak
PLN sebagai Perusahaan Listrik Negara berusaha untuk menyuplai energi listrik yang ada dengan
seoptimal mungkin seiring dengan semakin meningkatnya konsumen energi listrik. Agar dapat memanfaatkan energi
listrik yang ada serta menjaga kualitas sistem penyaluran dan kerusakan peralatan, maka diperlukan suatu sistem
pengaman dan sistem pemeliharaan instalasi gardu induk. Dalam suatu gardu induk terdapat suatu peralatan yaitu
transformator arus yang berfungsi untuk menurunkan arus besar pada tegangan tinggi atau menengah menjadi arus
kecil pada tegangan rendah yang dipakai untuk pengukuran dan proteksi dan mengisolasi rangkaian sekunder
terhadap rangkaian primer serta memungkinkan standarisasi rating arus untuk peralatan sisi sekunder.
Transformator arus merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk pengukuran dan proteksi, oleh karena itu
diperlukan perawatan secara terjadwal agar transformator arus bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya dalam
keadaan beroperasi. Perawatan dan pemeliharaan yang baik dapat meminimalisasi gangguan dan kerusakan serta dapat
memperpanjang umur dari transformator arus.
Kata Kunci : Transformator arus, Pengukuran, Proteksi, Pemeliharaan.
I. PENDAHULUAN mempersempit masalah, maka hanya dibahas
mengenai pemeliharaan pada transformator arus.
1.1 Latar Belakang
GI atau GITET adalah merupakan kumpulan II. DASAR TEORI
peralatan listrik tegangan tinggi atau tegangan Transformator arus atau Current Transformer
ekstra tinggi yang mempunyai fungsi dan (CT) adalah transformator yang berfungsi untuk :
kegunaan dari masing-masing peralatan yang satu Memperkecil besaran arus listrik (Ampere)
sama lain saling terkait sehingga penyaluran pada sistem tenaga listrik menjadi besaran
energi dapat terlaksana dengan baik. arus untuk sistem pengukuran dan proteksi.
Salah satu peralatan yang utama yang Mengisolasi rangkaian sekunder terhadap
terdapat di gardu induk yaitu transformator arus. rangkaian primer, yaitu memisahkan instalasi
Pemeliharaan dan pengoperasian yang tidak pengukuran dan proteksi dari tegangan
benar terhadap transformator arus akan tinggi.
memperpendek umur transformator arus dan akan Memungkinkan standarisasi rating arus untuk
menimbulkan gangguan – gangguan (troubles) peralatan sisi sekunder.
lebih dini.
1.2 Tujuan
Tujuan penulisan laporan kerja praktek ini
adalah untuk mengetahui pemakaian dan
pemeliharaan transformator arus yang terdapat di
gardu induk 150 kV Srondol.
1.3 Pembatasan Masalah
Makalah ini disusun untuk mempelajari jenis
dan bagian-bagian transformator arus yang
terdapat di GI 150 kV Srondol. Untuk
Gambar 1 Transformator Arus di GI Srondol 150 KV
1

2. 2.1 Prinsip Kerja Transformator arus
Pada dasarnya prinsip kerja transformator
arus sama dengan transformator daya. Jika pada
kumparan primer mengalir arus I1, maka pada
kumparan primer timbul gaya gerak magnet
sebesar N1I1.
Gaya gerak magnet ini memproduksi fluks
pada inti, kemudian membangkitkan gaya gerak Gambar 2 Ilustrasi Trafo Arus Rasio Ganda
listrik (GGL) pada kumparan sekunder. Jika
terminal kumparan sekunder tertutup, maka pada Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Inti
kumparan sekunder mengalir arus I2, arus ini o Inti Tunggal
menimbulkan gaya gerak magnet N1I1 pada Digunakan apabila sistem membutuhkan
kumparan sekunder. Bila trafo tidak mempunyai salah satu fungsi saja, yaitu untuk
rugi-rugi (trafo ideal) berlaku persamaan : pengukuran atau proteksi.
o Inti Ganda
Atau Digunakan apabila sistem membutuhkan arus
untuk pengukuran dan proteksi sekaligus.
di mana :
N1 : Jumlah belitan kumparan primer
N2 : Jumlah belitan kumparan sekunder
I1 : Arus kumparan primer
I2 : Arus kumparan sekunder
2.2 Klasifikasi Transformator Arus
Dalam pemakaian sehari-hari, trafo arus
dibagi menjadi jenis-jenis tertentu berdasarkan Gambar 3 Ilustrasi Trafo Arus Inti Ganda
syarat-syarat tertentu pula, adapun pembagian
jenis trafo arus adalah sebagai berikut : Jenis Trafo Arus Menurut Isolasi
Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Kumparan o Isolasi Epoksi-Resin
Primer Biasa dipakai hingga tegangan 110KV.
o Jenis Kumparan (Wound) Memiliki kekuatan hubung singkat yang
Biasa digunakan untuk pengukuran pada arus cukup tinggi karena semua belitan tertanam
rendah, burden yang besar, atau pengukuran pada bahan isolasi.
yang membutuhkan ketelitian tinggi.
o Jenis Bar (Bar)
Konstruksinya mampu menahan arus hubung
singkat yang cukup tinggi sehingga memiliki
faktor thermis dan dinamis arus hubung
singkat yang tinggi.
Jenis Trafo Arus Menurut Jumlah Rasio
Gambar 4 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Epoksi-Resin
o Jenis Rasio Tunggal
Rasio tunggal adalah trafo arus dengan satu
o Isolasi Minyak-Kertas
kumparan primer dan satu kumparan
Isolasi minyak kertas ditempatkan pada
sekunder.
kerangka porselen. Merupakan trafo arus
o Jenis Rasio Ganda
untuk tegangan tinggi yang digunakan pada
Rasio ganda diperoleh dengan membagi
gardu induk dengan pemasangan luar.
kumparan primer menjadi beberapa
kelompok yang dihubungkan seri atau
paralel.
2

3. 2. Peredam perlawanan pemuaian minyak ( oil-
resistant expansion bellows )
3. Terminal utama ( primary terminals )
4. Penjepit ( clamps )
5. Inti kumparan dengan belitan berisolasi
utama ( core and coil assembly with primary
winding and main insulation )
6. Inti dengan kumparan sekunder ( core with
Gambar 5 Jenis Trafo Arus dengan Isolasi Minyak-Kertas secondary windings )
7. Tanki ( tank )
o Isolasi Koaksial 8. Tempat terminal ( terminal box )
Jenis trafo arus dengan isolasi koaksial biasa 9. Plat untuk pentanahan ( earthing plate )
ditemui pada kabel, bushing trafo, atau pada
rel daya berisolasi gas SF6. 2.4 Ratio / Hubungan dari Trafo Arus
Umumnya hubungan dari transformator arus
terdiri dari tiga hubungan, yaitu :
Hubungan transformator arus biasa
Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan
primer dan sebuah lilitan sekunder, yang
mempunyai ratio
P1 P2
Gambar 6 Trafo Arus Inti Cincin dalam Rel Daya Isolasi
SF6
Jenis Trafo arus menurut tipe pasangan
o Pasangan dalam ( indoor )
o Pasangan luar ( outdoor ) S1 S2
Gambar 8 Hubungan transformator arus biasa
Jenis Trafo arus menurut tipe konstruksi
o Tipe cincin ( ring / window type ) Hubungan transformator arus dengan dua
o Tipe cor-coran cast resin ( mounded cast buah lilitan sekunder
resin type ) Hubungan ini terdiri dari sebuah lilitan
o Tipe tanki minyak ( oil tank type ) primer dan dua buah lilitan sekunder yang
o Tipe trafo arus ( bushing ) bekerja masing-masing lilitannya dengan inti
ganda ( double core ). Satu lilitan
2.3 Bagian-bagian dari trafo arus sekundernya untuk alat pengaman dan satu
sisi lagi untuk alat-alat pengukur
P1 P2
1S1 1S2 2S1 2S2
Gambar 7 Transformator arus tipe tanki Gambar 9 Hubungan transformator arus dengan
dua buah lilitan sekunder
Keterangan gambar 7 :
1. Bagian atas transformator arus (transformator
head)
3

4. Hubungan transformator arus dengan dua Untuk proteksi (relai) :
buah lilitan primer dan dua buah lilitan o Klas ketelitiannya relatif rendah.
sekunder o Kejenuhannya tinggi (tidak cepat jenuh).
Hubungan ini terdiri dari dua buah lilitan o Proteksi / pengaman yang menggunakan
primer yang sama dan dapat dihubungkan arus sekunder transformator arus antara
seri atau paralel sedangkan masing-masing lain :
lilitan sekundernya terpisah. Relai Jarak (Distance Relay)
P1 a b P2 Relai Arus Lebih (Over Current
Relay)
Relai Berarah (Directional Relay)
Relai Differensial (Differential Relay)
Relai REF (Restricted Earth Fault)
Relai SBEF (Standby Earth Fault)
Relai Beban Lebih (Over Load Relay)
Nilai Batas Kesalahan CT untuk Proteksi :
Tabel 2 Ketelitian transformator arus untuk proteksi
(SPLN 60-7:1992)
1S1 1S2 2S1 2S2
Gambar 10 Hubungan transformator arus dengan dua buah Kesalahan
Pada arus pengenal
lilitan primer dan dua buah lilitan sekunder komposit
Klas
pada batas
keteliti
Kesalahan Kesalahan ketelitian
III. TRANSFORMATOR ARUS 150 kV an
rasio sudut arus primer
SRONDOL pengenal
3.1 Transformator Arus Untuk Pengukuran 5P +/- 1 % +/- 60 5%
Dan Proteksi 10P +/- 3 % - 10%
Untuk pengukuran (metering) :
o Teliti untuk daerah kerja 5 - 120 % In. 3.2 Pengawatan Transformator Arus
o Level kejenuhan rendah, untuk Salah satu sisi sekunder di bumikan.
mengamankan meter pada saat terjadi
gangguan (cepat jenuh).
o Meter-meter / pengukuran yang
menggunakan arus sekunder transformator
arus antara lain :
Ampere meter
MW meter Gambar 11 Salah satu sisi sekunder di bumikan
MVAR meter
KWH meter Tujuannya kalau terjadi tembus antara
KVARH meter tegangan tinggi dan sisi sekunder maka
Cos φ meter tegangan sisi sekunder tidak akan naik karena
akan merusak peralatan pada sisi sekunder.
Kelas ketelitian trafo arus untuk meter dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Rangkaian sekunder tidak boleh terbuka
Tabel 1 Ketelitian transformator arus untuk pengukuran
(SPLN 60-7:1992)
+/- pergeseran fase
Klas +/- % kesalahan rasio
pada
kete
% dari arus
litia arus pada % dari
pengenal
n
arus pengenal menit (1/60 derajat)
10 12 10 12
5 20 0 0 5 20 0 0
0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 Gambar 12 Rangkaian sekunder tertutup
0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10
0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30
1 3 1,5 1 1 180 90 60 60
Fluks akan menjadi besar , tegangan sekunder
naik , terjadi kejenuhan pada inti dan akan
4

5. menjadi panas Oleh karena itu rangkaian Data-Data Teknik Trafo Arus
sekunder tidak boleh dipasang fuse / MCB . REGION JATENG & DIY
GI 150 kV Srondol
3.3 Batas-Batas Harga Tahanan Isolasi 1. Pabrik : MITSUBISHI ELECTRIC
CORP
Untuk mengukur harga tahanan isolasi 2. Dibuat di : JAPAN
menggunakan HVI (High Voltage Insulation). 3. Type : PC 14-5
4. No. Series : Fasa R : 309406
Fasa S : 310086
Fasa T : 310085
5. Tahun Pembuatan : 1981
6. Arus Max Primer : 1200 A
7. Arus Primer : 600A
8. Arus Sekunder : 1A
9. Pasangan : Luar
10. Frekuensi : 50 Hz
11. Tegangan Maksimal : 170 kV
12. Tegangan Sistem : 150 kV
13. Standart : ANSI C57.13-1968
14. Isi/Berat Minyak : 150 Liter/Kg
15. Berat Total : 570 Kg
Gambar 13 High Voltage Insulation 16. Arus Thermal Waktu Singkat : 36 KA
17. Arus Dinamis Waktu Singkat : 1200 A
18. Tingkat Isolasi Dasar : 750 kV
3.4 Name Plate CT Pandean Lamper I
BAY PHT PANDEAN LAMPER I IV. PEMELIHARAAN TRANSFORMATOR
ARUS (CT)
CURRENT TRANSFORMER
NITROGEN SEALED OFF TAP
4.1 Pengertian pemeliharaan
TYPE : PC 14 - 5 OUT DOOR USE Pemeliharaan adalah suatu kegiatan yang
MAX VOLTAGE ANSI C 57 - 13.- 1968
170 KV FREQ 50 HZ
sangat penting, karena pemeliharaan yang baik
RATED SYSTEM VOLTAGE BIL 750 KV akan memperpanjang umur peralatan dan akan
150 KV ACCURASY CLASS
PRIMARY CONTINOUS C 400 (at 1200 A / 1 A ONLY )
menjamin berfungsinya peralatan dengan baik
THERMAL CURRENT OIL QUANTITY 150 L dan pemeliharaan yang telah dilaksanakan tidak
1200 A TOTAL WEIGHT 570 KG
SHORT TIME THERMAL SERIAL :R. 309406 S. 310086 T. 310085
ada bekasnya namun dapat di rasakan
CURRENT RATING DATE 1981 pengaruhnya.
36 KA rms 2 Sec L - SPEC H348018
Tujuan pemeliharaan peralatan listrik
H1 H2 tegangan tinggi adalah untuk menjamin
kontinuitas penyaluran tegangan tinggi dan
menjamin keandalan antara lain:
a. Untuk meningkatkan keandalan dan efisiensi.
b. Untuk memperpanjang umur peralatan sesuai
dengan usia teknisnya.
c. Untuk mengurangi resiko terjadinya kegagalan
atau kerusakan peralatan.
X X X X Y Y Y Y Z Z Z Z d. Untuk meningkatkan keamanan peralatan.
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
e. Untuk mengurangi lama waktu pemadaman
PRIMARY SEC
SEC TERMINAL
akibat sering terjadinya gangguan.
CURRENT CURRENT ( A )
(A)
1200 1 X1 - X4 Y1 - Y4 Z1 - Z4
900
600
1
1
X2 - X4
X2 - X3
Y2 - Y4
Y2 - Y3
Z2 - Z4
Z2 - Z3
4.2 Jenis-jenis pemeliharaan GI
300 1 X1 - X2 Y1 - Y2 Z1 - Z2 Pemeliharaan dibagi menjadi beberapa metode
MITSUBISHI ELECTRIC CORP sebagai berikut :
JAPAN
Nomor Seri : Fasa R . 309406 a. Pemeliharaan preventive ( Time base
Fasa S . 310086 maintenance )
Fasa T . 310085
Pemeliharaan preventive adalah kegiatan
pemeliharaan yang dilaksanakan untuk mencegah
Gambar 14 Name Plate Transformator Arus Pandean terjadinya kerusakan secara tiba-tiba dan untuk
Lamper I mempertahankan unjuk kerja peralatan yang
optimum sesuai umur teknisnya.
5

6. b. Pemeliharaan Prediktif ( Conditional Pemeliharaan 1 Tahunan Trafo Arus ( CT )
Bay : Pandean Lamper I Merk : MITSUBISHI Ratio : 600 / 1A
maintenance ) Lokasi : GI 150 kV Srondol Type : PC – 14S No. Serie : Fasa R : 309406
Fasa S : 310086
Pemeliharaan prediktif adalah pemeliharaan Fasa T : 310085
yang dilakukan dengan cara memprediksi kondisi Tabel 3 Pemeliharaan 1 Tahunan
suatu peralatan listrik, apakah dan kapan No Peralatan yang Kondisi Kondisi
diperiksa awal akhir
kemungkinannya peralatan listrik tersebut menuju 1 Pentanahan ( Grounding)
a. Kawat Pentanahan Baik Baik
kegagalan. b. Terminal Pentanahan Baik Baik
2. Lemari / Box Terminal
a. Kebersihan Kotor Bersih
c. Pemeliharaan korektif ( Corective b. Kemasukan Air Tidak Tidak
maintenance ) 3. Body dan Bushing
a. Kebersihan Kencang Kencang
Pemeliharaan korektif adalah pemeliharaan b. Bagian Bodi yang Kencang Kencang
Lecet, Berkarat
yang dilakukan secara terencana ketika peralatan
listrik mengalami kelainan atau unjuk kerja 4. Kekencangan Baut
a. Terminal Utama Kencang Kencang
b. Pentanahan Kencang Kencang
rendah pada saat menjalankan fungsinya dengan c. Baut-baut wiring pada Kencang Kencang
terminal box
tujuan untuk mengembalikan pada kondisi 5. Minyak Isolasi / Gas
a. Kebocoran Normal Normal
semula disertai perbaikan dan penyempurnaan 6. Isolasi
a. Tahanan Isolasi Normal Normal
instalasi. 7. Rasio Normal Normal
8. Pondasi
a. Keretakan Tidak ada Tidak ada
b. Kemiringan Tidak ada Tidak ada
d. Pemeliharaan darurat ( Breakdown
maintenance )
Pemeliharaan darurat adalah pemeliharaan Hasil Ukur Tahanan Isolasi
yang dilakukan setelah terjadi kerusakan
mendadak yang waktunya tidak tertentu dan Tabel 4 Hasil Ukur Tahanan Isolasi
Titik Ukur Fasa : R Fasa : S Fasa : T
sifatnya terurai. Primer - Ground 47100MΩ 63300MΩ 56000 MΩ
Sekunder – Ground >2000MΩ >2000MΩ >2000 MΩ
Primer – Sekunder >2000MΩ >2000MΩ >2000 MΩ
4.3 Pemeliharaan Trafo Arus ( CT ) Sekunder - Sekunder >1000MΩ >1000MΩ >1000 MΩ
Pemeriksaan Visual
Pemeriksaan visual adalah pemeriksaan Sedangkan perbandingan menurut teori yaitu :
konstruksi dari pada trafo, yang mencakup : Antara lilitan primer – ground
Pencatatan papan nama R ≥ 25000 MΩ dengan range alat ukur ≥
Tangki dan radiator 5000 V
Panel Trafo Antara lilitan Sekunder – ground
Pentanahan
R ≥ 500 MΩ dengan range alat ukur 1000 V
Termometer Antara lilitan primer – sekunder
Pengunci terhadap pondasi
R ≥ 500 MΩ dengan range alat ukur 1000 V
isolator / bushing
Antara lilitan sekunder - sekunder
R ≥ 500 MΩ dengan range alat ukur 500 V
Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa
transformator arus masih layak untuk digunakan
dikarenakan trafo arus masih dalam keadaan baik
Hasil ukur Tahanan Pentanahan
Tabel 5 Hasil Ukur Tahanan Pentanahan
Titik Ukur Fasa : R Fasa : S Fasa : T
Kawat Pentanahan 0.13 Ω 0.13 Ω 0.13Ω
Standart yang baik untuk pentanahan yaitu ≤ 1Ω.
Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa
pentanahan pada transformator arus masih baik.
6

7. V. PENUTUP BIODATA PENULIS
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat kami ambil dari kerja ISNA JOKO PRAKOSO
praktek yang kami laksanakan di GI 150 kV Lahir di kota Semarang pada
Srondol PT PLN (Persero) P3B JB Region Jawa tanggal 10 Juni 1987. Penulis
Tengah dan DIY UPT Semarang sebagai berikut : mengawali pendidikannya di
1. Dari hasil perhitungan dan analisa pada trafo bangku SD Pedurungan Tengah
arus GI 150 kV Srondol, bahwa kelas 02-03 Semarang selama 6
ketelitian transformator arus adalah 1,0 dan Tahun. Setelah itu melanjutkan
hasil ini dapat dikatakan trafo mempunyai ke SLTP N 2 Semarang. Tahun
ketelitian yang baik. berikutnya melanjutkan di SMK
2. Ratio / hubungan dari trafo arus gardu induk N 7 Semarang. Dan sekarang penulis masih
150 kV srondol menggunakan 4 (empat) melanjutkan studi di Fakultas Teknik Elektro
lilitan primer dan sebuah lilitan sekunder Universitas Diponegoro dan mengambil
dengan ratio 1200 – 900 – 600 - 300 A / 1 A. konsentrasi Teknik Tenaga Listrik.
3. Arus yang bekerja pada trafo harus dibawah .
dari Inominal trafo arus dikarenakan itu Semarang, Mei 2010
merupakan titik yang aman untuk suatu
peralatan tegangan tinggi.
Mengetahui,
5.2 Saran Dosen Pembimbing
1. Pengujian minyak trafo dilakukan secara
rutin dan terjadwal agar trafo arus bekerja
sesuai dengan fungsinya dalam keadaaan
operasi.
2. Fasilitas belajar dipertahankan dan perlu Susatyo Handoko, ST. MT
adanya fasilitas pendukung seperti : buku- NIP. 19730526 200012 1 001
buku, laboratorium, dan komputer di GI 150
kV Srondol.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Agus Cahyono, Tri, 2008, LASO (Less
Attended Substation Operation), PT PLN
(Persero) Penyaluran dan Pusat Pengatur
Beban Jawa Bali Region Jawa Tengah dan
DIY.
[2] Team O & M Transmisi dan Gardu Induk
PLN Pembangkitan Jawa Barat dan Jakarta
Raya, 1981, Operasi dan Memelihara
Peralatan, PLN Pembangkitan Jawa Barat
Dan Jakarta Raya.
[3] Tim Pelatihan Operator Gardu Induk, 2002,
Pengantar Teknik Tenaga Listrik, PT PLN
(Persero).
[4] Tim Program Pendidikan Diploma Satu (D1)
Bidang Operasi dan Pemeliharaan Gardu
Induk, 2008, Pemeliharaan Peralatan GI /
GITET , PT PLN (Persero) Jasa Pendidikan
dan Pelatihan.
7