Learn and Share your Electrical-Power Knowledge

Dissolved Gas Analysis (DGA) oli Trafo

Salam Power,

Metode evaluasi oli trafo yang terkini adalah menggunakan metode Dissolved Gas Analysis (DGA). Metode DGA ini didasari pada kandungan gas yang ada pada oli karena adanya aktifitas panas dan reaksi kimia yang didalam oil tersebut. Sebenarnya gas-gas tersebut juga bisa berasal dari atmosfer, dekomposisi dari material-material lain yang didalam oli dan belitan trafo. Dari data gas tersebut kita dapat memprediksi apa yang terjadi di dalam oil dan pada belitan/winding trafo atau bahkan memperkirakan kegagalan/fault yang sedang terjadi. Gas-Gas yang akan dianalisis dalam DGA adalah sebagai berikut:

  1. Hydrogen (H2)
  2. Acetylene (C2 H2)
  3. Methane (CH4)
  4. Ethene (C2H4)
  5. Ethane (C2H6)
  6. Carbon monoxide (CO)
  7. Carbon dioxide (CO2)
  8. Nitrogen (N2)
  9. Oxygen (O2)

Beberapa sifat umum gas di atas terkait dengan aktifitas/fault yang terjadi di oil adalah sebagai berikut:

  1. Hydrogen (H2); dihasilkan dari proses arcing (loncatan bunga api) dan Partial Discharge. Untuk bahasan mengenai Partial Discharge akan dituangkan di artikel terpisah
  2. Acetylene (C2 H2); dihasilkan dari proses arcing
  3. Methane (CH4); dihasilkan oleh reaksi dengan temperature tinggi. Terbentuknya mulai dari temperature 150 deg C.
  4. Ethene (C2H4); dihasilkan oleh temperature yang lebih tinggi ( >300 deg C)
  5. Ethane (C2H6); dihasilkan oleh temperature yang lebih tinggi ( >300 deg C)
  6. Carbon monoxide (CO); dihasilkan dari oksidasi cellulose dari insulasi belitan trafo
  7. Carbon dioxide (CO2); dihasilkan dari oksidasi cellulose dari insulasi belitan trafo dan juga bisa dari atmosfer.
  8. Nitrogen (N2) dan Oxygen (O2); beberapa penelitian masih mengaitkan dengan adanya kemungkinan terjadinya korosi/oksidasi dari belitan. Namun, dalam hal analisis DGA, gas ini tidak digunakan. Pembahasan akan dilakukan lebih lanjut.

Secara umum, salah satu rujukan untuk menentukan tingkat/level DGA pada main trafo adalah standard IEEE C57. 104 yang membagi 4 level untuk setiap kandungan DGA yang ada. Seperti ditunjukkan pada table berikut:

IEEE C57.104 table

Namun, beberapa pendekatan analisis yang dapat digunakan untuk menganalisis DGA adalah antara lain sebagai berikut:

  1. The Stenestam Ratio; Ini adalah metode untuk menggambarkan ratio antara gas yang berasal dari thermal fault terhadap gas arcing. Di rumuskan sebagai berikut:

Interpretasi dari ratio tersebut digambarkan pada hasil berikut:

        < 0.5 Tidak ada gejala Overheating
       0.5 – 5 Lakukan pengulangan pengambilan sampel oli
0.5   – 1: Sample interval 3-6 bulan
1 – 3   :  interval 1 – 3 bulan
3 – 5   : interval 1 bulan
         > 5 Terjadi Overheating
  1. Dornenburg Ratio; Rasio ini menggunakan perbandingan antara beberapa gas yang didefinisikan oleh R1, R2, R3, dan R4. Seperti table di bawah:

                    Untuk set point rasio-rasio di atas  adalah merujuk pada tabel dibawah:

dimana interpretasi yang lain mengikuti diagram alir dibawah:

The Dornenburg Flow Chart

  1. Rogers Ratio; Selain Dornenburg Ratio, Rogers Ratio juga menggunakan perbandingan gas dengan definisi sebagai berikut:

Sedangkan diagram alir untuk menentukan interpretasi dari perbandingan tersebut adalah sebagai berikut:

Interpretasinya adalah sebagai berikut:

  1. The Key Gas Ratio; adalah analisis sederhana dari kandungan relative masing-masing gas.
  2. Principle Gas; Mirip dengan Key Gas Ratio, rasio dari principle gas ini menggunakan data distribusi dari gas-gas DGA. Yang digambarkan sebagai berikut:

 

  1. Duval Triangle; metode ini sangat terkenal untuk dipakai sebagai analisis. Bahkan Duval sendiri mengeluarkan beberapa bentuk triangle untuk kebutuhan spesifik trafo bahkan untuk OLTC. Berikut adalah Duval Triangle secara umum.

Sekarang di website telah mengeluarkan metode analisis yang lebih cepat didapatkan tanpa menghitung satu-persatu. MR telah mengeluarkan sejenis kalkulator DGA untuk melihat apa rekomendasi dari analisis tersebut. Silakan kunjungi link berikut: http://www.reinhausen.com/desktopdefault.aspx/tabid-1830/2620_read-7521/

Semoga Bermanfaat,

Referensi:

  1. ABB Document “Dissolved Gas Analysis in on load tap changer oil” 21 June 2004. IZSC000498-AAA en
  2. DOBLE Paper” Load Tap Changer Diagnostics Using Oil Tests – A Key to condition based Maintenance ” Paul J. Grifin and Lance R. Lewand. Doble Engineering Company.2005
  3. Paper; A Nomograph for Intepretation of LTC-DGA Data. Fredi Jakob, Karl Jakob, Simons Jones. Rick Youngblood, Cinergy. NETA WORLD 2011
  4. Paper; A Guide to Transformer Oil Analysis”. I.A>R Gray Transformer Chemistry Services
  5. “Dissolved Gas Analysis as a Diagnostic Tools for early Detection of Transformer Faults”. Sherif S.M Ghoneim. Www. Worldsciencepublisher.org
  6. Paper; “Dissolved gas Analysis of Mineral Oil Insulating Fluids. Joseph B. DiGiorgio. NTT
  7. A guide to Transformer Analysis IAR Gray
  8. Aging of Paper – Furan Analysis. Analytical Services Incorporated
  9. Transformer Diagnostic vol 3-31 US Breaue of Reclamation
  10. MR OLTC Inspection Instructions
«
»

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *