Pondasi Transformer

Vibrasi yang dihasilkan transformer sangat sangat kecil dan tidak diperhitungkan (diabaikan) dalam memberikan efek dinamis terhadap pondasi. Vibrasi, jika tipe transformer menggunakan oli sebagai pendingin, terjadi karena efek gerakan oli tersebut. Sama sekali tidak signifikan. Justru suara mendengung yang memberikan efek terhadap ketidaknyaman pendengaran, yang tidak ada kaitannya dengan ketahanan pondasi.

Tanya - Heru Nugraha

Dear Milister,

Saya ada pertanyaan:

1. Adakah rekan yang pernah melakukan dynamic analysis untuk pondasi transformer. Jika ada mungkin bisa sharing informasi.

2. Apakah vendor bisa memberikan informasi tentang frequency serta dynamic loads dari transformer.

 

Biasanya aku tidak pernah menggolongkan pondasi transformer ke dalam kelompok dynamic foundation. Tapi kali ini client meminta check dynamic load due to transformer vibration. Sebagai informasi transformer berat 4 ton, 1000 kVa. Masukan dari rekan-rekan akan sangat membantu. Terimakasih.

Tanggapan 1 - Thomas Yanuar P

Mas Heru,

 

Vibrasi yang dihasilkan transformer sangat sangat kecil dan tidak diperhitungkan (diabaikan) dalam memberikan efek dinamis terhadap pondasi. Vibrasi, jika tipe transformer menggunakan oli sebagai pendingin, terjadi karena efek gerakan oli tersebut. Sama sekali tidak signifikan. Justru suara mendengung yang memberikan efek terhadap ketidaknyaman pendengaran, yang tidak ada kaitannya dengan ketahanan pondasi.

Karenanya, setahu saya rata-rata vendor transformer tidak memiliki data beban dinamis alat tersebut.

Saya pribadi pun, baik dalam mendesain dan atau me-review hasil desain pondasi transformer dari berbagai proyek migas dan power plant, tidak pernah memasukkan efek vibrasi kedalam perhitungan teknis pondasi, karena memang tidak perlu.

Sepertinya client anda perlu diberi pencerahan dengan bahasa yang mudah dimengerti karena jangan-jangan client anda sendiri tidak mengerti apa itu pengertian dynamic load dalam kaitannya dengan transformer yang akan dipasang. Tidak semua permintaan client harus dikabulkan tetapi anda sebagai desainer bisa memberikan pengertian kepada client terhadap apa yang anda desain supaya client anda merasa aman dengan desain anda tersebut. Transformer boleh dikata adalah stationary equipment.

 

Tanggapan 2 - Badaruddin

Pak Yanuar, kalau tidak salah frekuensi dari suara dengungan tersebut adalah 50 hrzt, apakah akan ada efek resonansi kalau pondasi tersebut memiliki fn sekitar 50 hrz (walaupun hampir dipastikan fn dari block pondasi untuk 1st mode dan 2nd mode dibawah 50 hrzt), hanya ingin membuka wacana diskusi vibrasi struktur.

Tanggapan 3 - Thomas Yanuar P.

Halo Pak Badar,

 

Memang rata-rata frekwensi peralatan kelistrikan disetel pada 50 Herzt. Patokan angka tersebut merupaka kesepakatan internasional. Saya pernah membaca referensi tentang mengapa harus berada pada rentang 50 Herzt, tetapi mohon maaf saya saya tidak ingat lagi judul referensi tersebut, kalau tidak salah sekitar tahun 1995 saya membacanya.

Sejauh yang saya tahu, efek resonansi 50 Herzt tersebut aman, dengan kata lain, tidak memberikan efek resonansi terhadap material penyusun pondasi, terutamanya beton. Sehingga kekhawatiran terhadap semua bentuk displacement pada pondasi dapat dikesampingkan. Yuuk, silahkan dilanjut diskusi ini. Terima kasih.

  Tanggapan 4 - Dirman Artib

Pak sebelum meninggalkan gurun Nimr - Oman, saya sedang memulai pekerjaan bumi (Earth Work) untuk fondasi seberat 67 Te. Seperti biasa, sebelum konstruksi dimulai, saya akan review semua engineering information beyond AFC Drawings, memang tidak ada tersedia dynamic analysis, tapi saya tidak mengajukan inquiry kepada design group kenapa tak ada informasi tsb., dgn asumsi bahwa deliverable needs sudah di-review sebelum memulai pekerjaan design/engineering, termasuk keperluan dynamic analysis. Padahal wind load di gurun cenderung lebih besar drpd di tempat kita.

Tanggapan 5 - Dirman Artib

Pak Badar,

Darimana anda tahu Frequency dengungan adalah 50 Hz? Diukur pakai apa? Kalau frequency 50 Hz tentu tak akan terdengar oleh kuping manusia, ingatkah pelajaran SMP tentang frequency yg dapat ditangkap kuping kita?

Saya rasa 50 Hz adalah frequency sinusoidal electrical energy sumber listrik.

Btw.

Sewaktu di Qatar, pernah saya alami juga concrete structure yg dikhwatirkan oleh client vibrasinya. Client called a Japanese Consultant for measuring and analysing that matter, however the conclusion is still okay, but again client need something untuk mengurangi amplitudo

Tanggapan 6 - Badaruddin

Pak Dirman, kalau ngobrol dengan electrical mereka mengatakan trafo tersebut punya frekuensi sinusoidal 50 hrz, sehingga saya asumsikan itu frekuesi dengungan dan mungkin ini keliru.

Terlepas dari itu, pertanyaannya adalah apakah akan ada resonansi jika trafo tersebut diletakan pada wadah atau pondasi yang punya fn 50 hrzt? Karena seperti perkataan uda dirman trafo punya frequency sinusoidal electrical energy sumber listrik.

Tanggapan 7 - Dirman Artib

Pak Badar,

Rekan berpengalaman spt Pak Yanuar harus di-consider. Tak perlu kembali lagi kepada buku teks, kecuali jika ingin belajar scientific dan principles nya, maka Bapak terpaksa buka buku teks Getaran lagi, yg matematikanya sampai saya tamat-pun tahun 1995 kurang saya mengerti, apalagi saya lulus Matematika Tansformasi Laplace pas-pasan "C".

Tanggapan 8 - AsliBeno

Ikut urun rembug,

mungkin saya lebih fokus ke trafo nya sendiri

Lingkup vibrasi trafo sendiri sebenarnya bersumber dari main tank, auxiliary trafo dan pompa pendingin minyak oli.

Vibrasi trafo lebih cenderung sebagai tool untuk mendeteksi fault yg terjadii pada trafo itu sendiri, seperti vibrasi core/inti besi trafo, loose winding, permasalahan pada kekencangan baut pengikat bushing, sirip trafo.

Lebih baik jika pengukuran vibrasi trafo punya baseline dari pabrikan, normalnya trafo yg baik memiliki 2 kali frekuensi jaringan listrik (2 x 50 hz = 100 hz)  dan juga muncul sebagai kelipatan dari 2 kali frekuensi garis, yaitu 4 kali 50 (200 Hz), 6 kali 50 (300 Hz), dll dengan rentang amplitudo 0.5 - 0.1 inchi per detik (ips).

Kalo punya dokumen "Proceedings: Substation Equipment Diagnostics, Conference IX, EPRI" disana dibahas lebih lanjut.

Silahkan jika dibandingkan dengan konstruksi sipil yang bagi saya sangat awam sekali, apakah dengan rentang tersebut masih aman terhadap pondasi.

Tanggapan 9 - Thomas Yanuar P.

Mas Beno yang bener-bener asli :),

 

Menarik bagi saya jika 1 transformer mempunyai 2 kali frekwensi hingga 6 kali. Dengan sekian banyaknya rentang frekwensi tersebut bukankah menghasilkan gelombang sinusoidal yang bervariasi yang pada gilirannya bisa berefek terjadinya vibrasi yang tidak dikehendaki? Selain vibrasi, kemungkinan besar bisa berakibat kenaikan temperatur transformer di luar rencana.

Dalam kapasitas pondasi beton, seperti yang saya tulis dalam menanggapi postingan mas Heru, meskipun terjadi vibrasi pada transformer, efek vibrasi tidaklah signifikan untuk dipertimbangkan dalam menghitung kapasitas pondasi beton. Dengan kata lain, pondasi bisa menyerap vibrasi transformer yang disangga tanpa kekhawatiran terjadi displacement seperti perputaran, penurunan dan lain sebagainya akibat eksitasi.

 

Sedikit tambahan terhadap postingan saya tadi tentang nilai frekwensi. Nilai frekwensi 50 Herzt berlaku di Eropa dan di negara kita, sedangkan rata-rata Middle East dan US memakai nilai 60 Herzt. Yang menarik di Jepang adalah, Jepang menganut 2 frekwensi, yaitu nilai 50 Herzt untuk wilayah timur (Tokyo dan sekitarnya) dan 60 Herzt untuk wilayah barat (Osaka dan sekitarnya).

  Tanggapan 10 - Cecep

Dear All,

Saya setuju dengan pernyataan Pak Thomas Yanuar.

Terima Kasih,

Tanggapan 11 - Thomas Yanuar P.

Dynamic analysis yang wajib dilakukan terhadap pondasi jika pondasi tersebut sebagai wadah terhadap peralatan/equipment yang mengeluarkan getaran/vibrasi yang cukup signifikan terhadap kekokohan dan kedudukan pondasi. Untuk itu, perlu ditelaah lebih lajnut apakah peralatan tersebut  mengeluarkan efek getaran dinamis yang cukup signifikan. Ada patokan angka tertentu yang bisa dianut desainer pondasi untuk melakukan telaah analisa dinamis. Jikapu ternyata vendor tidak mengeluarkan data beban dinamis, secara umum patokan berikut ini dapat dipertimbangkan:

 

a.Struktur pendukung atau pondasi untuk RE CENTRIFUGAL yang mengeluarkan output KURANG dari 500 HP (horse power), maka berat pondasi didesain tidak boleh kurang dari 3 (tiga) kali dari berat RE secara keseluruhan. Terkecuali jika ada pemberitahuan lain dari pabrik pembuatnya. b.Sedangkan untuk RE RECIPROCATING yang mengeluarkan output KURANG dari 200 HP, maka berat pondasi didesain tidak boleh kurang dari 5 (lima) kali dari berat RE secara keseluruhan. Terkecuali jika ada pemberitahuan lain dari pabrik pembuatnya. Berkenaan dengan asumsi wind load, wind load tidak dipertimbangkan memberikan efek getaran yang dapat diperhitungkan terhadap pondasi dalam suatu plant. Beban angin dimanifestasikan sebagai beban statis dan sudah dimasukkan kedalam perhitungan struktur sesuai Code/Standard yang dianut. Di Middle East, tekanan beban angin diperhitungkan hingga kecepatan 150 km/jam (42 m/detik).

 

Bisa saja beban angin dipertimbangkan sebagai beban dinamis jikalau peralatan tersebut adalah generator pembangkit dari konstruksi wind farm. Beban angin ditransformasikan terhadap gerakan baling baling yang kemudian dihitung sebagai beban dinamis.

Tapi kan plant uda Dirman tidak sedang membangun wind farm kan? Iya apa iya?

  Tanggapan 12 - Apriadi Bunga

Pak Thomas,

 

Sedikit keluar dari topik, menyangkut beban angin  apakah ada referensi dalam bahasa Indonesia ? khususnya vibrasi akibat vortex.

  Tanggapan 13 - Thomas Yanuar P.

Hallo Mas Apriadi,

 

Mohon maaf saya tidak mempunyai informasi apakah ada referensi getaran akibat vortex dalam kaitannya dengan beban angin pada suatu struktur. Untuk mendesain struktur, baik itu struktur baja, beton di suatu plant onshore/offshore maupun pada high rise building diperkotaan, wind load diasumsikan terjadi pada bidang struktur secara berlawanan dan tegak lurus arah angin. Khusus pada atap, dapat pula ditambahkan tekanan hisapan angin (tergantung dari sudut atap). Nah, dalam mendapatkan nilai tekanan akibat beban angin, pertimbangan terjadinya getaran akibat vortex sebagai parameter desain tidaklah dimasukkan. Mungkin ada rekan lain yang memiliki informasi seperti yang ditanyakan mas Apriadi?

  Tanggapan 14 - James Oetomo

Dear Pak Heru,

Analisis dinamik hanya diperlukan bila dikhawatirkan frekuensi dinamik pembebanan beresonansi dengan frekuensi alami dari struktur. Menurut saya ini bukanlah masalah besar atau kecilnya frekuensi pembebanan, namun lebih kepada kemungkinan terjadinya resonansi. Misalnya frekuensi rendah seperti pada kasus bapak, itu dapat memberikan pengaruh dinamik pada struktur2 yang fleksibel.

Kalau pada kasus bapakk sederhana saja, kalau memang harus dibuktikan, modelkan/hitung frekuensi alami dari solid struktur pondasi dan cari besaran frekuensi alaminya. Kemudian tunjukkan bahwa frekuensi alami pembebanan jauh nilainya dibandingkan frekuensi pembebanan dari mesin.

Atau cara kedua cukup buktikan bahwa massa struktur memenuhi seperti yang apa yang ada di posting Pak Yanuar diatas, itu tujuannya juga sama, memastikan bahwa struktur tidak beresonansi akibat adanya beban. Hanya saja hati2, ini hanya rule of thumb, karena disitu tidak diperhitungkan efek kekakuan, jadi kalau bentuk pondasinya agak aneh2, atau bahkan mesinnya ada diatas pier, ya harus cek n ricek. Kalau tidak salah itu referensi dari buku Suresh Arya (CMIIW).

Tanggapan 15 - Hananto

Mas Heru, dynamic load tdk selalu harus dianalysis dengan dynamic analysis, tetapi bisa pula static analysis. jarang dan bahkan tdk pernah ada pondasi trafo dianalysis dengan dynamic analysis, karena bisa dibilang vibrasinya sangat sangat kecil dan bahkan bisa diabaikan.