Sistem tenaga listrik terdiri dari stasiun pembangkit, jaringan transmisi dan
jaringan distribusi. Energi listrik dihasilkan melalui konversi energi oleh generator
di stasiun pembangkit. Generator menghasilkan energi listrik bertegangan 6-20kV.
Energi listrik tersebut dialirkan ke jaringan transmisi dengan tegangan 150-500kV.
Ketika energi listrik tiba di Gardu Induk (GI), tegangan diturunkan menjadi 20kV
dan dialirkan ke jaringan distribusi. Kemudian Gardu Distribusi (GD) pada jaringan
distribusi menurunkan tegangan menjadi 220V/380V untuk disalurkan ke
pelanggan rumah tangga dan industri. Proses penaikan dan penurunan tegangan di
Gardu Induk dan Gardu Distribusi dilakukan guna mengurangi rugi-rugi akibat
panas (heat loss). Penaikan dan penurunan tegangan dilakukan oleh transformator
(Zuhal, 2000).
Oleh karena itu, transformator merupakan elemen penting dalam sistem
penyaluran energi listrik. Transformator harus selalu berada dalam kondisi baik
untuk menjaga keandalan dan kualitas distribusi energi listrik. Kondisi
transformator yang tidak normal dapat menyebabkan kegagalan sistem distribusi
energi listrik. Untuk menjaga kondisi tranformator, dibutuhkan upaya pemeliharaan
transformator. Saat ini, pemeliharaan transformator masih dilakukan secara manual
oleh petugas lapangan. Pemeliharaan berupa pemantauan dan pengukuran
parameter-parameter kondisi transformator. Pemeliharaan dilakukan secara berkala
berdasarkan jadwal sehingga kondisi transformator tidak dapat dipantau dalam
rentang waktu yang singkat. Akibatnya, gangguan pada transformator tidak dapat
diketahui sejak dini.
Gangguan pada transformator dapat berupa arus lebih dan jatuh tegangan.
Gangguan dapat diketahui melalui kenaikan suhu transformator. Transformator
yang mengalami gangguan harus mendapat penanganan manual dari petugas. Jika
gangguan pada transformator tidak segera ditangani maka dapat menyebabkan
gangguan lebih luas pada sistem tenaga listrik dan mengancam ketersediaan energi
listrik bagi pelanggan industri dan rumah tangga. Oleh karena itu, gangguan pada transformator harus diketahui sejak dini. Berdasarkan permasalahan yang
diuraikan, maka disusun suatu penelitian tentang perancangan sistem waktu-nyata
(real-time) monitoring transformator distribusi. Sistem monitoring ini terdiri dari
sensor, aktuator dan piranti antarmuka. Sensor berfungsi melakukan pengukuran
dan pengambilan data kondisi transformator. Data yang diukur dan dipantau untuk
mengetahui kondisi transformator adalah arus, tegangan serta suhu transformator.
Sedangkan piranti antarmuka berfungsi menampilkan data hasil pengukuran sensor
kepada pengguna,
Sistem monitoring dirancang bekerja secara waktu-nyata (real-time).
Sistem monitoring waktu-nyata (real-time) adalah sistem terbenam (embedded
system) yang bekerja terus-menerus secara otomatis. monitoring waktu-nyata (real-
time) mampu bekerja tanpa instruksi dari operator. Selain melakukan pengukuran
terhadap perubahan kondisi transformator secara berkala, monitoring waktu-nyata
(real-time) harus mampu mengetahui terjadinya gangguan pada transformator dan
melakukan aksi berupa pengiriman pesan peringatan kepada operator (Noack,
2011).Pengiriman data pada monitoring waktu-nyata (real-time) dilakukan secara
daring (online) dengan berbasis internet (Internet of Things). Sistem berbasis
internet (Internet of Things) adalah sebuah sistem dengan kondisi sensor dan
aktuator saling terhubung melalui jaringan internet. Sistem ini mampu memantau
kondisi objek serta melakukan penanganan aksi terhadap objek dan mesin yang
saling terhubung (McKinsey, 2015). Sensor-sensor dalam sistem monitoring
transformator akan terhubung dengan piranti antar-muka berupa komputer atau
telepon cerdas (smartphone) melalui jaringan internet.
Penggunaan konsep sistem berbasis internet (Internet of Things) pada sistem
monitoring waktu-nyata (real-time) yang dirancang memiliki beberapa kelebihan,
yaitu informasi kondisi transformator dapat diakses oleh pengguna melalui situs
web dari jarak jauh. Penggunaan konsep sistem berbasis internet (Internet of
Things) juga mengurangi pengeluaran untuk biaya operasional pemantauan
transformator secara manual oleh operator. Selain itu, penggunaan basis data pada
sistem berbasis internet (Internet of Things) memungkinkan data hasil pengukuran
sensor disimpan untuk kebutuhan analisis. Meskipun memiliki beberapa kelebihan,
penggunaan konsep sistem berbasis internet (Internet of Things) juga memiliki kekurangan, yaitu biaya (cost) untuk melakukan perancangan sistem tidak murah.
Kekurangan lainnya, operator membutuhkan ketersediaan jaringan internet untuk
mengakses situs web. Perancangan sistem dalam penelitian ini berdasarkan uraian
konsep sistem waktu-nyata (real-time) dan sistem berbasis internet (Internet of
Things). Sistem terdiri dari sensor, Arduino Nano, modul WiFi ESP8266, peladen
(server) dan piranti antarmuka. Sensor yang terpasang pada transformator berfungsi
melakukan pengukuran kondisi transformator.
Data kondisi transformator yang diukur adalah arus, tegangan serta suhu
transformator. Kemudian, data hasil pengukuran sensor akan dikirim oleh modul
WiFi ESP8266 ke situs web melalui jaringan internet. Situs web akan menerima
data dan menyimpan data tersebut. Data yang tersimpan di situs web dapat diakses
untuk ditampilkan melalui piranti antarmuka. Sistem monitoring transformator ini
menggunakan piranti antarmuka berupa LCD (Liquid Crystal Display) dan situs
web. Selain menampilkan data kondisi transformator secara waktu-nyata (real-
time). Sistem ini dirancang memiliki kemampuan untuk mengidentifikasi gangguan
pada transformator dan mengirimkan pesan peringatan kepada operator. Hasil
perancangan sistem monitoring transformator dari penelitian ini diharapkan dapat
mempermudah pemeliharaan transformator. Petugas dapat melakukan pemantauan
kondisi transformator melalui tampilan situs web dari jarak jauh. Pemeliharaan
transformator secara manual oleh petugas dilakukan berdasarkan informasi dari
tampilan situs web. Selain itu, sistem monitoring transformator ini diharapkan
mampu memberikan peringatan dini gangguan transformator sehingga penanganan
oleh petugas dapat segera dilakukan. Dengan demikian, sistem monitoring
transfrmator ini dapat meningkatkan kualitas sistem tenaga listrik.