"TRANSFORMATOR/TRAFO Tenaga listrik "
Klasifikasi
Transformator menurut Tegangan !
Jenis-jenis
Transformator
- Jenis transformator berdasarkan
fungsinya- Trafo step-up- Trafo step-down
- Jenis transformator berdasarkan
perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder-
Trafo step-up- Trafo step-down
- Jenis transformator catu daya-
Trafo engkel- Trafo CT
- Jenis tranformator berdasarkan
inti- Trafo tipe shell- Trafo tipe inti
- Transformator berdasarkan
kegunaan- Trafo tenaga- Ototransformator
- Jenis transformator berdasarkan
jenis fasa tegangan- Trafo satu fasa- Trafo tiga fasa
Konstruksi serta
fungsi pada Trafo 3 Phase
Transformator
tiga Phase
Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan
secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara
bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ).
1. Bagian utama transformator, terdiri dari:
a) Inti besi
Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh
arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan
besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi
besi) yang ditimbulkan oleh arus pusar atau arus eddy (eddy current).
b) Kumparan transformator
Beberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan kumparan
tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan
lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan
lain-lain.
Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika
kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada
kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan, bila
pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka mengalir arus
pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini berfungsi sebagai alat
transformasi tegangan dan arus.
c) Kumparan tertier
Fungsi kumparan tertier diperlukan adalah untuk memperoleh tegangan
tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut,
kumparan tertier selalu dihubungkan delta atau segitiga. Kumparan
tertier sering digunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu seperti
kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun
demikian tidak semua transformator daya melpunyai kumparan tertier.
d) Minyak transformator
Sebagian besar dari transformator tenaga memiliki kumparan-kumparan yang
intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada
transformator-transformator tenaga yang berkapasitas besar, karena
minyak transformator mempunyai sifat
sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi pula
sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga
berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.
Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu:
• kekuatan isolasi tinggi
• penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat
• viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki kemampuan pendinginan menjadi lebih baik
• titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat menimbulkan baha
• tidak merusak bahan isolasi padat
• sifat kimia yang stabil
e) Bushing
Hubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah
bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang
sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan
tangki transformator.
f) Tangki dan konservator
Pada umumnya bagian-bagian dari transformator yang
terendam minyak transformator berada atau (ditempatkan) di dalam tangki.
Untuk menampung pemuaian pada minyak transformator, pada tangki
dilengkapi dengan sebuah konservator.
Terdapat beberapa jenis tangki, diantaranya adalah:
• Jenis sirip (tank corrugated) Badan tangki terbuat dari pelat baja
bercanai dingin yang menjalani penekukan, pemotongan dan proses
pengelasan otomatis, untuk membentuk badan tangki bersirip dengan
siripnya berfungsi sebagai radiator pendingin dan alat bernapas pada
saat yang sama. Tutup dan dasar tangki terbuat dari plat baja bercanai
panas yang kemudian dilas sambung kepada badan tangki bersirip membentuk
tangki corrugated ini. Umumnya transformator di bawah 4000 kVA dibuat
dengan bentuk tangki corrugated.
• Jenis tangki Conventional Beradiator, Jenis tangki terdiri dar
badan tangki dan tutup yang terbuat dari mild steel plate (plat baja
bercanai panas) ditekuk dan dilas untuk dibangun sesuai dimensi yang
diinginkan, sedang radiator jenis panel terbuat dari pelat baja bercanai
dingin (cold rolled steel sheets). Transformator ini umumnya dilengkapi
dengan konservator dan digunakan untuk 25.000,00 kVA
• Hermatically Sealed Tank With N2 Cushined, Tipe tangki ini sama
dengan jenis conventional tetapi di atas permukaan minyak terdapat gas
nitrogen untuk mencegah kontak antara minyak dengan udara luar
2. Peralatan Bantu
a) Pendingin
Pada inti
besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan
rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang
berlebihan, akan merusak isolasi transformator, maka untuk mengurangi adanya
kenaikan suhu yang berlebihan tersebut pada transformator perlu juga dilengkapi
dengan sistem pendingin yang bergungsi untuk menyalurkan panas keluar
transformator. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupa
udara, gas, minyak dan air.
Sistem
pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara:
• Alamiah (natural)
• Tekanan/paksaan (forced).
b) Tap Changer (perubah tap)
Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk mendapatkan
tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringan/primer
yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban
(on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), dan tergantung jenisnya.
c) Alat
pernapasan
Karena adanya pengaruh naik turunnya beban transformator maupun suhu udara
luar, maka suhu minyak akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu
minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak
keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut
maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut
pernapasan transformator. Permukaan minyak transformator akan selalu
bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus pada
minyak transformator, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa
penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroscopis.
d) Indikator
Untuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indicator
yang dipasang pada transformator. Indikator tersebut adalah sebagai berikut:
• indikator suhu minyak
• indikator permukaan minyak
• indikator sistem pendingin
• indikator kedudukan tap, dan sebagainya.
3. Peralatan Proteksi
a) Relay
Bucholz
Relay Bucholz adalah relai yang berfungsi mendeteksi dan mengamankan terhadap
gangguan transformator yang menimbulkan gas.
Timbulnya
gas dapat diakibatkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah:
• Hubung singkat antar lilitan pada atau dalam phasa
• Hubung singkat antar phasa
• Hubung singkat antar phasa ke tanah
• Busur api listrik antar laminasi
• Busur api listrik karena kontak yang kurang baik.
b) Relai
Tekanan Lebih
Relai ini berfungsi hampir sama seperti Relay Bucholz. Fungsinya adalah
mengamankan terhadap gangguan di dalam transformator. Bedanya relai ini hanya
bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan
pemutus tenaga (PMT). Alat pengaman tekanan lebih ini berupa membran yang
terbuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, sebagai pengaman
tangki transformator terhadap kenaikan tekan gas yang timbul di dalam tangki
yang akan pecah pada tekanan tertentu dan kekuatannya lebih rendah dari
kekuatan tangki transformator
c) Relai
Diferensial
Berfungsi mengamankan transformator terhadap gangguan di dalam transformator, antara
lain adalah kejadian flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan
dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda
kumparan.
d) Relai
Arus lebih
Berfungsi mengamankan transformator jika arus yang mengalir melebihi dari nilai
yang diperkenankan lewat pada transformator tersebut dan arus lebih ini dapat
terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat. Arus lebih ini
dideteksi oleh transformator arus atau current transformator (CT).
e) Relai
Tangki Tanah
Alat ini berfungsi untuk mengamankan transformator bila ada hubung singkat
antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada
transformator.
f) Relai
Hubung Tanah
Fungsi alat ini adalah untuk mengamankan transformator jika terjadi gangguan
hubung singkat satu phasa ke tanah.
g) Relai
Thermis
Alat ini berfungsi untuk mencegah/mengamankan transformator dari kerusakan
isolasi pada kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus
lebih. Besaran yang diukur di dalam relai ini adalah kenaikan suhu.
“Jenis-jenis
pengujian pada Trafo”
I.
Pengujian Rutin
1.
Pengukuran tahanan isolasi
Pengukuran
tahanan isolasi dilakukan pada awal pengujian dimaksudkan untuk mengetahui
secara dini kondisi isolasi trafo, untuk menghindari kegagalan yang fatal dan
pengujian selanjutnya, pengukuran dilakukan antara:
- sisi HV – LV
- sisi HV – Ground
- sisi LV- Groud
- X1/X2-X3/X4 (trafo 1 fasa)
- X1-X2 dan X3-X4 )trafo 1 fasa
yang dilengkapi dengan circuit breaker.
Pengukuran
dilakukan dengan menggunakan megger, lebih baik yang menggunakan baterai karena
dapat membangkitkan tegangan tinggi yang lebih stabil. Harga tahanan isolasi
ini digunakan untuk kriteria kering tidaknya trafo, juga untuk mengetahui
apakah ada bagian-bagian yang terhubung singkat.
2.
Pengukuran tahanan kumparan
Pengukuran
tahanan kumparan adalah untuk mengetahui berapa nilai tahanan listrik pada
kumparan yang akan menimbulkan panas bila kumparan tersebut dialiri arus.Nilai
tahanan belitan dipakai untuk perhitungan rugi-rugi tembaga trafo.Pada saat
melakukan pengukuran yang perlu diperhatikan adalah suhu belitan pada saat
pengukuran yang diusahakan sama dengan suhu udara sekitar, oleh karenanya
diusahakan arus pengukuran kecil.
Peralatan
yang digunakan untuk pengukuran tahanan di atas 1 ohm adalah Wheatstone Bridge,
sedangkan untuk tahanan yang lebih kecil dari 1 ohm digunakan Precition Double
Bridge.Pengukuran dilakukan pada setiap fasa trafo, yaitu antara terminal:
Untuk
terminal tegangan tinggi:
a. Trafo 3
fasa
- fasa A –
fasa B
- fasa B – fasa C
- fasa C – fasa A
b. Trafi 1
fasa
- terminal
H1-H2 untuk trafo double bushing
- terminal H1-Ground untuk trafo single bushing
Untuk sisi
tegangan rendah
a. Trafo 3
fasa
- fasa a –
fasa b
- fasa b – fasa c
- fasa c – fasa a
b. Trafo 1
fasa
- terminal
X1-X4 dengan X2-X3 dihubung singkat.
Pengukuran
dengan Wheatstone bridge digunakan untuk tahanan di atas 1 ohm. Rangkaian
pengukuran dapat dilihat pada Gambar 1. Pada keadaan seimbang berlaku rumus:
Rx adalah
hagra tahanan belitan yang diukur = factor pengali. Pengukuran dengan Precition
double bridge digunakan untuk tahanan yang lebih kecil dar 1 ohm. Rangkaian
pengukuran seperti Gambar 2. Tahanan yang diukur Rx dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
3.
Pengukuran perbandingan belitan
Pengukuran
perbandingan belitan adalah untuk mengetahui perbandingan jumlah kumparan sisi
tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah pada setiap tapping, sehingga tegangan
output yang dihasilkan oleh trafo sesuai dengan yang dikehendaki. toleransi
yang diijinkan adalah:
a. 0,5 %
dari rasio tegangan atau b. 1/10 dari persentase impedansi pada tapping
nominal.
Pengukuran
perbandingan belitan dilakukan pada saat semi assembling yaitu setelah coil trafo
di assembling dengan inti besi dan setelah tap changer terpasang, pengujian
kedua ini bertujuan untuk mengetahui apakah posisi tap trafo telah terpasang
secara benar dan juga untuk pemeriksaan vector group trafo.
Pengukuran
dapat dilakukan dengan menggunakan Transformer Turn Ratio Test (TTR), misalnya
merk Jemes G. Biddle Co Cat. No.55005 atau Cat. No. 550100-47.
4.
Pemeriksaan Vector Group
Pemeriksaan
vector group bertujuan untuk mengetahui apakah polaritas terminal-terminal
trafo positif atau negatif. Standar dari notasi yang dipakai adalah ADDITIVE
dan SUBTRACTIVE.
5.
Pengukuran rugi dan arus beban kosong
Pengukuran
ini untuk mengetahui berapa daya yang hilang yang disebabkan oleh rugi
histerisis dan eddy current dari inti besi (core) dan besarnya arus yang
ditimbulkan oleh kerugian tersebut. Pengukuran dilakukan dengan memberikan
tegangan nominal pada salah satu sisi dan sisi lainnya dibiarkan terbuka.
6.
Pengukuran rugi tembaga dan impedansi
Pengukuran
ini bertujuan untum mengetahui besarnya daya yang hilang pada saat trafo
beroperasi akibat dari tembaga (Wcu) dan strey loss (Ws) trafo yang digunakan.
Pengukuran
dilakukan dengan memberi arus nominal pada salah satu sisi dan pada sisi yang
lain dihubung-singkat, dengan demikian akan terbangkit juga arus nominal pada
sisi tersebut, sehingga trafo seolah-olah dibebani penuh.
Perhitungan
rugi beban penuh (Wcu) dan impedansi (Iz), dimana pada waktu pengukuran tahanan
belitan (R), Wcu dan Iz dilakukan pada saat suhu rendah (udara sekitar (t)),
maka Wcu dan Iz perlu dikoreksi terhadap suhu acuan 75ºC, dimana factor koreksi
(a) adalah :
7. Pengujian
tegangan terapan (Withstand Test)
Pengujian
ini dimaksudkan untuk menguji kekuatan isolasi antara kumparan dan body tangki.
Pengujian
dilakukan dengan memberi tegangan uji sesuai denga standar uji dan dilakukan
pada:
- sisi
tegangan tinggi terhadap sisi tegangan rendah dan body yang di ke tanahkan
- sisi tegangan rendah terhadap sisi tegangan tinggi dan body yang di ke
tanahkan.
- waktu pengujian 60 detik.
8. Pengujian
tegangan induksi
Pengujian
tegangan induksi bertujuan untuk mengetahui kekuatan isolasi antara layer dari
tiap-tiap belitan dan kekuatan isolasi antara belitan trafo. Pengujian
dilakukan dengan memberi tegangan supply dua kali tegangan nominal pada salah
satu sisi dan sisi lainnya dibiarkan terbuka. Untuk mengatasi kejenuhan pada
inti besi (core) maka frekwensi yang digunakan harus dinaikkan sesuai denga
kebutuhan. Lama pengujian tergantung pada besarnya frekwensi pengujian
berdasarkan rumus:
waktu
pengujian maksimum adalah 60 detik.
9.
Pengujian kebocoran tangki
Pengujian
kebocoran tangki dilakukan setelah semua komponen trafo terpasang. Pengujian
dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan kondisi paking dan las trafo. Pengujian
dilakukan dengan memberikan tekanan nitrogen (N2) sebesar kurang lebih 5 psi
dan dilakukan pengamatan pada bagian-bagian las dan paking dengan memberikan
cairan sabun pada bagian tersebut. Pengujian dilakukan sekitar 3 jam apakah
terjadi penurunan tekanan.
II. Pengujian Jenis (Type Test)
1. Pengujian kenaikan suhu
Pengujian kenaikan suhu dimaksudkan untuk mengetahui berapa kenaikan
suhu oli dan kumparan trafo yang disebabkan oleh rugi-rugi trafo apabila
trafo dibebani. Pengujian ini juga bertujuan untuk melihat apakah
penyebab panas trafo sudah cukup effisien atau belum.
Pada trafo dengan tapping tegangan di atas 5% pengujian kenaikan suhu
dilakukan pada tappng tegangan terendah (arus tertinggi), pada trafo
dengan tapping maksimum 5% pengujian dilakukan pada tapping nominal.
Pengujian kenaikan suhu sama dengan pengujian beban penuh, pengujian
dilakukan dengan memberikan arus trafo sedemikian hingga membangkitkan
rugi-rugi trafo, yaitu rugi beban penuh dan rugi beban kosong.
Suhu kumparan dihitung berdasarkan rumus sebagai berikut:
t adalah suhu sekitar pada saat akhir pengujian.
2. Pengujian tegangan impulse
Pengujian impulse ini dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan dielektrik dari sistem isolasi trafo terhadap tegangan surja petir.
Pengujian impuls adalah pengujian dengan memberi tegangan lebih
sesaat dengan bentuk gelombang tertentu. Bila trafo mengalami tegangan
lebih, maka tegangan tersebut hampir didistribusikan melalui effek
kapasitansi yang terdapat pada :
- antar lilitan trafo
- antar layer trafo
- antara coil denga ground.
3. Pengujian tegangan tembus oli
Pengujian tegangan tembus oli dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan
dielektrik oli. Hal ini dilakukan karena selain berfungsi sebagai
pendingin dari trafo, oli juga berfungsi sebagai isolasi.
Persyaratan yang ditentukan adalah sesuai denga standart SPLN 49 – 1 : 1982, IEC 158 dan IEC 296 yaitu:
- > = 30 KV/2,5 mm sebelum purifying
- > = 50 KV/2,5 mm setelah purifying
Peralatan yang dapat digunakan misalnya merk Hipotronics type EP600CD. Cara pengujian:
- bersihkan tempat sample oli dari kotoran dengan mencucinya dengan oli sampai bersih.
- ambil contoh/sample oli yang akan diuji, usahakan pada saat
pengambilan sample oli tidak tersentuh tangan atau terlalu lama terkena
udara luar karena oli ini sanga sensitive.
- tempatkan sample oli padaalat tetes.
- nyalakan power alat tetes.
- tekan tombol start dan counter akan mencatat secara otomatis sejauh
mana kemampuan dielektrik oli tersebut. Setelah counter berhenti dan
tombol reset menyala, tekan tombol reset untuk mengembalikan ke posisi
semula.
- hasil pengujian tegangan tembus diambil rata-ratanya setelah dilakukan 5 (lima) kali dengan selang waktu 2 menit.
III. Pengujian khusus
Pengujian khusus adalah pengujian yang lain dari uji rutin dan jenis,
dilaksanakan atas persetujuan pabrik denga pmbeli dan hanya
dilaksanakan terhadap satu atau lebih trafo dari sejumlah trafo yang
dipesan dalam suatu kontrak. Pengujian khusus meliputi :
- pengujian dielektrik
- pengujian impedansi urutan nol pada trafo tiga phasa
- pengujian hubung singkat
- pengujian harmonik pada arus beban kosong
- pengujian tingkat bunyi akuistik
pengukuran daya yang diambil oleh motor-motor kipas dan pompa minyak.
Posted By : chachakoreanlovers.blogspot.com
Image By : chachakoreanlovers.blogspot.com
