minggu xi three-phase transformers three phase · pdf file9.1 hubungan 3 phasa transformator...
TRANSCRIPT
MINGGU XI Three-phase transformers
Three Phase Connection Parallel operation of Power transformer
Vector Groups and Diagrams Vector groups and parallel operation
TRANSFORMATOR 3 PHASA
9.1 Hubungan 3 phasa
Transformator fasa-tunggal dapat dihubungkan untuk membentuk tiga fase
transformator bank. Biasanya, tiga nominal identik transformer (P, Q, dan R) yang digunakan
dan terhubung secara simetris (khusus kasus akan dibahas nanti). Bagian primer dihubungkan
delta ( ) atau di way (Y), begitu pula
sekunder. Kombinasi – kombinasi yang mungkin terjadi adalah: - - , Y – Y - dan Y -
Y. Namanya berasal dari tampilan diagram yang kita gunakan - lihat gambar di bawah.
Hubungan A - - Y atau Y - memperkenalkan sebuah pergeseran fase 30o, dan perubahan
pada rasio tegangan seperti yang akan dibahas secara rinci. Untuk itu, Kita akan
mengasumsikan bahwa individu transformer yang ideal terdapat dalam bagian berikut.
Hubungan Delta - Delta
Terminal koneksi yang ditunjukkan pada Gambar 1, sedangkan Gambar 2 membantu
kita memahami hubungan fasa. VAB dan V12 adalah tegangan primer dan sekunder yang
merupakan salah satu dari tiga transformer (P). Kedua tegangan tersebut berada dalam satu
fase yang sama dan besar rasio belita transformator yang berbeda. Hal yang sama juga
berlaku bagi dua transformator lainnya. Arus IP dan IS (arus primer dan arus skunder
transformator) berada dalam satu fase yang sama dan besar rasio belitannya berbanding
terbalik satu sama lain.
Gambar 9.1
Gambar 9.2
Ada dua set arus dalam sambungan delta yaitu garis arus IL yang mengalir masuk dan keluar
dari
sumber dan arus yang mengalir dalam gulungan (di dalam delta). Inilah yang disebut disebut
dengan arus fasa atau arus delta I∆. Besar garis arus adalah dari arus delta dan bergeser
dengan sudut fase 30°.
Ingat : arus beban untuk 3 phasa adalah :
Contoh perhitungan :
Transformator A ∆-∆ di sebuah pabrik mengalami tegangan jatuh dari 138 kV menjadi 4.160
V. Dimana tarikan dayanya 21 MW dengan lagging 86%.
a) Daya yang ditarik oleh pabrik adalah: P / PF = 21/0.86 = 24,4 MVA
b) Daya sumber trafo (S) adalah: 24,4 MVA (TFB dianggap lossless)
c) Arus dalam garis HV adalah : S / ( X VLL) = 24,4 MVA / ( X 138 KV) = 102
A
d) Arus dalam garis LV adalah : S / ( X VLL) = 24,4 MVA / ( X 4.160 KV) =
3384 A
e) Arus dalam gulungan setiap TF (I_HV dan I_LV) adalah: I_HV = 102 / = 58,9 A,
I_LV = 3384 / = 1954 A
f) Beban yang dibawa oleh masing-masing TF adalah : 24,4 MVA/ 3 = 8,13 MVA atau
menggunakan 4.160V X 1954 atau 138 KV X 58,9
Hubungan Delta - Y
Letak tegangan primer dalam rangkaian ini adalah sama seperti dalam kasus
sebelumnya (delta). Tegangan sekunder dalam rangkaian Y terhubung ke Common di titik
netral N dan dua set tegangan, line-to-line (VLL) dan line-to-netral (VLN). Dalam kasus ini,
tegangan primer transformator P adalah tegangan VLL, dan tegangan sekundernya adalah
VLN. Ketika kita mengatur tegangan sumber dari transformator, berarti kita membandingkan
tegangan VLL, besar VLL adalah VLN transformator dengan pergeseran arus phasa 30 °.
VLL = _∟30oVLN
Gambar 9. 3 Hubungan Delta – Y
Gambar 9.4 Tegangan phasor dan skema ∆ - Y
Karena tegangan sekunder dan tegangan primer setiap transformator berada dalam
fase yang sama, maka fasa tegangan output sumber harus mendahului tegangan input sebesar
30 °. Hal ini dapat dilihat dalam diagram fasor pada gambar 9.4 dengan membandingkan E12
dengan EAB
Contoh perhitungan : 3.1 Suatu transformator step up mempunyai tegangan fasa 40
MVA dan 13,2 kV / 80 kV dihubungkan ke Y dan menghubungkan sebuah transmisi 13,2 kV
ke beban 90 MVA. Hitung:
a) tegangan Beban: Untuk satu TF, VP adalah 13,2 kV, VS adalah 80 kV (yang
merupakan tegangan LN) untuk beban atau sumber, Vbeban (L-L) = VLN = X
80KV = 138KV
b) arus lilitan dalam TF adalah : Untuk satu TF (IS) = 90 MVA / 3 = 30 MVA
I Primer ∆ = S / Vwdg = S / VL-L = 30 M / 13,2 k = 2272 A
I skunder Y = S / Vwdg = S / VL-N = 30 M / 80 k = 375 A
c) besar arus (LV dan HV): ILV = X IP = X 2272 = 3932 A (dari delta ke line)
dan IHV = 375 A (tanpa pengaturan Y)
Hubungan Y - Delta
Kebalikan dari hubungan delta – Y. Dengan VLL < 3 VLN dan tegangan output
harus lagging dari tegangan input sebesar 30o.
Hubungan Y - Y
Seperti pada hubungan delta-delta, VLL = VLN dan tegangan output sephasa dengan
tegangan input. Satu-satunya ganggguan yang mungkin terjadi adalah titik netral yang
menyebabkan tegangan VLN menjadi tidak seimbang (mengalami pergeseran sudut phasa).
Ini disebabkan oleh beban yang tidak seimbang (perbedaan arus beban dari masing-masing
ketiga fasa).
Hubungan Kawat Y
Ada dua solusi. Menggunakan sebuah system 4 kawat (lihat Gambar. 12.6) dan
menggabungkan titik netral seolah-olah memaksa tegangan VLN menjadi stabil atau
Primer Skunder
Gambar 9.5 Hubungan Kawat Y
Penambahan Ketgita Kawat Y
Gambar 9.6 Primer Skunder
Penambahan ketiga kawat Y yang dihubungkan dengan delta (lihat gambar 9.6) yaitu
memaksa penambahan tegangan menjadi nol.
Menghitung transformator tiga phasa (dengan 6 buah asumsi)
a) Mengasumsikan baik lilitan primer maupun lilitan sekunder dihubungkan dengan
hubungan Y (walaupun rangkaian tersebut tidak dalam bentuk hubungan Y).
b) Menganggap transformator satu phasa ini sebagai hubungan Y-Y.
c) Membuat tegangan primer menjadi tegangan input pada VLN.
d) Membuat tegangan sekunder menjadi tegangan output pada VLN.
e) Mengasumsikan nilai daya nominal power menjadi sepertiga daya awal.
f) Mengasumsikan beban transformator menjadi sepertiga beban awal.
Contoh : Rangkaian 3 phasa memiliki parameter 1300 MVA, 24,5 kV / 345 kV, 60 Hz,
XL = 11,5%. Rangkaian ini dihubungakan dengan sebuah generator 24,5 kV ke sebuah
transmisi 345 kV. Tentukan rangkaian ekivalen dan terminal tegangan generator saat
trafo memberikan tegangan sebesar 810 kV menjadi 370 MVA dengan factor daya
lagging 90%.
Kita menggunakan metode unit per unit dan mengerjakan sisi rangkaian HV menggunakan
enam asumsi.
a) Vbase = 345 / = 199,2 kV, Sbase = 1300 / 3 = 433,3 MVA, ZT = 0 + j 0,115 pu
b) Sbeban = 810 / 3 = 270 MVA, Sload (PU) = Sload / Sbase = 270 / 433,3 = 0,6231 pu
c) Vbeban = 370 / = 213,6 kV, Vload (PU) = Vload / Vbase = 213,6 / 199,2 =
1,0723 pu
d) I (PU) = Sload (PU) / Vload (PU) = 0,6231 / 1,0723 = 0,5811 pu _ = cos-1 0,90 =
25,84 °
e) Vgen = Vload + I × ZT = 1,0723∟0o + (0,5811∟-25,84o) × (0,115∟90o) = 1,0723
+ j 0 + (0,0668∟ 64,16o) = 1,1014 + j 0,0601 = 1,103 pu∟3,12 °
f) Vgen = Vgen (PU) × 1,103 × Vbase = 24,5 kV = 27,02 kV (jawabannya adalah LL di
sisi LV)
Pada saat Anda mulai membuat hubungan antara terminal tegangan input
transformator dan
tegangan output konduktor, hati-hatilah melihat petunjuk yang diberikan pada papan nama
atau pada sambungan diagram. Periksa semua jumper pada lokasi yang tepat dan cocok.
Kencangkan semua kabel
dengan baut setelah 30 hari pertama service. Sebelum bekerja pada sambungan pastikan
semua tindakan keselamatan sudah terpasang. Sebagaimana mestinya, Anda harus mengatur
kabel penghubung input/ output untuk memastikan bahwa tidak ada gangguan mekanik pada
trafo Bushings dan koneksi. Karena gangguan dapat menyebabkan busing rusak atau
hubungan terputus.
Trafo biasanya dirancang dan dibuat untuk menyediakan sumber tegangan listrik baik
menggunakan kabel tembaga ataupun kabel aluminium. Sebuah plat pengaman atau senyawa
yang mencegah oksidasi pada permukaan terminal aluminium biasanya diterapkan di pabrik.
Anda tidak boleh menghilangkan lapisan ini dari tap dan sambungan terminal. Juga, ketika
aluminium konduktor digunakan, karena senyawa tersebut memberikan perlindungan pada
terminal sebagaimana ditentukan oleh pabrik.
Satu harus mengikuti instruksi yang disediakan oleh pabrik trafo. Spesifikasi torsi
kadang-kadang terdaftar pada perangkat keras. Setelah menerapkan torsi yang tepat, Anda
harus menunggu satu menit atau lebih dan kemudian kencangkan kembali semua baut torsi
tertentu.
Anda harus menggunakan parameter yang tersedia, baik ukuran, UL-daftar mekanik
atau tipe kompresi lug. Terminasi ini harus melekat pada kabel-kabel seperti yang ditentukan
oleh terminasi tersebut atau kabel yang telah ditetapkan oleh pabrik. Karena terminasi sudah
tersedia dari distributor listrik. Jangan instal washer antara terminal lugs dan terminasi bar
bus karena hal ini akan menambah impedansi dan akan menyebabkan pemanasan serta
kemungkinan kegagalan koneksi.
Beberapa produsen trafo merekomendasikan bahwa ukuran kabel didasarkan pada
tingkat ampaciti dari 125% dari ketetapan. Ketika mengkonsultasikan dengan teknisi tentang
topik ini, kami telah menyimpulkan kalau mereka merekomendasikan kabel yang telah
menjadi acuan untuk trafo. Anda bias memilih, apakah kabel dengan ukuran regular atau
kabel yang harganya mahal dengan jaminan keamanan yang besar. Apa pun pilihannya, nilai
insulasi kabel harus sesuai dengan aturan instalasi. Kabel yang anda install harus dijaga
sejauh mungkin dari kumparan dan plat atas.
9.2 Daya Operasi Paralel Transformator
Kebutuhan untuk pengoperasian untuk dua transformator atau lebih secara paralel
sering terjadi karena:
a) Adanya beban, yang melebihi capasitas transformator yang ada
b) Kurangnya ruang kosong (ketinggian) untuk satu transformator besar
c) Pengukuran keamanan (probabilitas dari dua buah transformator yang rusak pada
waktu yang sama
sangat kurang)
d) Pengambilan ukuran standar trafo melalui sebuah instalasi
Kondisi yang dibutuhkan untuk operasi parallel
Polaritas atau urutan fasa adalah sama. Semua unit yang diparalelkan harus dipasok
dari jaringan yang sama. Konfigurasi rangkaian (bintang, delta, bintang zigzag) dari beberapa
transformer memiliki perubahan phasa yang sama (sudut perpindahan) antara tegangan
primer dan sekunder. Impendansi pada rangkaian hubung singkat adalah sama atau berbeda
kurang dari 10%. Perbedaan tegangan antara fase yang terkait tidak boleh melebihi 0,4%.
Trafo paralel harus sama tegangan. Jika tegangan tidak sama, maka perbedaan tegangan akan
menghasilkan sebuah tegangan net, yang akan menyebabkan arus mengalir pada rangkaian
tertutup antara dua buah transformator.
Teori ideal untuk transformator parallel adalah :
a) Memiliki nilai rasio tegangan yang identik.
b) Memiliki persentase impendansi yang sama.
c) Memiliki rasio reaktansi yang sama.
d) Memiliki polaritas sama.
e) Memiliki perubahan sudut phasa yang sama.
f) Memiliki fasa rotasi yang sama.
Transformator satu phasa
Untuk transformator fase tunggal, hanya ada empat ketentuan yang berlaku, karena
tidak ada rotasi fasa atau perubahan sudut pada tegangan trafo.
Jika perubahan rasio tidak sama, maka arus yang beredar akan mengalir bahkan tanpa
beban. Jika persentase impendansi atau perubahan resistansi dari reaktansi berbeda, maka
tidak akan ada arus yang beredar pada saat tanpa beban, tetapi pembagian beban antara
transformer bila diterapkan akan tidak lagi proporsional dengan nilai KVA.
Transformator Tiga Phasa
Kondisi yang sama berlaku untuk transformator tiga fase kecuali dalam kasus timbul
pertanyaan mengenai rotasi fase dan pergeseran sudut fase harus dipertimbangkan.
Pergeseran Sudut Phasa (Pengelompokan Vektor)
Hubungan trafo Y-delta atau Y-zigzag menghasilkan pergeseran sudut 30 ° antara
titik tegangan primer dan tegangan sekunder. Transformers dengan koneksi ini tidak dapat
diparalelkan dengan transformer lain karena tidak memiliki pergeseran seperti hubungan Y-
Y, delta-delta, zigzag-delta, atau zigzag-zigzag
Rotasi Phasa
Rotasi phasa artinya tegangan pada masing-masing terminal mencapai nilai
maksimum. Dalam rangkaian paralel, Tegangan maksimu pada masing-masing terminal
terjadi karena adanya simultan yang dipasangkan.
Daya Transformer Paralel
Dalam praktiknya, rangkaian paralel dapat dicapai meskipun kondisi transformator
yang sebenarnya menyimpang oleh persentase kecil dari yang teoritis. Rangkaian paralel
dianggap tercapai jika persentase impedansi dari dua lilitan transformator adalah masing-
masing 7,5%. Untuk transformator multi-winding dan auto-transformer, biasanya batas
umum yang berlaku adalah 10%.
Daya normal transformator menggambarkan perbedaan resistansi terhadap reaktansi
yang pada umumnya cukup kecil sehingga persyaratan penting dalam rangkaian parallel
diabaikan. Ketika transformator dihubungkan secara parallel maka impedansi masing-masing
trafo akan berbeda, reaktor atau transformer auto mempunyai ketetapan rasio yang harus
digunakan. Jika reaktor tersebut disusun seri dengan transformator, maka impedansinya akan
rendah. Maka dari itu trafo harus memiliki nilai impedansi efektif agar bias menghasilkan
total persentase impedansi efektif ditambah dengan nilai persentase impedansi reactor dari
trafo kedua. Ketika sebuah transformator auto digunakan, arus relatif transformator diberikan
oleh masing-masing trafo yang ditentukan oleh rasio dari dua bagian auto-transformator.
Penambahan tegangan transformator auto yaitu penambahan tegangan jatuh transformator
dengan impedansinya dan pengurangan tegangan dari tegangan jatuh transformator dengan
impedansinya. Transformator auto yang digunakan dalam daya parallel transformator adalah
dirancang secara khusus untuk setiap instalasi. Diagram wiring menggambarkan suatu auto
transformator yang selalu terhubung lengkap.
Secara umum, transformer dibuat untuk kebutuhan spesifik pabrik sama seperti yang
ditunjukkan oleh plat nama yang dapat dioperasikan secara paralel. Transformator yang
dihubungkan secara parallel ketika terjadi tegangan rendah relatif memerlukan perawatan
yang sesuai dengan menghubungkan bar atau konduktor yang mempunyai impedansi sama.
Jika tidak, maka arus tidak akan terbagi rata.
Pembagian Beban
Daya total (kVA) yang tersedia ketika dua atau lebih transformer mempunyai nilai
KVA sama terhubung secara paralel, jumlahnya sama pada masing-masing rangkaian,
tergantung pada persentase impedansi yang semuanya sama dan rasio tegangan yang identik.
Nilai KVA Transformers akan membagi beban dengan praktis (tetapi tidak begitu
teperinci) sebanding dengan nilai masing-masingnya., tergantung pada rasio identik dan
persentase impedansi (pada masing-masing nilai KVAnya) yang identik atau mendekati. Pada
kasus ini, totalnya lebih dari 90% dari jumlah nilai yang ada. Nilai inilah yang dianjurkan
untuk sebiuah transformator dengan perbedaannya tidak lebih dari 2 : 1, yang tidak harus
dioperasikan secara permanen dalam rangkaian parallel.
9.3 Diagram vector
9.4 Pengelompokan Vektor dan Operasi Paralel
NilaicPengelompokan vector dapat dilihat pada rangkaian winding dan masing-
masing posisi phasa. Tergantung pada huruf besar atau kecil ditambah dengan nama kode.
Huruf kapital mengacu pada input wiring, dan huruf kecil untuk output wiring.
Tegangan upper ditandai dengan angka 1 di depannya, tegangan under ditandai oleh
angka 2 di depannya, tanpa memperhatikan input atau output. Sebaliknya A 1 di belakang,
menandai awal wiring, dan 2 di belakang merupakan akhir. Tabs ditandai 3 dan 4 di
belakang. Angka kolerasi yang bertulliskan UVW membedakan 3 fase. Titik netral (bintang
titik) selalu ditandai N. Kelompok vector bersama ditandai dengan tangan kiri untuk masukan
dan tangan kanan untuk keluaran. Kecuali jika diminta, transformer tiga phasa adalah
disampaikan dalam sambungan bintang-bintang secara istimewa. Yd5 / Yd11 digunakan
karena penampang widding yang berlawanan. Tranformator dengan vector group yang sama
dapat dioperasikan secara parallel dengan terminal A, B dan C pada sisi primer dan terminal
a, b dan c pada sisi skunder transformator melalui masing-masing bus bar. Bagaimanapun
transformator vector group dalam rangkaian parallel dengan masing-masing group (kode 6)
dengan pengaturan winding yang cocok.
Operasi Paralel Melalui Tap Changer
Transformers terhubung secara paralel melalui nilai identik akan memiliki beberapa
perbedaan impedansi beban yang tidak seimbang dan begitu juga dengan sirkulasi arus
melalui lilitan. Untuk mengurangi beban yang dibagi ke LT, maka digunakan CT untuk
tegangan tersebut secara otomatis. Sebaliknya beban trafo berubah, sehingga nilai trafo sama
dengan beban.
BAB 10
10.1 Proteksi Transformator
Transformator daya yang paling mahal yaitu elemen tunggal sistem transmisi HV.
Transformer mewakili porsi terbesar investasi modal dalam transmisi dan distribusi sub
stasiun. Selain itu, daya trafo memiliki dampak ekonomi yang cukup besar pada sebuah
operasi jaringan listrik.
Oleh karena itu, tujuan Power Engineers untuk meningkatkan keandalan operasi
transformator, bermanfaat dalam pelayanan kehidupan dan mengurangi biaya pemeliharaan
transformator. Transformer mengalami berbagai jenis rangkaian arus pendek, panas dan
gangguan transien mekanik terjadi selama operasi switching dan kesalahan, sehingga
membutuhkan isolasi selama kondisi tersebut untuk menghindari kegagalan isolasi dan
abnormal pemanasan dari lilitan.
10.1 Jenis-Jenis Proteksi
Proteksi relay / peralatan yang digunakan tergantung pada ukuran, kepentingan dan
konstruksi (tekan changer jenis) dari trafo.
a) Sekering HRC
b) Proteksi arus lebih
c) waktu lagging relay arus lebih
d) Proteksi pentanahan
e) Proteksi arde
f) Buchholz relay (Gas dioperasikan perlindungan)
g) Diferensial perlindungan
h) Over-flux perlindungan
i) Over-voltage perlindungan
j) Tegangan di bawah perlindungan
k) Surge perlindungan (tanduk kesenjangan dan kilat arrestors)
l) Frekuensi di bawah proteksi
Pada umumnya kesalahan yang terjadi di trafo daya adalah fase ke bumi, Fase ke
fase, antara gilirannya yang wiring, wiring terlalu panas karena overcurrents. Penyebab lain
kegagalan transformator adalah karena pemasanan inti, minyak isolasi, tidak pantas atau tidak
memadai sistem pendingin (peredaran minyak), karena perpindahan getaran mekanis pada
wiring, system proteksi minyak yang rendah (diferensial) tidak bisa beroperasi untuk
kesalahan yang terjadi di luar zona perlindungan perlindungan. Overload pada relay trafo
disediakan sebagai cadangan untuk kesalahan di luar zona dilindungi trafo. Rincian pemiliha
relay dan skema perlindungan trafo adalah sebagai berikut :
a) KVA ratin
b) Rasio tegangan
c) jenis koneksi (bintang-delta, dll)
d) Kering (resin berpakaian) atau Minyak diisi
e) konservator digunakan atau tidak
f) persentase Impedance
g) Tekan changer tipe
h) Sistem pending
i) Jenis Pembumian netral (padat atau melalui resistor)
j) Connected beban
Sistem pelindung untuk distribusi transformer:
Transformer kecil (di bawah 500 KVA): sekering HV untuk fasa netral dan fase-fault
fasa.
Waktu lagging relay kadang-kadang digunakan untuk overloads. Di atas 500 KVA
atau transformer penting
a) Kelebihan arus relay
b) Arde sesaat relay Untuk upto 5 MVA transformer rating
c) Perlindungan kelebihan arus
d) Pembatasan arde relay Buchholz relay proteksi Over-flux
Untuk transformer diatas 5 MVA rating
a) Perlindungan arus lebih
b) Pembatasan arde relay
c) Buchholz relay
d) Over-flux perlindungan
e) Perlindungan diferensial
f) Tekanan mendadak relay
g) alarm suhu wiring
Tipe kesalahan Perlindungan peralatan yang
digunakan
Overloads (suhu) Relay suhu overload, Temperature
alarm relay
Arus berlebih Relay arus lebih dengan lagging
waktu
Proteksi back up Relay arus lebih dengan waktu
graded
Fuse HRC (trafo kecil)
Lonjatan tegangan tinggi (penerangan dan saklar) Penerangan arrester, rod gap
Berat kesalahan internal (phasa ke ground dan
phasa ke bumi)
Kerja alarm relay buchholz
Kegagalan insipient (rangkaian hubung singkat,
insulasi breakdown winding, insulasi breakdown
minyak)
Kerja alarm relay buchholz, tekanan
relay dan tegangan tabung relatif
Kesalahan ground Masalah relay ke bumi , Proteksi
differensial
Saturasi kawat magnet Relay overflux dan Relay
overvoltage
10.2 Perlindungan Suhu Lebih
Untuk daya transformator liquid-innersed, suhu winding hot-spot adalah faktor
terpenting dalam usia transformator. Suhu insulasi minyaknya tergantung pada suhu winding,
dan digunakan untuk menunjukkan kondisi operasi trafo. Batas kegagalan tempratur ini
mencapai suhu kapilaritas dari insulasinya dan bahan-bahan inti dapat menyebabkan
kegagalan prematur transformator.
Fungsi Perlindungan Termal
Fungsi perlindungan thermal (suhu) dapat dibahas dalam beberapa kelompok.
Kelompok pertama adalah "Mekanik", dalam bentuk sensor dan relay yang berfungsi untuk
mendeteksi suhu lebih, dan mengurangi pengaruh mitigating melalui alarm dan tripping.
Jenis ini meliputi fungsi perlindungan langsung sensor suhu, termal internal relay, tekanan
relay, dan relay deteksi gas. Ini adalah penting untuk mencatat bahwa sensor suhu bekerja
hampir secara eksklusif di atas suhu minyak. Salah satu bagian penting proteksi jenis ini
adalah sistem pendingin trafo, sebagai pendinginan tetap kipas angin dan pompa yang
dihidupkan oleh sensor suhu. Beberapa transformer juga menggunakan monitor suhu topoil
yang mencakup kontak langsung yang dapat digunakan untuk alarm dan tripping pada suhu
minyak.
Kelompok kedua adalah arus lebih berdasarkan proteksi beban lebih, yang diberikan
oleh sekering atau relay arus lebih. Perangkat ini beroperasi ketika arus melebihi nilai yang
tidak dapat diterima pada transformator. Overload ini akan menyebabkan kenaikan suhu
minyak, sehingga fungsi overload terbatas terhadap proteksi termal oleh trafo de-energizing.
Fungsi suhu beban lebih yang tersedia pada proteksi modern relay numerik
transformator tergantung pada implementasi relay, menggunakan beberapa kombinasi
pengukuran arus, suhu ambien, dan suhu minyak trafo untuk mendeteksi keberadaan suhu
lebih pada transformator. Fungsi ini dapat menghidupkan alarm ketika terjadi suhu berlebih,
sehingga melepaskan beban dari trafo, atau trafo menjadi off-line.
Table 10.2
LIMIT STANDAR TEMPERATUR
Kenaikan suhu rata-rata winding 65o C di atas ambient
Kenaikan suhu hot-spot 80o C di atas ambient
Kenaikan suhu cair 65oC di atas ambient
Batas suhu maksimum 110oC Mutlak
Tabel 10.2: Standar limit temperatur, kenaikan transformator 65oC, Suhu ambient 30
ºC
Jenis-jenis pengaturan minyak temperatur adalah :
60o C – Kipas angin hidup
95o C – Alarm
120o C – Trip
Gambar 10.1
Pengukura Suhu Ambient
Pengoperasian suhu TRANSFORMER didasarkan pada kenaikan suhu lingkungan.
Model suhu minyak trafo biasanya memerlukan pengukuran suhu langsung untuk
menentukan keadaan trafo. Sebagai contoh, seperti yang sebelumnya ditetapkan, temperatur
minyak hot-spot tergantung pada suhu lingkungan secara langsung. Jadi keuntungan utama
mengukur suhu ambient adalah meningkatkan akurasi suhu minyak berdasarkan perhitungan,
dan perhitungan suhu hot-spot. Pengukuran suhu ambient dengan cara menghubungkan probe
suhu ke relay. Secara tradisional probe suhu menggunakan output tranduser, tetapi dalam
beberapa dapat menggunakan koneksi RTD (Resistor Suhu Detektor).
Pengukuran Suhu Top-Oil
Suhu Top-Oil mudah diukur. Kecocokan sensor suhu Top-Oil diinstal sebagai bagian
dari sistem pendingin trafo. Sensor suhu yang sebenarnya biasanya merupakan RTD yang
dipasang pada pemanas thermowell dalam satu fase dari transformator. Sensor suhu Top-Oil
juga mudah untuk menginstal, seperti sensor mount ke tangki eksternal yang tersedia.
Pengukuran langsung suhu Top-Oil dapat meningkatkan akurasi suhu berdasarkan fungsi
proteksinya, dan meningkatkan perhitungan akurasi suhu Top-Oil.
Penggunaan pengukuran suhu Top-Oil memerperlukan sebuah sensor suhu pada
transformator, dengan menghubungkan alatnya ke relay proteksi transformator. Dengan
instalasi trafo yang lebih baru, maka suhu topoil mungkin saja sebuah output dari kontrol
pendinginan transformator. Pengukuran suhu Top-Oil hanya dapat dilakukan pada satu titik
yang mengasumsikan beberapa homogenitas di antara suhu Top-Oil di dalam tangki trafo.
Sehingga ini memungkin untuk menggunakan beberapa sensor untuk pengukuran suhu Top-
Oil per phasa, oleh karena itu suhu per phasa transformator dapat terlindungi. Namun, Suhu
Top-Oil akan identik terhadap ketiga phasa kecuali terjadi ketidak seimbangan beban secara
signifikan.
Pengukuran Temperatur Hot-Spot
Tujuan utama dari proteksi suhu transformator adalah melindungi trafo dari dampak
suhu Hot-Spot pada isulasi trafo. Oleh karena itu, penggunaan pengukuran suhu Hot-Spot
adalah memberikan informasi yang paling akurat suatu proteksi transformator terhadap
kondisi temperatur berlebihan, dan hanya memungkinkan untuk tujuan perlindungan saja.
Kerugian terbesar metode ini adalah terdapat pada sensor suhu Hotspot. Praktisnya, sensor
harus diinstal selama pembuatan transformator, sehingga sensor harus dipasang secara fisik
dalam lilitan trafo pada suatu titik yang dihitung oleh transformer desainer untuk ditetapkan
daerah hot-spot. Sensor suhu harus terisolasi dari listrik trafo tank dan lilitan, Biasanya snsor
suhu Hot-Spot terbuat dari sensor suhu serat optik. Sensor ini dipasang untuk mengukur suhu
hot-spot, untuk daya memperbesar transformer.
Indikator Suhu Winding dan Oil
Indikator suhu Oil umumnya mempunyai dua jenis tipe, pertama dengan
menggunakan regret stem dan jenis lainnya dengan menggunakan tabung kapiler. Keduanya
dilengkapi dengan elemen penginderaan temperatur di ujung batang atau kapiler tabung.
Indikator temperatur winding terdapat pada tabung kapiler dengan elemen sensing
(bohlam) pada akhir tabung. Sensing elemen diapit oleh logam bola lampu, yang dipasang di
saku yang disediakan di tangki atas di daerah minyak terpanas.
Sebelum memasang bohlam rasakanlah dulu suhu yang ada di dalam saku, trafo
minyak atau konduksi heating harus diisi ke dalam saku. Satuan kopling pada bola lampu
harus dipasang erat di saku sehingga air tidak menembu saku.
Tabung kapiler harus dihubungkan dan dipasangkan seperti yang telah disediakan
sehingga mengurangi risiko bengkok atau dipotong. Tali plastik yang disediakan dengan
masing-masing instrument untuk memperbaiki tabung. Panjang surplus tabung tidak boleh
dipotong karena tekanan sistem yang seimbang akan dihancurkan. Mungkin tabung dibuat
menjadi loop lebih dari 150 mm diameter dan diikat ke tangki pada posisi yang sesuai. Harus
sangat hati-hati merasakan bohlam pas di saku karena kemungkinan tabung kapiler dapat
membentuk tikungan tajam dan merusak instrumen. Instrumen yang dikalibrasi dan dalam
keadaan apa pun, penunjuk indikator harus dipindahkan dengan tangan atau membungkuk,
karena akan mengalami kerusakan permanen. Jika instrumen tidak memberikan indikasi
temperatur yang benar sebagai akibat dari penanganan yang tidak tepat atau penyebab lainnya
akan dikalibrasikan seperti yang diberikan dalam instrument pamflet.
Suhu Indikator winding (dengan pemanas saku yang terpisah). Sensing suhu lampu
ada pada akhir kapiler harus dilengkapi saku pemanas di perumahan dipasang pada penutup
tangki. Dua terminal disediakan dalam perumahan yang terhubung ke kumparan pemanas
saku dalam perumahan (di luar tangki) dan untuk saat ini terminal sekunder trafo dari dalam
tangki. (Biasanya ini tersambung sebelum pengiriman transformator). Perumahan terisi udara
dan Instrumen disimpan di kotak.