Transformator pentanahan juga disebut sebagai transformator pentanahan netral. Transformator ini menciptakan titik netral buatan dalam sistem tenaga listrik di mana titik netral tidak tersedia secara langsung atau tidak ditanahkan.
Transformator ini biasanya tidak membawa arus beban yang signifikan. Sebaliknya, transformator ini menyediakan jalur yang andal untuk arus urutan nol selama gangguan tanah satu fase. Transformator ini bekerja bersama dengan resistor pentanahan netral, resistor pentanahan, atau koil penekan busur api. Hal ini membantu membatasi arus gangguan, menekan tegangan lebih transien, dan mengaktifkan relai proteksi.
Transformator pentanahan tipe kering banyak digunakan di gardu induk, ruang panel hubung bagi, pusat data, rumah sakit, pabrik industri, dan pembangkit energi terbarukan. Transformator ini bebas minyak, tahan api, dan memerlukan perawatan yang relatif rendah.
Mengapa Transformator Pentanahan Diperlukan?
Banyak jaringan distribusi tegangan menengah 6 kV, 10 kV, dan 35 kV menggunakan netral yang tidak ditanahkan atau ditanahkan dengan koil penekan busur api. Jika sisi tegangan rendah dari transformator utama dihubungkan segitiga, tidak ada titik netral yang dapat diakses untuk pentanahan.
Ketika gangguan tanah satu fase terjadi, arus gangguan tanah kapasitif dapat menjadi cukup besar untuk mempertahankan busur api. Hal ini dapat menyebabkan tegangan lebih tanah akibat busur api, feroresonansi, atau bahkan gangguan fase-ke-fase.
Transformator pentanahan menyediakan titik netral buatan yang stabil. Sistem kemudian dapat ditanahkan melalui resistor, reaktor, atau perangkat pentanahan lainnya. Hal ini meningkatkan keselamatan sistem dan sensitivitas proteksi.
Cara Kerja: Keuntungan dari Hubungan Zig-Zag?
Transformator pentanahan umumnya menggunakan hubungan zig-zag. Setiap belitan fase dibagi menjadi dua bagian. Bagian-bagian ini dililitkan dengan arah yang berlawanan pada kaki inti yang berbeda dan kemudian dihubungkan secara seri untuk memunculkan titik netral.
Dalam kondisi normal, tegangan tiga fase pada dasarnya seimbang.
Transformator pentanahan terutama membawa arus magnetisasi. Transformator ini memberikan impedansi tinggi terhadap arus urutan positif dan negatif, sehingga beroperasi mendekati kondisi tanpa beban.
Selama gangguan tanah satu fase, arus urutan nol mengalir melalui titik netral ke tanah.
Susunan zig-zag memungkinkan fluks urutan nol membentuk jalur tertutup di dalam inti. Hal ini menghasilkan impedansi rendah terhadap arus urutan nol.
Dibandingkan dengan transformator tenaga konvensional, transformator pentanahan zig-zag memiliki impedansi urutan nol yang jauh lebih rendah.
Oleh karena itu, transformator ini lebih cocok untuk membawa arus gangguan tanah. Impedansi urutan nol yang pasti bergantung pada kapasitas produk, struktur inti, dan tingkat tegangan sistem. Hal ini harus dikonfirmasi dari laporan uji pabrikan dan studi gangguan sistem.
Jenis Umum dan Susunan Hubungan
Transformator pentanahan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
- Berdasarkan medium isolasi: transformator pentanahan rendaman minyak dan transformator pentanahan tipe kering.
- Berdasarkan jumlah fase: transformator pentanahan tiga fase dan satu fase.
- Berdasarkan susunan belitan: transformator pentanahan dua belitan dan tiga belitan.
Transformator pentanahan tiga belitan sering kali mencakup belitan tegangan rendah bantu. Belitan ini dapat berfungsi sebagai transformator layanan stasiun. Unit ini kemudian menyediakan titik netral buatan dan catu daya bantu, sehingga mengurangi jumlah peralatan dan menghemat ruang.
Susunan hubungan yang khas meliputi ZNyn dan YNd. Pemilihan akhir harus didasarkan pada tegangan sistem, metode pentanahan, persyaratan proteksi, dan setiap permintaan beban bantu.
Parameter Utama dan Pertimbangan Pemilihan
Parameter penting untuk pemilihan meliputi:
- Tegangan pengenal: harus sesuai dengan tegangan sistem, seperti 10 kV atau 35 kV.
- Impedansi urutan nol: memengaruhi arus gangguan tanah satu fase. Harus dikoordinasikan dengan resistor pentanahan netral, koil penekan busur api, dan pengaturan proteksi.
- Kapasitas pengenal: ditentukan oleh arus kapasitif sistem, metode pentanahan, dan arus gangguan jangka pendek.
- Kelas isolasi: kelas umum untuk unit tipe kering adalah Kelas F dan Kelas H.
- Kemampuan arus jangka pendek: transformator harus mampu menahan arus gangguan tanah selama durasi gangguan yang diperlukan.
- Metode pentanahan: pentanahan resistansi rendah, pentanahan resistansi tinggi, pentanahan reaktansi, pentanahan koil penekan busur api, atau pentanahan solid.
Dalam sistem yang ditanahkan dengan resistansi rendah, kapasitas transformator pentanahan harus diperiksa terhadap tegangan sistem dan arus gangguan target. Kapasitas juga harus diperiksa terhadap durasi gangguan yang diperlukan. Rating kontinu harus diturunkan dari beban termal jangka pendek. Jika unit tersebut juga menyuplai beban layanan stasiun, beban bantu harus ditambahkan untuk menghindari pemanasan berlebih jangka panjang.
Aplikasi Khas
- Jaringan distribusi 10 kV / 35 kV: menyediakan titik netral buatan dan membatasi tegangan lebih akibat busur api.
- Jaringan kabel: arus gangguan tanah kapasitif yang lebih tinggi memerlukan metode pentanahan yang terkontrol.
- Pembangkit energi terbarukan: menstabilkan potensial titik netral dalam sistem pengumpulan pembangkit listrik tenaga surya dan angin.
- Pusat data, rumah sakit, dan fasilitas industri: meningkatkan keselamatan pentanahan dan deteksi gangguan.
- Catu daya bantu gardu induk: menggunakan transformator pentanahan tiga belitan sebagai transformator layanan stasiun.
Daftar Periksa Inspeksi Harian
Transformator pentanahan tipe kering biasanya beroperasi pada kondisi tanpa beban atau beban yang sangat ringan. Transformator ini hanya membawa arus yang signifikan selama gangguan tanah. Inspeksi rutin harus mencakup item transformator tipe kering umum dan sirkuit pentanahan netral.
| Area Inspeksi |
Item Utama |
Kondisi Normal / Tindakan |
| Tampilan dan isolasi |
Selubung, belitan, isolator, bushing, klem inti |
Tidak ada retakan, perubahan warna, karbonisasi, pelacakan, atau material asing; bersihkan debu yang menumpuk saat pemadaman |
| Sambungan listrik |
Terminasi kabel, busbar, terminal, baut |
Tidak ada kelonggaran, oksidasi, perubahan warna, atau terbakar; periksa dengan termografi inframerah |
| Netral dan pembumian |
Kabel netral, resistor pembumian atau kumparan penekan busur, pembumian selubung, pembumian inti |
Konduktor pembumian aman dan bebas dari korosi; resistansi pembumian pelindung biasanya ≤ 4 Ω atau sesuai dengan yang dipersyaratkan oleh grid pembumian; resistansi pembumian netral harus ditentukan oleh perhitungan sistem |
| Suhu dan pendinginan |
Pengontrol suhu, suhu belitan, kipas pendingin, saluran udara |
Unit Kelas F umumnya berbunyi alarm pada sekitar 130 °C dan trip pada sekitar 150 °C; Kelas H mengizinkan suhu yang lebih tinggi; konfirmasi pengaturan dengan papan nama dan data pabrikan |
| Suara dan getaran |
Inti, klem, selubung, kipas |
Dengungan seragam adalah normal; selidiki retakan, percikan api, atau suara logam segera |
| Parameter operasi |
Tegangan, arus, keseimbangan fase, arus urutan nol |
Deviasi tegangan sebaiknya dalam ±5 %; arus fase seimbang; arus urutan nol yang tidak normal memerlukan penyelidikan |
| Lingkungan |
Ventilasi, suhu, kelembapan, kondensasi, perlindungan hama |
Suhu ambien umumnya ≤ 40 °C; kelembapan relatif ≤ 85 %; tidak ada kondensasi, puing, atau penyegelan yang rusak |
Gangguan Umum dan Pemecahan Masalah
| Gejala |
Kemungkinan Penyebab |
Tindakan yang Direkomendasikan |
| Pergeseran tegangan titik netral |
Ketidakseimbangan fasa, pentanahan yang buruk, gangguan tanah sistem |
Periksa keseimbangan beban, sirkuit pentanahan, dan tegangan urutan nol |
| Arus urutan nol yang tidak normal |
Gangguan tanah satu fasa, gangguan resistor pentanahan, masalah proteksi |
Verifikasi kondisi gangguan sistem; periksa sirkuit netral, resistor pentanahan, dan CT urutan nol |
| Belitan atau sambungan yang terlalu panas |
Sambungan longgar, beban berlebih, kegagalan kipas |
Lakukan inspeksi inframerah; kencangkan sambungan; periksa kipas dan saluran udara |
| Suara atau bau pelepasan muatan |
Kelembapan, akumulasi debu, pelepasan parsial |
Periksa permukaan isolasi saat pemadaman; lakukan uji isolasi jika diperlukan |
| Arus pentanahan inti yang tinggi |
Beberapa titik pentanahan inti, penuaan isolasi |
Ukur resistansi isolasi inti; temukan dan hapus titik pentanahan yang tidak diinginkan |
| Trip proteksi urutan nol |
Gangguan tanah aktual, kerusakan resistor pentanahan, malfungsi CT atau relai |
Konfirmasi apakah gangguan yang sebenarnya terjadi; periksa sirkuit netral, resistor pentanahan, CT urutan nol, dan pengaturan relai |
Rekomendasi Pemeliharaan dan Pengujian
Pelihara catatan operasi untuk suhu belitan, arus, tegangan, arus urutan nol, dan operasi kipas. Kegiatan bulanan dapat mencakup inspeksi visual, pengencangan terminal, dan uji fungsi kipas. Pemeriksaan triwulanan harus mencakup sistem pentanahan, arus pentanahan inti, dan kondisi isolasi.
Pengujian tahunan atau berbasis kode dapat mencakup tahanan isolasi, tahanan DC belitan, rasio lilitan, kalibrasi pengontrol suhu, dan uji pelepasan parsial jika berlaku.
Meskipun transformator pentanahan membawa beban yang sangat kecil selama operasi normal, keandalannya secara langsung memengaruhi kinerja proteksi gangguan tanah. Kabel netral, resistor pentanahan, kumparan penekan busur, dan sirkuit proteksi urutan nol harus diperlakukan sebagai titik inspeksi prioritas.
Ruang Lingkup dan Catatan Keselamatan
Artikel ini ditujukan sebagai referensi umum mengenai transformator pentanahan tipe kering yang digunakan dalam sistem distribusi tegangan menengah. Parameter spesifik, pengaturan, dan interval pemeliharaan harus selalu mengikuti papan nama peralatan, instruksi pabrikan, spesifikasi proyek, dan standar lokal yang berlaku.
Selama inspeksi saat bertegangan, pertahankan jarak aman dari bagian yang bertegangan. Pekerjaan apa pun yang melibatkan isolasi, pengencangan terminal, atau pengujian harus mengikuti prosedur lockout/tagout yang tepat, verifikasi de-energisasi, dan prosedur pentanahan.
Informasi yang disediakan di sini hanya untuk diskusi teknis dan tidak merupakan desain teknik, koordinasi proteksi, atau instruksi operasional.
Masuk
