Trafo pentanahan, yang juga disebut kopling netral, digunakan dalam sistem tenaga tiga fase di mana titik netral tidak tersedia atau titik netral tidak dikeluarkan. Mereka menyediakan titik netral buatan sehingga sistem dapat ditanahkan secara langsung, melalui resistor, atau melalui kumparan penekan busur. Hal ini membantu membatasi arus gangguan tanah satu fase dan menekan tegangan lebih pada fase yang sehat.
Trafo pentanahan diklasifikasikan sebagai reaktor dalam IEC 60076-6:2007. Desainnya bergantung pada kondisi operasi sistem dan persyaratan gardu induk. Karena literatur yang ada memberikan panduan terbatas mengenai pengujian, makalah ini membahas pengujian kenaikan suhu untuk beberapa jenis umum trafo pentanahan rendaman minyak.
Persyaratan umum pengujian kenaikan suhu harus mengikuti IEC 60076-2:2011. Untuk trafo rendaman minyak dengan pendinginan ONAN atau ONAF, batas tipikalnya adalah 60 K untuk kenaikan suhu minyak atas dan 65 K untuk kenaikan suhu belitan rata-rata, kecuali ditentukan lain dalam spesifikasi pembelian.
Trafo Pentanahan Zigzag / Trafo Pentanahan
2. Kondisi Operasi dan Pengujian Kenaikan Suhu
2.1 Trafo Pentanahan dengan Arus Netral Kontinu Nominal dan Belitan Sekunder
Trafo Pentanahan dengan Belitan Sekunder
Untuk jenis ini, pembeli menentukan arus netral kontinu nominal berdasarkan perpindahan titik netral yang diharapkan dan metode pentanahan netral yang dipilih. Belitan sekunder juga dapat disediakan untuk pasokan bantu gardu induk.
Dalam kondisi sistem normal, trafo pentanahan dapat beroperasi dalam:
- kondisi beban tiga fase seimbang, di mana titik netral tetap dekat dengan potensial tanah;
- kondisi beban tiga fase tidak seimbang, di mana perpindahan titik netral menghasilkan arus urutan nol yang kontinu;
- kondisi beban belitan sekunder.
Di bawah beban seimbang, hanya arus eksitasi yang mengalir di belitan primer. Rugi-rugi utamanya adalah rugi inti dan rugi DC belitan primer yang sangat kecil. Oleh karena itu, kenaikan suhu belitan-ke-minyak hampir nol.
Ketika perpindahan titik netral terjadi, arus urutan nol yang kontinu mengalir melalui belitan primer trafo pentanahan. Hal ini menghasilkan rugi DC belitan dan rugi hambur tambahan yang disebabkan oleh fluks urutan nol. Jika belitan sekunder membawa beban, rugi DC belitan sekunder dan rugi beban tambahan juga harus dipertimbangkan.
Karena kondisi seimbang dan kondisi perpindahan netral tidak terjadi secara bersamaan, sedangkan kondisi beban sekunder dapat ditumpangkan pada salah satunya, pengujian kenaikan suhu harus mensimulasikan kombinasi yang paling parah.
Prosedur pengujian contoh
Asumsikan sebuah trafo pentanahan rendaman minyak dengan data berikut.
Contoh Data Teknis Trafo Pentanahan Rendaman Minyak
| Parameter |
Nilai |
| Grup vektor |
ZNyn11 |
| Arus pengenal |
3.5 / 288.7 A |
| Rugi-rugi tanpa beban |
1.337 W |
| Rugi-rugi beban pada 75 °C berdasarkan 200 kVA |
969 W |
| Rugi-rugi DC lilitan tegangan rendah pada 75 °C |
754 W |
| Arus netral kontinu pengenal |
70 A |
| Rugi-rugi pada arus netral kontinu pengenal pada 75 °C |
4.930 W |
Uji kenaikan suhu dapat dilakukan sebagai berikut.
Langkah 1 — Tahap rugi-rugi total maksimum
Rugi-rugi total yang akan diterapkan adalah:
Pmax = PkN(75 °C) + P0 + Pr(75 °C)
Pmax = 4.930 + 1.337 + 754 = 7.021 W
di mana:
- PkN(75 °C) adalah rugi-rugi yang dihasilkan oleh arus netral kontinu pengenal;
- P0 adalah rugi-rugi beban nol pada tegangan dan frekuensi pengenal;
- Pr(75 °C) adalah rugi-rugi DC belitan tegangan rendah pada arus beban sekunder pengenal.
Rugi-rugi yang dihasilkan oleh arus netral kontinu pengenal harus didasarkan pada nilai terukur. Sebelum pengujian, belitan sekunder dibiarkan terbuka, dan arus netral kontinu pengenal sebesar 70 A diterapkan antara terminal tegangan tinggi ABC dan titik netral O. Rugi-rugi yang terukur kemudian dikoreksi ke suhu referensi 75 °C.
Koneksi Uji Kenaikan Suhu Transformator Pembumian
Pr(75 °C) adalah rugi-rugi DC belitan tegangan rendah pada arus sekunder pengenal sebesar 288,7 A. Arus tegangan tinggi yang sesuai dengan beban sekunder 200 kVA adalah 3,5 A, yang sudah termasuk dalam 70/3 A per fase. Oleh karena itu, rugi-rugi beban penuh yang diukur dalam uji beban konvensional tidak boleh digunakan secara langsung, jika tidak rugi-rugi DC tegangan tinggi akan diterapkan dua kali dan hasil kenaikan suhu akan menjadi berlebihan.
Setelah rugi-rugi total ditentukan, transformator diberi energi sesuai dengan diagram pengkabelan uji. Kenaikan suhu minyak atas dan kenaikan suhu minyak rata-rata diperoleh sesuai dengan IEC 60076-2:2011.
Langkah 2 — Kenaikan suhu belitan tegangan tinggi
Arus untuk tahap ini harus mencakup arus netral kontinu pengenal dan arus tegangan tinggi yang sesuai dengan kapasitas sekunder pengenal. Untuk contoh ini, arus yang diterapkan adalah:
I = 3 × 3,5 + 70 = 80,5 A
Arus ini dipertahankan selama satu jam. Hambatan panas belitan tegangan tinggi antara terminal B dan netral O diukur untuk menentukan perbedaan suhu belitan tegangan tinggi terhadap minyak dan dengan demikian kenaikan suhu belitan tegangan tinggi. Pendekatan ini mengikuti prinsip yang diberikan dalam IEC 60076-6:2007 untuk transformator pembumian dengan belitan sekunder.
Langkah 3 — Kenaikan suhu belitan tegangan rendah
Transformator pembumian kemudian diperlakukan serupa dengan transformator distribusi untuk uji belitan tegangan rendah. Belitan tegangan rendah dihubung singkat, dan arus tiga fase simetris sebesar 3,5 A diterapkan pada sisi tegangan tinggi, yang sesuai dengan kapasitas sekunder pengenal. Durasi uji adalah satu jam.
Hambatan panas belitan tegangan rendah dan suhu minyak rata-rata diukur. Perbedaan suhu belitan tegangan rendah terhadap minyak dihitung dan ditambahkan ke kenaikan suhu minyak rata-rata yang diperoleh pada Langkah 1 untuk menentukan kenaikan suhu belitan tegangan rendah.
Transformator Pembumian tanpa Belitan Sekunder
2.2 Transformator Pentanahan dengan Arus Netral Kontinu Nominal tetapi tanpa Belitan Sekunder
Jenis ini mencakup kondisi seimbang dan kondisi pergeseran netral. Uji kenaikan suhu harus mewakili kondisi pergeseran netral.
Parameter uji adalah sebagai berikut:
- Tahap rugi-rugi total maksimum: Pmax = PkN(75 °C) + P0
- Tahap arus nominal: I = IN
2.3 Transformator Pentanahan yang Digabungkan dengan Kumparan Penekan Busur Api
Untuk jenis ini, kumparan penekan busur api diintegrasikan pada titik netral transformator. Transformator pentanahan dan kumparan penekan busur api harus diuji bersama-sama. Jika kumparan penekan busur api dapat disesuaikan, uji harus dilakukan pada posisi yang menghasilkan rugi-rugi tertinggi.
Kombinasi Kumparan Penekan Busur Api dan Transformator Pentanahan
Metode untuk menentukan rugi-rugi total maksimum dan arus nominal sama dengan pada Bagian 2.1. Pengukuran resistansi panas harus dilakukan dua kali:
- Antara satu terminal saluran dan terminal pentanahan kumparan penekan busur api, biasanya BO;
- Antara dua terminal saluran transformator pentanahan, biasanya AC.
Pengukuran ini memungkinkan perbedaan suhu dari belitan utama transformator pentanahan dan belitan kumparan penekan busur api untuk ditentukan secara terpisah.
3. Kesimpulan
Kenaikan suhu merupakan indikator kinerja utama untuk operasi yang aman dan masa pakai transformator pentanahan. Karena transformator pentanahan memiliki struktur dan mode operasi yang beragam, metode uji yang tidak tepat dapat menghasilkan hasil yang menyesatkan. Dengan mensimulasikan kondisi operasi paling parah sesuai dengan IEC 60076-6:2007 dan IEC 60076-2:2011, pabrikan dapat memperoleh data kenaikan suhu yang lebih andal untuk transformator pentanahan rendaman minyak.
Masuk
