Prinsip Kerja dan Konfigurasi Proteksi Transformator Pentanahan

Trafo Pentanahan Zigzag

Struktur Belitan: Belitan trafo pentanahan Zigzag mengadopsi koneksi zigzag. Setiap belitan fasa terdiri dari dua bagian yang dililitkan pada kolom inti yang berbeda. Kedua bagian ini memiliki jumlah lilitan yang sama dan arah lilitan yang berlawanan.

Prinsip Kerja: Pada operasi normal, karena tegangan tiga fasa simetris, jumlah arus pada belitan tiga fasa adalah nol, dan trafo pentanahan beroperasi dalam keadaan tanpa beban hanya dengan arus eksitasi yang kecil. Ketika terjadi gangguan tanah satu fasa dalam sistem, tegangan fasa yang gangguan turun menjadi nol, sedangkan tegangan fasa yang tidak gangguan naik hingga tegangan saluran.

Karena struktur khusus belitan Zigzag, fluks magnet urutan nol yang dihasilkan oleh kedua bagian dari setiap belitan fasa saling meniadakan di dalam inti di bawah pengaruh tegangan urutan nol.

Hal ini menghasilkan impedansi urutan nol yang sangat kecil, sehingga menyediakan jalur arus urutan nol yang cukup besar untuk sistem guna memastikan operasi yang andal dari perangkat proteksi tanah.

Transformator Pentanahan yang Dikonversi dari Transformator Tiga Fasa Biasa

• Koneksi Belitan: Biasanya, belitan transformator tiga fasa biasa dihubungkan dalam konfigurasi Bintang (Y), dengan titik netral ditanahkan melalui resistor pentanahan atau koil penekan busur api (koil Petersen).
• Prinsip Kerja: Pada operasi normal, tegangan tiga fasa simetris, potensial titik netral adalah nol, dan tidak ada arus urutan nol pada belitan. Ketika terjadi gangguan tanah satu fasa, potensial titik netral naik, menghasilkan tegangan urutan nol. Di bawah aksi tegangan urutan nol ini, arus urutan nol muncul pada belitan. Dengan memilih parameter resistor pentanahan atau koil penekan busur api secara wajar, besaran arus urutan nol dapat dikendalikan untuk memenuhi persyaratan proteksi pentanahan dan membatasi tegangan lebih selama gangguan.

Konfigurasi Proteksi Transformator Pentanahan

Proteksi Arus Urutan Nol

• Prinsip Konfigurasi: Trafo arus urutan nol dipasang pada jalur keluar dari titik netral transformator pentanahan. Pada operasi sistem normal, jumlah vektor dari arus tiga fasa adalah nol, sehingga trafo arus urutan nol tidak memiliki keluaran. Ketika terjadi gangguan tanah satu fasa, arus urutan nol dihasilkan. Ketika arus ini mencapai nilai yang ditetapkan, perangkat proteksi akan beroperasi.
• Fungsi: Mendeteksi dan membersihkan gangguan tanah dengan cepat untuk mencegah perluasan gangguan, melindungi peralatan dan keselamatan sistem.

Proteksi Arus Lebih

• Prinsip Konfigurasi: Trafo arus dipasang pada sisi primer atau sekunder transformator pentanahan untuk memantau arusnya. Ketika arus melebihi ambang batas arus lebih yang ditetapkan, perangkat proteksi beroperasi setelah penundaan waktu.
• Fungsi: Melindungi transformator pentanahan dari kerusakan selama beban lebih atau gangguan hubung singkat.

Proteksi Gas (Proteksi Buchholz)

• Prinsip Konfigurasi: Relai gas (relai Buchholz) dipasang pada transformator pentanahan terendam minyak. Ketika terjadi gangguan internal ringan, menghasilkan sejumlah kecil gas, proteksi gas ringan diaktifkan untuk mengirim sinyal. Ketika terjadi gangguan parah, menghasilkan sejumlah besar gas dan dampak aliran minyak, proteksi gas berat diaktifkan untuk memutus pemutus daya.
• Fungsi: Merespons dengan sensitif terhadap gangguan internal pada transformator pentanahan, terutama gangguan ringan tahap awal, memungkinkan pengambilan tindakan tepat waktu.

Proteksi Suhu

• Prinsip Konfigurasi: Sensor suhu dipasang pada belitan atau inti transformator pentanahan untuk memantau suhu secara waktu nyata. Ketika suhu melebihi nilai yang ditetapkan, perangkat proteksi beroperasi.
• Fungsi: Mencegah transformator pentanahan merusak isolasinya akibat panas berlebih, memperpanjang masa pakai peralatan dan memastikan operasi yang aman.

Proteksi Tegangan Lebih

• Prinsip Konfigurasi: Memantau tegangan transformator pentanahan dengan memasang relai tegangan lebih atau memanfaatkan fungsi proteksi tegangan lebih dalam perangkat proteksi terintegrasi. Ketika terjadi kondisi tegangan lebih, perangkat proteksi beroperasi.
• Fungsi: Membatasi potensi tegangan lebih dalam sistem, melindungi isolasi transformator pentanahan dan peralatan lainnya.