Uji Polaritas pada Transformer – Diagram Rangkaian dan Cara Kerja

Polaritas pada Transformator Dua Gulungan

Pada transformator dua gulungan, satu terminal dari gulungan selalu positif relatif terhadap yang lainnya pada setiap saat. Polaritas transformator merujuk pada arah relatif tegangan yang diinduksi antara gulungan tegangan tinggi (HV) dan gulungan tegangan rendah (LV). Pada transformator praktis, terminal gulungan dibawa keluar sebagai kabel, dan polaritas menentukan bagaimana kabel-kabel tersebut dihubungkan dan dilabeli.

Kepentingan Polaritas Transformator

Memahami polaritas sangat penting untuk beberapa tugas operasional dan teknik:

• Hubungan Transformator Instrumentasi (CTs dan PTs):Polaritas yang tepat memastikan pengukuran arus dan tegangan yang akurat dalam sistem tenaga listrik.

• Koordinasi Relai Perlindungan:Polaritas yang benar sangat penting agar relai dapat mendeteksi gangguan dan beroperasi dengan andal.

• Konstruksi Transformator Tiga Fasa:Polaritas menentukan bagaimana gulungan fase tunggal dihubungkan untuk membentuk konfigurasi tiga fasa (misalnya, delta atau wye).

• Operasi Paralel Transformator:Transformator dalam paralel harus memiliki polaritas identik untuk menghindari arus sirkulasi dan pembatalan fluks magnetik.

Penandaan Terminal dan Identifikasi Polaritas

Alih-alih menggunakan penanda titik tradisional, sering kali lebih jelas untuk menggunakan H1/H2 untuk gulungan primer (HV) dan X1/X2 untuk gulungan sekunder (LV) untuk menandai polaritas:

• H1 dan H2: Penanda untuk terminal gulungan primer, menunjukkan awal dan akhir gulungan HV.

• X1 dan X2: Penanda yang sesuai untuk terminal gulungan sekunder (sisi LV).

Selama pengujian polaritas, label-label ini membantu mengidentifikasi:

• Hubungan tegangan instan antara gulungan HV dan LV (misalnya, H1 dan X1 "sefase" jika polaritas aditif).

• Apakah transformator memiliki polaritas aditif (seri-membantu) atau subtraktif (seri-berlawanan), yang mempengaruhi cara gulungan dihubungkan dalam rangkaian.

Pertimbangan Kunci

Polaritas yang tidak benar dapat menyebabkan:

• Pengukuran yang salah pada transformator instrumentasi.

• Relai perlindungan yang tidak berfungsi.

• Arus sirkulasi berlebihan atau panas berlebih pada transformator yang dihubungkan secara paralel.

Dengan menstandarisasi pada penandaan terminal yang jelas (H1/H2 dan X1/X2), insinyur dan teknisi dapat memastikan polaritas transformator yang tepat, meningkatkan keamanan, keandalan, dan efisiensi sistem tenaga listrik.

Polaritas Transformator
Konvensi titik (atau notasi titik) adalah metode standar yang digunakan untuk menandai polaritas gulungan pada transformator.

Polaritas Transformator dan Konvensi Titik

Pada Gambar A, dua titik ditempatkan di sisi yang sama dari gulungan primer dan sekunder. Ini menunjukkan bahwa arus yang masuk ke terminal bertitik pada gulungan primer memiliki arah yang sama dengan arus yang keluar dari terminal bertitik pada gulungan sekunder. Akibatnya, tegangan pada ujung bertitik berada dalam fase—jika tegangan pada titik bertitik primer positif, tegangan pada titik bertitik sekunder juga akan positif.

Pada Gambar B, titik-titik ditempatkan di sisi yang berlawanan dari gulungan, menandakan bahwa gulungan digulung dalam arah yang berlawakan seputar inti. Di sini, tegangan pada titik bertitik berada dalam fase yang berlawakan: tegangan positif pada terminal bertitik primer berarti tegangan negatif pada terminal bertitik sekunder.

Aditif vs. Subtraktif Polaritas

Polaritas transformator dapat diklasifikasikan sebagai aditif atau subtraktif. Untuk menentukan jenis mana yang berlaku, hubungkan satu terminal dari gulungan primer ke satu terminal dari gulungan sekunder dan pasang voltmeter di antara terminal-teminal yang tersisa dari kedua gulungan.

Polaritas Aditif

• Pembacaan Voltmeter: Mengukur jumlah tegangan primer VA dan tegangan sekunder VB, ditandai sebagai VC.

• Rumus: VC = VA + VB.

• Konfigurasi Gulungan: Gulungan disusun sedemikian rupa sehingga fluks magnetik mereka saling berlawakan ketika arus mengalir ke terminal bertitik.

Diagram rangkaian polaritas aditif ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Polaritas Subtraktif

Dalam polaritas subtraktif, voltmeter mengukur perbedaan antara tegangan primer dan tegangan sekunder. Ditandai sebagai VC, pembacaan voltmeter dinyatakan oleh persamaan:

Diagram rangkaian polaritas subtraktif ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Diagram Rangkaian Pengujian Polaritas

Diagram rangkaian pengujian polaritas ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Pengujian Polaritas Transformator

Terminal gulungan primer diberi tanda A1, A2, dan terminal gulungan sekunder a1, a2. Seperti ditunjukkan pada gambar, voltmeter VA dihubungkan di seberang gulungan primer, VB di seberang gulungan sekunder, dan VC antara terminal primer A1 dan terminal sekunder a1.

Autotransformator digunakan untuk memberikan suplai AC variabel ke gulungan primer. Semua pembacaan voltmeter dicatat dalam konfigurasi ini:

• Jika voltmeter VC membaca jumlah VA dan VB, transformator menunjukkan polaritas aditif.

• Jika VC) membaca perbedaan antara VA dan VB, transformator menunjukkan polaritas subtraktif.

Pengujian Polaritas Menggunakan Sumber DC (Baterai)

Metode tegangan AC yang dijelaskan di atas mungkin tidak praktis untuk menentukan polaritas relatif dari transformator dua gulungan. Pendekatan yang lebih mudah menggunakan sumber DC (baterai), saklar, dan voltmeter DC permanen-magnet. Diagram koneksi untuk metode ini—termasuk polaritas baterai yang benar—diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Saklar dihubungkan secara seri dengan gulungan primer. Ketika saklar ditutup, baterai dihubungkan ke gulungan primer, memungkinkan arus mengalir melaluinya. Hal ini menghasilkan tautan fluks di kedua gulungan, menginduksi gaya elektromotif (EMF) di kedua gulungan primer dan sekunder.

EMF yang diinduksi di gulungan primer memiliki polaritas positif di ujung yang terhubung ke terminal positif baterai. Untuk menentukan polaritas gulungan sekunder:

• Jika voltmeter DC yang terhubung di seberang gulungan sekunder menunjukkan pembacaan positif pada saat saklar ditutup, terminal sekunder yang terhubung ke probe positif voltmeter memiliki polaritas yang sama dengan terminal positif primer (yaitu, terminal bertitik dikenali dengan benar).

• Jika voltmeter defleksi ke sisi negatif, terminal sekunder yang terhubung ke probe positif voltmeter memiliki polaritas yang berlawakan dengan terminal positif primer.