Analisis Kegagalan dan Tindakan Perlindungan untuk Trafo H59/H61

1. Penyebab Kerusakan pada Trafo Distribusi Terendam Minyak H59/H61 untuk Pertanian

1.1 Kerusakan Isolasi
Pasokan listrik di daerah pedesaan umumnya menggunakan sistem campuran 380/220V. Karena proporsi beban satu fasa yang tinggi, trafo distribusi terendam minyak H59/H61 sering beroperasi dengan ketidakseimbangan beban tiga fasa yang signifikan. Dalam banyak kasus, derajat ketidakseimbangan beban tiga fasa jauh melebihi batas yang diizinkan oleh peraturan operasional, menyebabkan penuaan dini, penurunan kualitas, dan akhirnya kegagalan isolasi lilitan, yang mengarah pada pembakaran.

Ketika trafo distribusi terendam minyak H59/H61 mengalami overloading yang berkepanjangan, gangguan pada sisi tegangan rendah, atau peningkatan beban besar yang tiba-tiba, dan tidak ada perangkat pelindung yang dipasang pada sisi tegangan rendah—sementara pengaman putus pada sisi tegangan tinggi gagal beroperasi dengan cepat (atau sama sekali)—trafo dipaksa untuk membawa arus gangguan yang jauh melebihi arus nominalnya (kadang-kadang beberapa kali nilai nominal) untuk periode yang lama. Hal ini mengakibatkan kenaikan suhu yang tajam, mempercepat penuaan isolasi, dan akhirnya membakar lilitan.

Setelah operasi jangka panjang, komponen penyegelan seperti manik-manik karet dan bantalan dalam trafo distribusi terendam minyak H59/H61 mengalami penuaan, retak, dan kehilangan efektivitas. Jika tidak dideteksi dan diganti tepat waktu, hal ini akan mengakibatkan kebocoran minyak dan penurunan level minyak. Kelembaban dari udara kemudian masuk ke dalam minyak isolasi dalam jumlah besar, secara drastis mengurangi daya dielektriknya. Dalam kondisi kekurangan minyak yang parah, pemilih tap dapat terpapar udara, menyerap kelembaban, dan menyebabkan percikan atau hubungan pendek, membakar trafo.

Proses manufaktur yang tidak memadai—seperti impregnasi vernis antar lapisan lilitan yang tidak lengkap (atau vernis isolasi berkualitas buruk), pengeringan yang tidak cukup, atau lasan sambungan lilitan yang tidak andal—meninggalkan cacat isolasi tersembunyi dalam trafo distribusi terendam minyak H59/H61. Selain itu, selama komisioning atau perawatan, minyak isolasi yang tidak memenuhi standar mungkin ditambahkan, atau kelembaban dan kontaminan dapat masuk ke dalam minyak, menurunkan kualitas minyak dan mengurangi kekuatan isolasi. Dengan berlalunya waktu, hal ini dapat mengarah pada keruntuhan isolasi dan pembakaran trafo distribusi terendam minyak H59/H61.

1.2 Overvoltage
Resistansi grounding perlindungan petir tidak memenuhi standar yang diperlukan. Bahkan jika awalnya sesuai saat komisioning, korosi, oksidasi, patah, atau penyolderan yang buruk pada komponen baja sistem grounding seiring waktu dapat menyebabkan peningkatan resistansi grounding yang dramatis, mengakibatkan kerusakan trafo selama sambaran petir.

Konfigurasi perlindungan petir yang tidak tepat umum terjadi: banyak trafo distribusi terendam minyak H59/H61 di daerah pedesaan hanya dilengkapi dengan satu set pelindung lonjakan tegangan pada sisi tegangan tinggi. Karena sistem listrik pedesaan hampir selalu menggunakan trafo yang terhubung Yyn0, sambaran petir dapat menginduksi overvoltage transformasi maju dan mundur. Tanpa pelindung lonjakan tegangan pada sisi tegangan rendah, overvoltage ini secara signifikan meningkatkan risiko kerusakan trafo.

Sistem listrik 10kV di daerah pedesaan memiliki probabilitas ferroresonansi yang relatif tinggi. Selama insiden overvoltage resonan, arus sisi primer trafo distribusi terendam minyak H59/H61 melonjak tajam, potensial membakar lilitan atau menyebabkan flashover bushing—bahkan ledakan.

1.3 Kondisi Operasional yang Ekstrem
Selama periode suhu tinggi di musim panas atau ketika trafo distribusi terendam minyak H59/H61 beroperasi secara berkelanjutan dalam kondisi overload, suhu minyak meningkat secara berlebihan. Hal ini sangat mengganggu pendinginan, mempercepat penuaan, penurunan, dan kegagalan isolasi, dan akhirnya mempersingkat masa pakai trafo.

1.4 Operasi Pemilih Tap yang Tidak Tepat atau Kualitas Buruk
Beban listrik di daerah pedesaan tersebar, sangat musiman, dengan perbedaan puncak-lembah yang besar dan garis tegangan rendah yang panjang, mengakibatkan fluktuasi tegangan yang signifikan. Sebagai hasilnya, petugas listrik pedesaan sering melakukan penyesuaian manual pada pemilih tap trafo distribusi terendam minyak H59/H61. Sebagian besar penyesuaian ini tidak mengikuti prosedur yang ditentukan, dan setelah penyesuaian, nilai resistansi DC dari setiap fase jarang diukur dan dibandingkan sebelum re-energizing. Akibatnya, banyak trafo mengalami pemosisian pemilih tap yang tidak tepat atau kontak yang buruk, menyebabkan peningkatan tajam resistansi kontak dan membakar pemilih tap.

Pemilih tap berkualitas buruk—dengan kontak statis dan dinamis yang tidak memadai, atau indikator posisi eksternal yang tidak sesuai dengan posisi internal yang sebenarnya—dapat menyebabkan percikan atau hubungan pendek setelah energi, mengakibatkan kerusakan pemilih tap atau bahkan seluruh lilitan.

1.5 Masalah Grounding Inti Trafo
Karena masalah kualitas inheren dalam trafo distribusi terendam minyak H59/H61, vernis isolasi antara lembaran besi silikon mengalami penuaan seiring waktu atau merosot lebih awal karena alasan lain, menyebabkan grounding multi titik pada inti dan mengakibatkan kerusakan.

1.6 Operasi Overload Berkepanjangan
Dengan perkembangan ekonomi pedesaan, permintaan listrik telah meningkat secara dramatis. Namun, trafo distribusi terendam minyak H59/H61 baru belum diinstal secara tepat waktu, dan unit yang ada belum diganti dengan model kapasitas yang lebih tinggi. Akibatnya, trafo saat ini beroperasi dalam kondisi overload kronis. Ditambah dengan proporsi beban satu fasa yang tinggi di daerah pedesaan—yang mencegah beban tiga fasa yang seimbang—satu fasa sering mengalami overload jangka panjang yang parah, dan arus netral jauh melebihi batas yang diizinkan. Kondisi-kondisi ini akhirnya mengakibatkan pembakaran trafo distribusi terendam minyak H59/H61.

2. Tindakan Pencegahan
Menurut peraturan yang berlaku, setiap trafo distribusi celup minyak tipe H59/H61 harus dilengkapi dengan tiga perlindungan dasar: terhadap petir, hubungan singkat, dan beban berlebih. Perlindungan terhadap petir memerlukan penangkal petir pada sisi tegangan tinggi dan rendah, dengan preferensi untuk penangkal petir oksida seng (ZnO). Perlindungan terhadap hubungan singkat dan beban berlebih harus dipertimbangkan secara terpisah: pemutus jatuh tegangan tinggi seharusnya melindungi terhadap hubungan singkat internal, sementara beban berlebih dan hubungan singkat pada sisi tegangan rendah harus ditangani oleh pemutus sirkuit atau sekering yang dipasang pada sisi tegangan rendah.

Selama operasi, amperemeter klip harus digunakan secara rutin untuk mengukur arus beban tiga fasa dan memeriksa apakah ketidakseimbangan masih dalam batas peraturan. Jika ketidakseimbangan melebihi nilai yang diizinkan, redistribusi beban harus segera dilakukan untuk mengembalikannya ke dalam batas yang sesuai.

Pemeriksaan rutin trafo distribusi celup minyak tipe H59/H61 harus dilakukan sesuai peraturan, memeriksa warna minyak, level minyak, dan suhu minyak untuk normalitas dan mencari kebocoran minyak. Permukaan bushing harus diperiksa untuk tanda-tanda flashover atau pelepasan. Setiap ketidaknormalan harus segera ditangani. Eksterior trafo, khususnya bushing, harus dibersihkan secara berkala untuk menghilangkan kotoran dan kontaminan.

Sebelum musim petir tahunan, penangkal petir tegangan tinggi dan rendah serta konduktor grounding turun harus diperiksa secara menyeluruh. Penangkal petir yang tidak sesuai harus diganti. Konduktor grounding turun tidak boleh memiliki benang putus, las buruk, atau retak. Kabel aluminium tidak boleh digunakan; sebagai gantinya, konduktor grounding harus terbuat dari baja bulat diameter 10–12 mm atau baja datar 30×3 mm.

Tahanan grounding harus diuji setiap tahun selama cuaca kering di musim dingin (setelah minimal satu minggu cuaca cerah berkelanjutan). Sistem grounding yang tidak sesuai harus diperbaiki. Saat menghubungkan stud terminal trafo ke konduktor udara pada sisi tegangan tinggi dan rendah, konektor transisi tembaga-aluminium atau clem tembaga-aluminium harus digunakan. Sebelum penghubungan, permukaan kontak dari konektor ini harus dipoles dengan kertas pasir No. 0 dan diolesi dengan jumlah yang tepat dari grease konduktif.

Operasi switch tap pada trafo distribusi celup minyak tipe H59/H61 harus secara ketat mengikuti peraturan. Setelah penyesuaian, trafo tidak boleh langsung dihidupkan kembali. Sebaliknya, pengukuran resistansi DC semua fase sebelum dan setelah operasi harus dibandingkan menggunakan jembatan Wheatstone. Jika tidak ada perubahan signifikan yang teramati, nilai resistansi DC fase-ke-fase dan garis-ke-garis pasca-operasi harus dibandingkan: perbedaan fase tidak boleh melebihi 4%, dan perbedaan garis harus kurang dari 2%. Jika kriteria ini tidak terpenuhi, penyebabnya harus dikenali dan diperbaiki. Hanya setelah memenuhi persyaratan ini, trafo distribusi celup minyak tipe H59/H61 dapat dikembalikan ke layanan.