Apa saja uji rutin untuk transformator tegangan luar ruangan?

1. Pendahuluan

Trafo tegangan luar ruangan adalah peralatan kunci untuk memastikan keselamatan peralatan listrik. Diperlukan analisis uji yang ilmiah dan komprehensif untuk menghindari bahaya dan kerugian properti yang disebabkan oleh operasi yang tidak tepat. Analisis uji dapat membimbing formulasi strategi operasional dan tindakan pencegahan, memastikan operasi stabil peralatan, dan memaksimalkan manfaat ekonomi dan sosial.

2. Konsep Trafo Tegangan Luar Ruangan

Trafo tegangan luar ruangan pada dasarnya adalah trafo penurun luar ruangan, dengan fungsi inti untuk mengisolasi listrik bertegangan tinggi:

• Mengubah listrik bertegangan tinggi menjadi tegangan sekunder 100V atau di bawahnya secara proporsional untuk memenuhi kebutuhan alat ukur dan perlindungan relai.

• Digunakan untuk kontrol/pengawasan output jalur di pembangkit listrik dan gardu induk, serta penyelesaian listrik antara jaringan listrik dan pengguna, serta antara pembangkit listrik dan stasiun.
  Memiliki nilai dan keterapan yang tinggi dan perlu digunakan secara wajar untuk memaksimalkan nilainya.

2.1 Metode Uji dan Prinsip Kerja

Metode sambungan balik sering digunakan untuk menguji trafo tegangan luar ruangan. Metode sambungan balik mendeteksi tangen sudut hilang dielektrik dari isolasi dari tiga bagian berikut:

• Isolasi antara layar elektrostatik primer (terminal X) dan gulungan sekunder dan tersier.

• Isolasi antara gulungan primer dan ujung gulungan sekunder dan tersier.

• Isolasi antara dukungan isolasi dan tanah.

2.2 Analisis Kekurangan Metode Sambungan Balik

Metode sambungan balik memiliki tiga kekurangan:

• Keterbatasan Pengukuran: Utamanya mencerminkan tangen sudut hilang dielektrik dari isolasi antara layar elektrostatik primer dan gulungan sekunder dan tersier. Karena kapasitansi bagian ini mencapai 1000pF, yang jauh lebih besar daripada dua bagian lainnya (puluhan pikofarad), sulit untuk mencerminkan perubahan sudut hilang dielektrik dari kedua bagian terakhir.

• Tegangan Uji Rendah: Tingkat isolasi ujung tanah gulungan bertegangan tinggi trafo tegangan kaskade rendah. Tegangan uji yang dirancang oleh produsen adalah 2000V, dan biasanya hanya 1600V yang dapat diterapkan dalam uji pencegahan (beberapa unit telah menggunakan 2500 - 3000V. Meskipun dapat mendeteksi masuknya air dan kelembaban, tegangan keseluruhan relatif rendah, yang mempengaruhi sensitivitas pengukuran jembatan).

• Gangguan Polusi: Polusi pada papan terminal dan selongsong keramik kecil yang dipimpin dari terminal X akan meningkatkan kesalahan pengukuran. Meskipun metode sambungan positif dapat digunakan untuk mengurangi dampak (metode sambungan positif juga mengukur tangen sudut hilang dielektrik antara layar elektrostatik primer dan gulungan sekunder dan tersier), kesalahan pengukuran metode sambungan positif sendiri masih besar.

Secara akurat, trafo tegangan dan trafo daya memiliki prinsip kerja yang hampir sama. Struktur dasarnya terdiri dari tiga bagian: inti besi, gulungan primer, dan gulungan sekunder. Fungsi utama trafo daya adalah untuk mentransmisikan energi listrik, sehingga umumnya memiliki kapasitas yang besar. Trafo tegangan berfungsi utamanya untuk menurunkan tegangan, memastikan pasokan listrik untuk alat ukur dan perangkat perlindungan relai, serta mengukur tegangan, daya, dan energi listrik dalam sirkuit. Perlu dicatat bahwa trafo tegangan juga dapat menganalisis dan memantau gangguan jalur. Faktor-faktor ini menentukan bahwa trafo tegangan luar ruangan memiliki kapasitas yang relatif kecil. Normalnya, trafo tegangan luar ruangan beroperasi dalam kondisi beban kosong. Diagram analisis prinsip kerja trafo tegangan ditunjukkan pada Gambar 1.

Seperti terlihat dari diagram, gulungan bertegangan tinggi trafo tegangan sejajar dengan sirkuit terkait lainnya dalam sirkuit primer. Tegangan sekunder sebanding dengan tegangan primer dan mencerminkan nilainya. Rasio tegangan nominal gulungan primer dan sekunder adalah rasio transformasi nominal, biasanya K_n = U₁/U₂. Juga, gulungan primer sejajar dalam sirkuit primer, sehingga sisi sekunder tidak boleh konsleting — konsleting akan menghasilkan arus yang kuat, merusak trafo dan bahkan melumpuhkan jalur dalam kasus yang parah. Demikian pula, selama uji trafo tegangan luar ruangan, untuk menghindari tegangan tinggi atau rendah berlebih, tanahkan gulungan sekunder, inti besi, dan perumahan. Ini memastikan trafo dan peralatan luar ruangan tetap aman bahkan jika terjadi kecelakaan.

3. Klasifikasi Trafo Tegangan Luar Ruangan

• Diklasifikasikan berdasarkan prinsip kerja trafo tegangan: Trafo tegangan elektromagnetik dan trafo tegangan kapasitif.

• Diklasifikasikan berdasarkan karakteristik kondisi kerja luar ruangan tertentu: Trafo tegangan luar ruangan konvensional dan trafo tegangan luar ruangan khusus.

• Diklasifikasikan berdasarkan jumlah fasa trafo tegangan: Jenis satu fasa dan jenis tiga fasa. Secara umum, trafo tegangan satu fasa merujuk pada yang dapat dibuat untuk setiap level tegangan dan dapat melakukan konversi sesuai kebutuhan dalam kondisi berbeda untuk memastikan semua perubahan yang diperlukan; sementara trafo tegangan tiga fasa dibatasi pada level tegangan 10 kV dan di bawahnya.Meskipun jenis trafo tegangan ini memiliki batasan tertentu, cukup cocok untuk memainkan nilai dan perannya dalam situasi tertentu.

• Diklasifikasikan berdasarkan jumlah gulungan trafo tegangan: Jenis kombinasi dua gulungan dan jenis kombinasi tiga gulungan.

• Diklasifikasikan berdasarkan struktur isolasi: Jenis kering, jenis cetak plastik, jenis gas isi, dan jenis celup minyak. Tentu saja, untuk jenis trafo tegangan luar ruangan apa yang harus digunakan, perlu mempertimbangkan lingkungan kerja dan karakteristik aktual dari seluruh trafo tegangan untuk analisis spesifik.

4. Analisis Mode Kawat Trafo Tegangan Luar Ruangan dalam Uji Rutin

Dalam seluruh uji trafo tegangan luar ruangan, mode kawat adalah tautan yang relatif kunci dan penting dalam seluruh trafo tegangan, dan kita perlu menganalisisnya untuk memastikan keamanan dan stabilitas seluruh uji.

4.1 Sambungan Satu Kawat

Ini adalah mode kawat yang menggunakan trafo tegangan satu fasa untuk mengukur tegangan fase tertentu ke tanah atau tegangan antar fasa. Metode kawat trafo tegangan ini terutama digunakan untuk sirkuit tiga fasa yang relatif simetris.

4.2 Mode Kawat V-V

Yang dimaksud dengan mode kawat V-V adalah menghubungkan dua trafo satu fasa menjadi struktur yang tidak lengkap. Mode kawat ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan antar fasa dengan lebih baik, tetapi juga memiliki kelemahan, yaitu tidak dapat mengukur tegangan ke tanah. Lebih menonjol, ia banyak digunakan dalam jaringan listrik dengan tegangan 20 kV dan di bawahnya di mana titik netral tidak di-ground atau dilengkapi dengan koil penghilang busur.

4.3 Kawat Y0-Y0

Mode kawat ini terutama menghubungkan sisi primer dan sekunder trafo satu fasa ke dalam bentuk Y0. Mode kawat ini memiliki keuntungan besar, yaitu dapat menyuplai daya ke meter dan relai yang membutuhkan tegangan, serta ke meter pemantau isolasi yang membutuhkan tegangan fasa. Secara umum, mode kawat ini hanya digunakan dalam sistem di bawah 35 kV.

5 Analisis Tindakan Pencegahan Selama Uji Rutin Trafo Tegangan Luar Ruangan

• Selama proses uji, sebelum uji formal trafo tegangan, diperlukan penanganan dan pengujian ilmiah polaritas dan pengukuran resistansi isolasi trafo tegangan. Ini untuk memastikan bahwa trafo tegangan tidak akan mengalami kerugian yang tidak perlu karena faktor eksternal selama uji.

• Pengkawatan trafo tegangan luar ruangan harus benar. Terutama, perlu diperhatikan bahwa gulungan primer dan sirkuit yang diuji perlu dihubungkan secara paralel, dan gulungan sekunder dan gulungan tegangan alat ukur dan perangkat perlindungan relai yang terhubung harus dihubungkan secara paralel. Juga perlu diperhatikan bahwa kebenaran polaritas harus dipastikan secara bersamaan.

• Selama uji, beban pada sisi sekunder trafo tegangan tidak boleh melebihi kapasitas nominalnya yang ditentukan dalam kondisi normal. Jika melebihi, akan menyebabkan kesalahan data yang besar pada seluruh trafo, dan nilai normal yang diperlukan tidak dapat diperoleh.

• Sisi sekunder trafo tegangan tidak boleh konsleting. Ini karena impedansi internal trafo tegangan sangat kecil. Jika sirkuit konsleting, akan menghasilkan arus yang besar, yang akan menyebabkan kerusakan besar pada seluruh peralatan trafo tegangan. Dalam kasus yang parah, mungkin bahkan mengancam keselamatan pribadi staf uji. Selain itu, jika memungkinkan, sebaiknya instal peralatan perlindungan dan pemantauan tertentu di sisi primer untuk memastikan stabilitas seluruh sistem uji dan menghindari situasi yang tidak perlu.

• Untuk memastikan pengukuran uji terkait dan keselamatan personel uji, gulungan sekunder harus di-ground pada satu titik selama eksperimen. Keuntungannya adalah, meskipun terjadi kerusakan isolasi, dapat dengan baik memastikan keamanan properti dan pribadi.

6 Kesimpulan

Melalui analisis uji trafo tegangan luar ruangan, metode uji dan tindakan pencegahan yang relatif lengkap dan ilmiah telah dirumuskan. Benar-benar pastikan kemajuan normal seluruh uji, lindungi keamanan peralatan dan personel, dan berikan dasar yang andal untuk aplikasi trafo tegangan luar ruangan di bidang pasokan listrik untuk memaksimalkan nilainya.