Kerusakan Eksternal dan Internal pada Trafo
Penting untuk melindungi trafo berkapasitas tinggitrafo terhadap kerusakan listrik eksternal dan internal.
Kerusakan Eksternal pada Trafo Tenaga
Korsleting Eksternal pada Trafo Tenaga
Korsleting dapat terjadi pada dua atau tiga fase dari sistem tenaga listrik. Tingkat arus kerusakan selalu cukup tinggi. Hal ini tergantung pada tegangan yang mengalami korsleting dan impedansi sirkuit hingga titik kerusakan. Kerugian tembaga pada trafo pemasok kerusakan meningkat secara tiba-tiba. Peningkatan kerugian tembaga ini menyebabkan pemanasan internal di dalam trafo. Arus kerusakan yang besar juga menimbulkan tekanan mekanis yang parah pada trafo. Tekanan mekanis maksimum terjadi selama siklus pertama arus kerusakan simetris.
Gangguan Tegangan Tinggi pada Trafo Tenaga
Gangguan tegangan tinggi pada trafo tenaga ada dua jenis,
Tegangan Lonjakan Transien
Overvoltage Frekuensi Tenaga
Tegangan Lonjakan Transien
Lonjakan tegangan tinggi dan frekuensi tinggi dapat terjadi pada sistem tenaga listrik karena salah satu penyebab berikut,
Grounding busur jika titik netral dipisahkan.
Operasi peralihan peralatan listrik yang berbeda.
Impuls petir atmosfer.
Apapun penyebab lonjakan tegangan, pada akhirnya merupakan gelombang bergerak dengan bentuk gelombang tinggi dan curam serta memiliki frekuensi tinggi. Gelombang ini bergerak di dalam jaringan sistem tenaga listrik, ketika mencapai trafo tenaga, menyebabkan insulasi antara lilitan yang berdekatan dengan terminal garis rusak, yang dapat menciptakan korsleting antar lilitan.
Overvoltage Frekuensi Tenaga
Selalu ada kemungkinan overvoltage sistem karena pemutusan beban besar secara tiba-tiba. Meskipun amplitudo tegangan ini lebih tinggi dari level normalnya, tetapi frekuensinya sama seperti kondisi normal. Overvoltage pada sistem menyebabkan peningkatan stres pada insulasi trafo. Seperti yang kita ketahui, tegangan
, peningkatan tegangan menyebabkan peningkatan proporsional dalam fluks kerja.
Ini menyebabkan, peningkatan kerugian besi dan peningkatan proporsional yang besar dalam arus magnetisasi. Fluks yang meningkat dialihkan dari inti trafo ke bagian struktural baja lainnya dari trafo. Baut inti yang biasanya membawa sedikit fluks, mungkin akan mengalami komponen fluks yang besar yang dialihkan dari wilayah inti yang jenuh di sebelahnya. Dalam kondisi tersebut, baut dapat memanas dengan cepat dan merusak isolasi mereka sendiri serta isolasi lilitan.
Efek Frekuensi Rendah pada Trafo Tenaga
Sebagai, tegangansebagai jumlah lilitan pada lilitan tetap.
Oleh karena itu,
Dari persamaan ini jelas bahwa jika frekuensi berkurang dalam sistem, fluks di inti meningkat, efeknya kurang lebih mirip dengan overvoltage.
Kerusakan Internal pada Trafo Tenaga
Prinsip kerusakan yang terjadi di dalam trafo tenaga dikategorikan sebagai,
Kerusakan insulasi antara lilitan dan tanah
Kerusakan insulasi antar fase yang berbeda
Kerusakan insulasi antar lilitan yang berdekatan yaitu kerusakan inter-turn
Kerusakan inti trafo
Kerusakan Internal ke Tanah pada Trafo Tenaga
Kerusakan Internal ke Tanah pada Lilitan Berhubungan Bintang dengan Titik Netral Terhubung ke Tanah melalui Impedansi
Dalam kasus ini, arus kerusakan bergantung pada nilai impedansi grounding dan juga proporsional terhadap jarak titik kerusakan dari titik netral karena tegangan pada titik tersebut bergantung pada, jumlah lilitan yang dilewati dari titik netral hingga titik kerusakan. Jika jarak antara titik kerusakan dan titik netral lebih jauh, jumlah lilitan di bawah jarak tersebut juga lebih banyak, sehingga tegangan antara titik netral dan titik kerusakan lebih tinggi yang menyebabkan arus kerusakan lebih tinggi. Jadi, dengan kata lain, nilai arus kerusakan bergantung pada nilai impedansi grounding serta jarak antara titik kerusakan dan titik netral. Arus kerusakan juga bergantung pada reaktansi bocor dari bagian lilitan di seberang titik kerusakan dan titik netral. Namun dibandingkan dengan impedansi grounding, reaktansi bocor sangat rendah dan tentu saja diabaikan karena berada dalam seri dengan impedansi grounding yang relatif lebih tinggi.
Kerusakan Internal ke Tanah pada Lilitan Berhubungan Bintang dengan Titik Netral Terhubung Solid ke Tanah
Dalam kasus ini, impedansi grounding idealnya nol. Arus kerusakan bergantung pada reaktansi bocor dari bagian lilitan yang melewati titik kerusakan dan titik netral trafo. Arus kerusakan juga bergantung pada jarak antara titik netral dan titik kerusakan pada trafo. Seperti yang disebutkan pada kasus sebelumnya, tegangan di kedua titik tersebut bergantung pada jumlah lilitan yang melewati titik kerusakan dan titik netral. Jadi, pada lilitan berhubungan bintang dengan titik netral terhubung solid ke tanah, arus kerusakan bergantung pada dua faktor utama, pertama reaktansi bocor dari lilitan yang melewati titik kerusakan dan titik netral, dan kedua jarak antara titik kerusakan dan titik netral. Namun, reaktansi bocor lilitan berubah secara kompleks dengan posisi kerusakan di lilitan. Dapat dilihat bahwa reaktansi menurun sangat cepat untuk titik kerusakan mendekati titik netral dan oleh karena itu arus kerusakan tertinggi untuk kerusakan dekat ujung netral. Jadi, pada titik ini, tegangan yang tersedia untuk arus kerusakan rendah dan pada saat yang sama reaktansi yang menentang arus kerusakan juga rendah, sehingga nilai arus kerusakan cukup tinggi. Lagi pula, pada titik kerusakan jauh dari titik netral, tegangan yang tersedia untuk arus kerusakan tinggi, tetapi pada saat yang sama reaktansi yang ditawarkan oleh bagian lilitan antara titik kerusakan dan titik netral juga tinggi. Dapat diperhatikan bahwa arus kerusakan tetap pada tingkat yang sangat tinggi sepanjang lilitan. Dengan kata lain, arus kerusakan menjaga magnitudo yang sangat tinggi tidak peduli dengan posisi kerusakan pada lilitan.
Kerusakan Fase ke Fase Internal pada Trafo Tenaga
Kerusakan fase ke fase pada trafo jarang terjadi. Jika kerusakan seperti itu terjadi, akan menghasilkan arus yang signifikan untuk mengoperasikan relai over current instan pada sisi primer serta relai diferensial.
Kerusakan Inter-Turn pada Trafo Tenaga
Trafo tenaga yang terhubung dengan sistem transmisi extra high voltage, sangat mungkin terkena tegangan impulse dengan magnitudo tinggi, front curam, dan frekuensi tinggi karena surge petir pada jalur transmisi. Stres tegangan antara lilitan menjadi sangat besar, sehingga tidak dapat menahan stres dan menyebabkan kegagalan insulasi antar lilitan di beberapa titik. Lilitan LV juga tertekan karena tegangan surge yang ditransfer. Sejumlah besar kegagalan trafo tenaga berasal dari kerusakan antar lilitan. Kerusakan inter-turn juga dapat terjadi karena gaya mekanis antar lilitan yang berasal dari korsleting eksternal.
Kerusakan Inti pada Trafo Tenaga
Jika bagian mana pun dari laminasi inti rusak, atau laminasi inti dihubungkan oleh bahan konduktif apa pun yang menyebabkan aliran arus eddy yang cukup, maka bagian inti tersebut menjadi panas berlebih. Kadang-kadang, isol
