Perlindungan Diferensial dari Sebuah Trafo

Perlindungan Diferensial Transformer

Transformer merupakan salah satu komponen kunci dalam sistem tenaga. Sebagai perangkat statis, sepenuhnya tertutup, dan biasanya terendam minyak, kegagalan pada transformer relatif jarang terjadi. Namun, bahkan kegagalan yang jarang pun dapat memiliki konsekuensi serius bagi transformer tenaga. Oleh karena itu, melindungi transformer tenaga dari potensi kegagalan sangatlah penting.

Kegagalan pada transformer terutama dibagi menjadi dua jenis: kegagalan eksternal dan kegagalan internal. Kegagalan eksternal diatasi dengan cepat oleh sistem relai di luar transformer untuk mencegah kerusakan pada transformer akibat kegagalan tersebut. Untuk kegagalan internal pada jenis transformer ini, digunakan sistem perlindungan diferensial.

Skema perlindungan diferensial sebagian besar digunakan untuk melindungi terhadap kegagalan antar fase dan antara fase-ke-tanah. Perlindungan diferensial untuk transformer tenaga didasarkan pada prinsip arus sirkulasi Merz-Prize. Perlindungan semacam ini umumnya diterapkan pada transformer dengan kapasitas lebih dari 2 MVA.

Koneksi untuk Perlindungan Diferensial Transformer

Transformer tenaga terhubung bintang pada satu sisi dan delta pada sisi lainnya. Current transformers (CTs) pada sisi yang terhubung bintang dihubungkan secara delta, sementara CTs pada sisi yang terhubung delta dihubungkan secara bintang. Netral dari koneksi bintang CT dan koneksi bintang transformer tenaga di-grounded.

Koilm pembatas dihubungkan antara gulungan sekunder current transformers. Koil ini mengatur sensitivitas sistem. Koil operasi ditempatkan antara titik tapping koil pembatas dan titik bintang dari gulungan sekunder current transformers.

Operasi Sistem Perlindungan Diferensial

Dalam kondisi normal, koil operasi tidak membawa arus karena arus pada kedua sisi transformer tenaga berada dalam keseimbangan. Namun, ketika terjadi kegagalan internal dalam gulungan transformer tenaga, keseimbangan ini terganggu. Akibatnya, koil operasi relay diferensial membawa arus yang sesuai dengan selisih arus antara kedua sisi transformer. Dengan demikian, relay memicu pemutus sirkuit utama di kedua sisi transformer tenaga.

Masalah dengan Sistem Perlindungan Diferensial

Ketika transformer diberi energi, arus magnetisasi inrush sementara mengalir melaluinya. Arus ini bisa mencapai 10 kali arus beban penuh dan meredup seiring waktu. Arus magnetisasi ini mengalir melalui gulungan primer transformer tenaga, menyebabkan perbedaan pada output current transformers. Hal ini, pada gilirannya, dapat menyebabkan perlindungan diferensial transformer beroperasi secara tidak benar.

Untuk mengatasi masalah ini, sebuah kick fuse ditempatkan di seberang koil relay. Fuse ini bertipe time-limit dengan karakteristik invers dan tidak beroperasi selama durasi singkat inrush surge. Ketika terjadi kegagalan, fuse meledak, memungkinkan arus kegagalan mengalir melalui koil relay dan mengaktifkan sistem perlindungan. Masalah ini juga dapat dikurangi dengan menggunakan relay dengan karakteristik minimum dan definitif invers daripada relay tipe instan.