Analisis Empat Kasus Korsleting Transformator Listrik Besar

Kasus Satu

Pada tanggal 1 Agustus 2016, sebuah trafo distribusi 50kVA di stasiun penyediaan listrik tiba-tiba menyemprotkan minyak saat beroperasi, diikuti oleh terbakarnya dan hancurnya fusible tegangan tinggi. Pengujian isolasi menunjukkan nol megaohm dari sisi tegangan rendah ke tanah. Pemeriksaan inti menentukan bahwa kerusakan pada isolasi gulungan tegangan rendah telah menyebabkan korsleting. Analisis mengidentifikasi beberapa penyebab utama kegagalan trafo ini:

Overload: Manajemen beban secara historis merupakan titik lemah di stasiun penyediaan listrik tingkat bawah. Sebelum reformasi sistem listrik pedesaan, pengembangan sebagian besar tidak terencana. Kegagalan trafo sering terjadi selama Festival Musim Semi, musim pertanian, dan periode kekeringan ketika irigasi diperlukan. Meskipun sistem manajemen telah diterapkan, kemampuan manajemen petugas listrik pedesaan perlu ditingkatkan. Beban listrik pedesaan tumbuh dengan cepat dengan pola musiman yang kuat dan kurangnya manajemen terencana. Overload jangka panjang menyebabkan trafo hangus. Selain itu, dengan peningkatan pendapatan petani yang signifikan, beban peralatan rumah tangga tumbuh dengan cepat, dan industri pemrosesan individu pedesaan yang berpusat pada rumah tangga berkembang dengan cepat, menghasilkan pertumbuhan beban listrik yang substansial. Meskipun investasi dalam peralatan distribusi cukup besar, dana yang terbatas berarti penggantian trafo tidak dapat mengimbangi pertumbuhan beban, menyebabkan trafo hangus karena overload.

Selain itu, beban listrik pedesaan sulit dikelola, dan kesadaran penggunaan listrik yang terencana lemah. Selama periode beban puncak seperti irigasi, musim pertanian, dan jam malam, persaingan untuk penggunaan listrik menjadi masalah, berkontribusi pada kegagalan trafo.

Keseimbangan Beban Tiga Fasa: Ketika beban tiga fasa tidak seimbang, arus tiga fasa asimetris terjadi, menciptakan arus nol-sekuensial di garis netral. Fluks magnet nol-sekuensial yang dihasilkan oleh arus ini menginduksi potensial nol-sekuensial di gulungan trafo, menggeser potensial titik netral. Fasa dengan arus yang lebih tinggi menjadi overload, merusak isolasi gulungan, sementara fasa dengan arus yang lebih rendah tidak dapat mencapai kapasitas nominalnya, mengurangi efisiensi output trafo. Koneksi buruk di terminal tegangan rendah dan terminal netral trafo yang overload dapat menyebabkan pemanasan, penuaan, dan deformasi seal karet dan gasket minyak, menyebabkan kebocoran minyak dan hangusnya terminal.

Kegagalan Korsleting: Baik korsleting tanah satu fasa atau korsleting antar fasa, impedansi kecil dari gulungan tegangan rendah trafo distribusi menghasilkan arus korsleting yang sangat tinggi. Terutama dengan korsleting dekat, arus gangguan dapat mencapai lebih dari 20 kali arus nominal trafo. Arus korsleting yang kuat ini menghasilkan gaya dampak elektromagnetik dan panas yang signifikan yang merusak trafo distribusi, menjadikan korsleting sebagai mode kegagalan yang paling merusak bagi trafo.

Penyebab utama saat ini dari kegagalan korsleting termasuk:

• Jarak aman yang buruk untuk saluran distribusi tegangan rendah, di mana pohon yang jatuh atau kendaraan yang menabrak tiang menyebabkan korsleting

• Instalasi, operasi, atau pemeliharaan yang tidak tepat dari pemutus sirkuit tegangan rendah, menyebabkan korsleting di terminal pemutus sirkuit

• Instalasi yang buruk atau pemeliharaan yang tidak memadai dari kotak meteran tegangan rendah yang dipasang di atas trafo, menyebabkan korsleting dekat

Tindakan Pencegahan:

• Konfigurasikan dengan benar fusible tegangan rendah agar meleleh ketika arus tegangan rendah melebihi arus nominal trafo, melindungi trafo. Fusible tegangan rendah harus disesuaikan dengan 1,5 kali kapasitas trafo.

• Ukur beban trafo selama periode permintaan tinggi dan segera ganti trafo yang overload.

• Perkuat operasi dan pemeliharaan dengan mengganti insulator yang retak, membersihkan koridor saluran, dan mencegah korsleting antar fasa untuk melindungi trafo.

Kasus Dua

Pada tahun 2015, sebuah biro listrik mengalami 32 kegagalan trafo. Sebagian besar diproduksi oleh satu produsen. Setelah pemeriksaan inti yang luas dan pengambilan sampel minyak, ditemukan bahwa 80% sampel minyak trafo mengandung air. Analisis lebih lanjut mengungkapkan bahwa pipa pengisian minyak pada konservator trafo tersebut memiliki segel yang buruk. Selama hujan, air akan menumpuk di pipa untuk waktu yang lama dan secara bertahap merembes ke dalam trafo. Dengan berjalannya waktu, kandungan air dalam minyak trafo terus meningkat, mengurangi sifat isolasinya dan menyebabkan kegagalan trafo.

Tindakan Pencegahan:

• Pasang cangkir logam di atas pipa pengisian minyak untuk mengisolasi mereka dari kontak langsung dengan air. Setelah memasang cangkir ini pada semua trafo jenis ini, jumlah kegagalan berkurang secara signifikan.

• Lakukan pengujian sampel minyak tahunan pada trafo distribusi dan segera ganti minyak trafo jika hasil uji tidak memuaskan.

Kasus Tiga

Pada tahun 2018, sebuah trafo listrik di stasiun penyediaan listrik hangus pada hari yang cerah dan bebas beban. Pemeriksaan inti menunjukkan titik busur korsleting yang jelas pada kumparan tegangan tinggi, disebabkan oleh isolasi yang buruk yang menyebabkan korsleting.

Analisis: Kegagalan transformator jenis ini kurang memiliki faktor eksternal yang jelas, sehingga sulit untuk mengidentifikasi penyebabnya tanpa pemeriksaan inti. Sebagian besar kegagalan seperti ini terjadi karena kinerja isolasi transformator menurun selama operasi jangka panjang, dan tindakan tepat waktu tidak diambil. Akhirnya, isolasi tidak dapat memenuhi persyaratan operasional, menyebabkan transformator hangus.

Tindakan:

• Lakukan pengujian resistansi isolasi tahunan pada transformator distribusi, simpan catatan, dan analisis tren. Gantilah transformator secara segera ketika nilai isolasi jatuh di bawah persyaratan untuk mencegah kerusakan.

• Pantau isolasi transformator secara teratur, terutama yang berada di daerah rawan petir, untuk mencegah kegagalan akibat penurunan isolasi.

Kasus Empat

Pada tanggal 6 Juli 2017, selama hujan badai petir, transformator yang terletak di puncak gunung di stasiun penyediaan daya mengalami pembakaran fusible tegangan tinggi dan penyemprotan minyak. Pengujian isolasi menunjukkan nol megohm dari tegangan tinggi ke tanah, menandakan kerusakan transformator.

Analisis: Penyebab kegagalan transformator ini adalah overvoltage yang disebabkan oleh petir, yang merusak isolasi transformator, menyebabkan korsleting.

Tindakan:

• Perbaiki resistansi grounding pelindung petir transformator untuk memastikan nilainya tetap dalam batas wajar.

• Lakukan pengujian isolasi tahunan pada pelindung petir tegangan tinggi dan rendah pada transformator distribusi, gantilah yang tidak memenuhi standar secara segera.

Memperkuat Manajemen Personel untuk Mencegah Kecelakaan

Kondisi operasional transformator distribusi sangat terkait dengan kualitas manajemen. Dengan manajemen yang teliti, insiden pembakaran transformator dapat dicegah secara efektif.

• Mengerti kondisi beban untuk setiap area transformator: Personel manajemen daya harus secara rutin mengevaluasi beban pengguna, memantau baik peningkatan peralatan rumah tangga untuk pengguna rumah tangga maupun ekspansi pabrik dan tambang, penambahan mesin, dan peningkatan peralatan pemanasan/pendinginan. Informasi ini dapat dikumpulkan melalui pembacaan meter dan kunjungan lapangan reguler untuk menjaga kesadaran yang akurat.

• Rangkum pengalaman dan pelajaran masa lalu: Pahami pola bagaimana perubahan iklim musiman mempengaruhi peralatan. Perkuat dan perbaiki titik lemah dan bahaya potensial yang terungkap selama bencana, menerapkan tindakan pencegahan yang ditargetkan seperti menyesuaikan perlindungan overload transformator berdasarkan kondisi aktual untuk meningkatkan ketahanan peralatan terhadap bencana alam.

• Lakukan analisis dan peramalan beban proaktif: Menggunakan data pertama-tangan yang dikumpulkan dari dua poin sebelumnya, lakukan peramalan beban secara ilmiah dan implementasikan pembaruan yang sesuai termasuk modifikasi jalur, redistribusi beban, dan peningkatan kapasitas transformator. Perkuat pemeriksaan peralatan selama bencana angin, salju, hujan es, dan periode dingin ekstrem untuk mencegah kegagalan dan meningkatkan keandalan peralatan sambil mengurangi pembakaran transformator.

• Tekankan tanggung jawab staf: Pertama, bangun kesadaran layanan yang kuat yang fokus pada pelayanan pengguna dan jaminan voltase yang stabil dan berkualitas. Personel harus mahir dalam mengidentifikasi bahaya potensial dan mendengarkan umpan balik pengguna, menyelesaikan masalah dengan cepat tanpa penundaan. Peralatan tidak boleh dioperasikan dengan cacat atau masalah yang diketahui diabaikan. Manajemen harus beralih dari respons pasif menjadi eksekusi proaktif dan dari eksekusi rutin menjadi implementasi kreatif. Kedua, pertanggungjawaban harus ditegakkan. Tanpa mekanisme pertanggungjawaban, tanggung jawab pekerjaan dan regulasi menjadi tidak berarti. Pertanggungjawaban ketat harus diterapkan pada staf yang mengabaikan tugas, menyalahgunakan otoritas untuk keuntungan pribadi, melakukan pekerjaan formalitas, atau gagal secara efektif menerapkan tindakan—yang mengakibatkan masalah pengguna tidak terselesaikan, bahaya tidak ditangani, atau kerusakan peralatan. Hanya dengan mengintegrasikan pemenuhan tanggung jawab dengan mekanisme pertanggungjawaban yang ketat, pertanggungjawaban kerja dapat diperkuat, efisiensi operasional ditingkatkan, efektivitas implementasi ditingkatkan, kebutuhan pengguna lebih baik dilayani, insiden daya manusia dicegah, dan integritas operasional peralatan dipertahankan.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, transformator daya dapat gagal karena berbagai alasan selama operasi, tetapi dengan manajemen dan pemeliharaan yang diperkuat, kegagalan transformator yang disebabkan manusia dapat dikurangi secara signifikan. Hal ini meningkatkan keandalan penyediaan daya sambil mengurangi biaya pemeliharaan perusahaan daya, memberikan manfaat bagi kedua perusahaan dan pengguna. Ini menunjukkan pentingnya praktis yang signifikan dalam menganalisis kegagalan transformator dan menerapkan tindakan yang sesuai.