17 Pertanyaan Umum Tentang Trafo Listrik

1 Mengapa inti transformator harus di-grounding?
Selama operasi normal transformator, inti harus memiliki satu koneksi ground yang andal. Tanpa grounding, tegangan mengambang antara inti dan ground akan menyebabkan pelepasan arus listrik secara intermiten. Grounding satu titik menghilangkan kemungkinan potensial mengambang pada inti. Namun, ketika terdapat dua atau lebih titik grounding, potensial yang tidak merata antar bagian inti menciptakan arus sirkulasi antara titik-titik grounding, menimbulkan masalah pemanasan karena grounding multi-titik. Kegagalan grounding inti dapat menyebabkan pemanasan lokal. Dalam kasus yang parah, suhu inti meningkat signifikan, memicu alarm gas ringan, dan mungkin menyebabkan perlindungan gas berat untuk trip. Bagian inti yang meleleh menciptakan hubungan pendek antara lapisan, meningkatkan kerugian inti, dan sangat mempengaruhi kinerja dan operasi transformator, terkadang memerlukan penggantian lembaran baja silikon inti. Oleh karena itu, inti transformator harus memiliki tepat satu titik ground—tidak lebih dan tidak kurang.

2 Mengapa lembaran baja silikon digunakan untuk inti transformator?
Inti transformator umumnya dibuat dari lembaran baja silikon. Baja silikon adalah baja yang mengandung silikon (juga disebut pasir) sebanyak 0,8-4,8%. Baja silikon digunakan karena memiliki sifat magnetik yang baik dan dapat menghasilkan kepadatan fluks magnetik tinggi dalam koil yang diberi energi, memungkinkan ukuran transformator menjadi lebih kecil. Transformator selalu beroperasi dalam kondisi AC, dengan kerugian daya terjadi tidak hanya pada resistansi koil tetapi juga pada inti di bawah magnetisasi bolak-balik. Kerugian daya pada inti disebut "kerugian besi," yang terdiri dari "kerugian histeresis" dan "kerugian arus eddy." Kerugian histeresis terjadi selama magnetisasi karena histeresis magnetik, dengan kerugian proporsional terhadap area yang dibentuk oleh loop histeresis material. Baja silikon memiliki loop histeresis yang sempit, menghasilkan kerugian histeresis yang lebih rendah dan pemanasan yang berkurang.

Jika baja silikon memiliki keuntungan ini, mengapa tidak menggunakan blok padat? Karena inti bertingkat mengurangi jenis kerugian besi lainnya—kerugian arus eddy. Selama operasi, arus bolak-balik dalam koil menciptakan fluks magnetik bolak-balik, menginduksi arus dalam inti. Arus yang diinduksi ini mengalir dalam lingkaran tertutup tegak lurus terhadap arah fluks, membentuk arus eddy yang menyebabkan pemanasan. Untuk mengurangi kerugian arus eddy, inti transformator menggunakan lembaran baja silikon yang dipisahkan oleh insulator dan ditumpuk bersama, memaksa arus eddy melalui jalur yang lebih sempit dengan penampang yang lebih kecil untuk meningkatkan resistensi. Selain itu, silikon dalam baja meningkatkan resistivitas, lebih lanjut mengurangi arus eddy. Inti transformator biasanya menggunakan lembaran baja silikon dingin tebal 0,35mm, dipotong sesuai ukuran dan ditumpuk dalam bentuk "E-I" atau "C". Secara teori, lembaran yang lebih tipis dan strip yang lebih sempit akan lebih baik mengurangi arus eddy. Ini akan mengurangi kerugian arus eddy, menurunkan kenaikan suhu, dan menghemat bahan. Namun, pembuatan inti praktis mempertimbangkan banyak faktor—lembaran yang terlalu tipis akan sangat meningkatkan biaya tenaga kerja dan mengurangi area penampang efektif inti. Oleh karena itu, dimensi lembaran baja silikon untuk inti transformator harus seimbang berbagai pertimbangan untuk mencapai desain optimal.

3 Apa jangkauan perlindungan Buchholz (gas)?

• Hubungan singkat multiphase internal pada transformator
• Hubungan singkat putaran-ke-putaran, hubungan singkat antara lilitan dan inti atau tangki
• Kegagalan inti
• Penurunan level minyak atau kebocoran minyak
• Kontak buruk pada perubah tap atau penyolderan konduktor yang buruk

4 Apa perbedaan antara perlindungan diferensial transformator utama dan perlindungan Buchholz?

• Perlindungan diferensial transformator utama bekerja berdasarkan prinsip arus sirkulasi, sementara perlindungan Buchholz bekerja berdasarkan pembentukan gas selama kegagalan internal transformator.
• Perlindungan diferensial berfungsi sebagai perlindungan utama untuk transformator, sementara perlindungan Buchholz adalah perlindungan utama untuk kegagalan internal transformator.
• Rentang perlindungan berbeda:
  A) Perlindungan diferensial mencakup:
  • Hubungan singkat multiphase pada kabel dan lilitan transformator utama
  • Hubungan singkat putaran-ke-putaran yang parah
  • Kegagalan tanah pada lilitan dan kabel dalam sistem tanah arus tinggi
• B) Perlindungan Buchholz mencakup:
• • Hubungan singkat multiphase internal pada transformator
  • Hubungan singkat putaran-ke-putaran, hubungan singkat antara putaran dan inti atau tangki
  • Kegagalan inti (rusak karena pemanasan)
  • Penurunan level minyak atau kebocoran minyak
  • Kontak buruk pada perubah tap atau penyolderan konduktor yang buruk

5 Bagaimana cara menangani kegagalan pendingin transformator utama?

• Ketika pasokan daya kerja untuk bagian I dan II pendingin hilang, sinyal "#1, #2 kegagalan daya" muncul, dan rangkaian trip pendingin penuh transformator utama aktif. Segera laporkan ke pusat kendali dan nonaktifkan set perlindungan ini.
• Jika pergantian antara pasokan daya I dan II gagal selama operasi, indikator "pendingin penuh stop" menyala, mengaktifkan rangkaian trip pendingin penuh transformator utama. Segera laporkan ke pusat kendali untuk menonaktifkan set perlindungan ini dan segera lakukan pergantian manual. Jika kontak KM1 atau KM2 telah gagal, jangan paksa eksitasi.
• Ketika salah satu sirkuit pendingin gagal, isolasi sirkuit pendingin yang rusak.

6 Apa konsekuensi yang terjadi ketika transformator yang tidak memenuhi syarat operasi paralel dioperasikan secara paralel?
Ketika transformator dengan rasio transformasi yang berbeda dioperasikan secara paralel, arus sirkulasi akan muncul, mempengaruhi kapasitas output transformator. Ketika transformator dengan impedansi persentase yang berbeda dioperasikan secara paralel, beban tidak dapat didistribusikan menurut rasio kapasitas transformator, juga mempengaruhi kapasitas output. Ketika transformator dengan grup koneksi yang berbeda dioperasikan secara paralel, akan terjadi pendek arus pada transformator.

7 Apa penyebab suara abnormal pada transformator?

• Overload
• Kontak internal yang buruk menyebabkan busur api
• Komponen individu yang longgar
• Penghubungan ke tanah atau pendek arus dalam sistem
• Pemulai motor besar menyebabkan fluktuasi beban yang signifikan

8 Kapan pengubah tap dari transformator pengubah tap saat beban tidak boleh disesuaikan?

• Selama operasi overload transformator (kecuali dalam keadaan khusus)
• Ketika perlindungan gas ringan dari pengubah tap saat beban sering aktif
• Ketika penunjuk minyak dari pengubah tap saat beban menunjukkan tidak ada minyak
• Ketika jumlah perubahan tap melebihi batas yang ditentukan
• Ketika perangkat pengubah tap menunjukkan anomali

9 Apa yang diwakili oleh nilai nominal pada plat nama transformator?
Nilai nominal transformator adalah spesifikasi yang ditetapkan oleh produsen untuk operasi normal transformator. Beroperasi dalam batas nilai nominal ini memastikan operasi yang andal jangka panjang dengan kinerja yang baik. Nilai nominal mencakup:

• Kapasitas nominal: Kemampuan output yang dijamin di bawah kondisi nominal, dinyatakan dalam volt-ampere (VA), kilovolt-ampere (kVA), atau megavolt-ampere (MVA). Karena efisiensi transformator yang tinggi, kapasitas nominal gulungan primer dan sekunder biasanya dirancang sama.
• Tegangan nominal: Tegangan terminal yang dijamin di bawah kondisi tanpa beban, dinyatakan dalam volt (V) atau kilovolt (kV). Kecuali dinyatakan lain, tegangan nominal merujuk pada tegangan garis.
• Arus nominal: Arus garis yang dihitung dari kapasitas nominal dan tegangan nominal, dinyatakan dalam ampere (A).
• Arus tanpa beban: Arus eksitasi sebagai persentase dari arus nominal selama operasi tanpa beban.
• Rugil daya pendek arus: Rugi daya aktif ketika satu gulungan dipendek arus dan tegangan diberikan pada gulungan lainnya untuk mencapai arus nominal pada kedua gulungan, dinyatakan dalam watt (W) atau kilowatt (kW).
• Rugil daya tanpa beban: Rugi daya aktif selama operasi tanpa beban, dinyatakan dalam watt (W) atau kilowatt (kW).
• Tegangan pendek arus: Juga disebut tegangan impedansi, persentase tegangan yang diberikan terhadap tegangan nominal ketika satu gulungan dipendek arus dan gulungan lainnya membawa arus nominal.
• Grup koneksi: Menunjukkan metode koneksi gulungan primer dan sekunder serta perbedaan fase antara tegangan garis, direpresentasikan menggunakan notasi jam.

10 Mengapa inverter sumber arus membutuhkan kapasitas transformator yang lebih besar?
Desain transformator biasanya mempertimbangkan kapasitas nominal daripada daya nominal karena arus hanya berkaitan dengan kapasitas nominal. Untuk inverter sumber tegangan, faktor daya input mendekati 1, sehingga kapasitas nominal dan daya nominal hampir sama. Inverter sumber arus berbeda—faktor daya transformator sisi input setinggi-tingginya sama dengan faktor daya motor induksi beban. Oleh karena itu, untuk motor beban yang sama, kapasitas nominal harus lebih besar daripada transformator yang digunakan dengan inverter sumber tegangan.

11 Faktor apa yang mempengaruhi kapasitas transformator?
Pemilihan inti berkaitan dengan tegangan, sementara pemilihan konduktor berkaitan dengan arus—ketebalan konduktor secara langsung mempengaruhi pembangkitan panas. Dengan kata lain, kapasitas transformator hanya berkaitan dengan pembangkitan panas. Untuk transformator yang dirancang dengan baik yang beroperasi dalam kondisi disipasi panas yang buruk, unit 1000kVA mungkin beroperasi pada 1250kVA dengan pendinginan yang ditingkatkan. Selain itu, kapasitas nominal berkaitan dengan kenaikan suhu yang diizinkan. Misalnya, transformator 1000kVA dengan kenaikan suhu yang diizinkan 100K mungkin melebihi kapasitas 1000kVA jika diizinkan beroperasi pada 120K dalam keadaan khusus. Ini menunjukkan bahwa meningkatkan kondisi pendinginan transformator dapat meningkatkan kapasitas nominalnya. Sebaliknya, untuk inverter dengan kapasitas yang sama, ukuran kabinet transformator dapat dikurangi.

12 Bagaimana cara meningkatkan efisiensi transformator?

• Pilih transformator hemat energi dengan kerugian rendah dan efisiensi tinggi selalu mungkin
• Pilih kapasitas transformator secara wajar berdasarkan kondisi beban
• Pertahankan faktor beban rata-rata transformator di atas 70%
• Pertimbangkan untuk mengganti dengan transformator kapasitas lebih kecil ketika faktor beban rata-rata konsisten di bawah 30%
• Perbaiki faktor daya beban untuk meningkatkan kemampuan transformator dalam menyediakan daya aktif
• Konfigurasikan beban secara wajar untuk meminimalkan jumlah transformator yang beroperasi

13 Mengapa perlu mempercepat retrofit teknis pada transformator distribusi konsumsi energi tinggi?
Transformator distribusi konsumsi energi tinggi terutama merujuk pada seri transformator SJ, SJL, SL7, S7, yang memiliki kerugian besi dan tembaga jauh lebih tinggi dibandingkan dengan transformator seri S9 yang umum digunakan saat ini. Misalnya, dibandingkan dengan S9, S7 memiliki kerugian besi 11% lebih tinggi dan kerugian tembaga 28% lebih tinggi. Transformator baru seperti S10 dan S11 bahkan lebih hemat energi daripada S9, sementara transformator paduan amorf memiliki kerugian besi hanya sekitar 20% dari transformator S7. Transformator biasanya memiliki masa pakai beberapa dekade. Mengganti transformator konsumsi energi tinggi dengan model efisiensi tinggi tidak hanya meningkatkan efisiensi konversi energi tetapi juga mencapai penghematan listrik yang signifikan sepanjang masa pakainya.

14 Apa itu arus eddy? Apa kerusakan yang disebabkan oleh arus eddy?
Ketika arus bolak-balik mengalir melalui konduktor, ia menciptakan medan magnet bolak-balik di sekitar konduktor. Medan bolak-balik ini menginduksi arus di dalam konduktor padat. Karena arus yang diinduksi ini membentuk loop tertutup di dalam konduktor mirip dengan pusaran air, mereka disebut arus eddy. Arus eddy tidak hanya membuang energi listrik, mengurangi efisiensi peralatan, tetapi juga menyebabkan pemanasan pada perangkat listrik (seperti inti transformator), yang dapat mempengaruhi operasi normal peralatan jika parah.

15 Mengapa perlindungan instan transformator harus menghindari arus pendek tegangan rendah?
Ini terutama dipertimbangkan untuk selektivitas dalam operasi perlindungan relai. Perlindungan instan sisi tegangan tinggi terutama melindungi terhadap kerusakan eksternal transformator yang parah. Selama penyetelan, jika perlindungan tidak menghindari arus pendek maksimum pada sisi tegangan rendah transformator, cakupan perlindungan akan meluas ke garis keluaran tegangan rendah karena nilai arus pendek tidak berubah signifikan dalam jarak pendek dekat outlet tegangan rendah. Ini akan mengompromikan selektivitas. Meskipun perlindungan non-selektif lebih andal, hal ini menciptakan ketidaknyamanan operasional. Misalnya, banyak taman industri memiliki ruang distribusi utama 10kV (bus 10kV + pemutus sirkuit keluaran), dengan setiap bengkel memiliki lingkaran distribusi tegangan rendah (unit ring main + transformator). Jika pemutus sirkuit tidak menghindari arus pendek maksimum pada sisi tegangan rendah transformator, switch utama tegangan rendah (switch beban unit ring main) dan pemutus sirkuit tegangan tinggi akan beroperasi bersama, menyebabkan kesulitan operasional.

16 Mengapa dua transformator paralel tidak diperbolehkan untuk men-ground titik netralnya secara bersamaan?
Dalam sistem arus tinggi, untuk memenuhi persyaratan koordinasi sensitivitas perlindungan relai, beberapa transformator utama harus di-ground sementara yang lain tetap tidak di-ground. Di stasiun dengan dua transformator utama, tidak meng-ground kedua titik netral secara bersamaan terutama menangani koordinasi perlindungan arus nol dan perlindungan tegangan nol. Di substation dengan beberapa transformator paralel, biasanya beberapa titik netral transformator di-ground sementara yang lain tetap tidak di-ground. Hal ini membatasi arus gangguan ground ke tingkat yang wajar dan meminimalkan dampak perubahan mode operasional terhadap magnitudo dan distribusi arus nol di seluruh jaringan, meningkatkan sensitivitas sistem perlindungan arus nol.

17 Mengapa melakukan uji tutup impuls sebelum mengoperasikan transformator baru atau yang telah direnovasi?
Menghubungkan kembali transformator tanpa beban ke jaringan menciptakan overvoltage switching. Dalam sistem grounding arus kecil, overvoltage ini dapat mencapai 3-4 kali tegangan fase nominal; dalam sistem grounding arus tinggi, dapat mencapai 3 kali tegangan fase nominal. Oleh karena itu, untuk memverifikasi apakah isolasi transformator dapat menahan tegangan nominal dan overvoltage switching operasional, uji tutup impuls harus dilakukan beberapa kali sebelum komisioning. Selain itu, menghidupkan transformator tanpa beban menghasilkan arus inrushing magnetisasi, yang dapat mencapai 6-8 kali arus nominal. Karena arus inrushing magnetisasi menciptakan gaya elektromagnetik yang signifikan, uji tutup impuls juga secara efektif memverifikasi kekuatan mekanis transformator dan apakah perlindungan relai mungkin beroperasi salah.