Bagaimana menganalisis dan menangani kerusakan tipikal pada trafo kotak di stasiun tenaga surya

Untuk menganalisis kondisi kerusakan trafo boks secara efektif, makalah ini memilih trafo boks dengan dua lilitan sekunder (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5), yang dapat terhubung ke 2 inverter terpusat. Struktur unit pembangkit listriknya ditunjukkan pada Gambar 1. Trafo boks ini menggunakan desain struktur tiga fasa tiga kaki, dengan 2 lilitan di sisi tegangan rendah. Struktur keseluruhan dibagi menjadi tiga bagian utama: ruang tegangan tinggi, ruang tegangan rendah, dan tangki minyak. Dalam operasi sebenarnya, kerusakan umum trafo boks termasuk kerusakan grounding lilitan tegangan rendah, kerusakan putus sirkuit sisi tegangan tinggi, dan kerusakan hubungan singkat sisi tegangan tinggi dan rendah. Analisis rinci akan dilakukan di bawah ini.

1 Kerusakan Umum Trafo Boks di Stasiun Listrik Tenaga Surya
1.1 Kerusakan Grounding Lilitan Tegangan Rendah

Beberapa trafo boks tenaga surya tidak memiliki ujung titik netral. Kerusakan ground fasa tunggal di sisi tegangan rendah merusak isolasi, dengan manifestasi kerusakan bervariasi tergantung pada keadaan inverter terpusat.

Dalam kondisi cahaya rendah, unit pembangkit listrik berhenti, dan inverter terputus dari jaringan, mengambil daya melalui trafo. Kerusakan ground di sini menyebabkan inverter (masih pada tegangan normal) beroperasi, tetapi peningkatan tegangan fase merusak isolasi sisi tegangan rendah dalam jangka panjang, mungkin menyebabkan grounding multi-titik.

Dalam cahaya yang cukup, inverter beralih ke mode terhubung ke jaringan. Titik netralnya yang tidak terground membuat sulit untuk mendeteksi kerusakan ground fasa tunggal—tidak ada arus ground, tegangan garis tidak berubah. Sistem kontrol, yang memantau tegangan garis, melewatkan anomali. Inverter beroperasi tetapi dengan efisiensi yang berkurang, merugikan manfaat fotovoltaik.

1.2 Kerusakan Putus Sirkuit Sisi Tegangan Tinggi

Kerusakan putus sirkuit terbagi menjadi putus sirkuit penghantar tegangan tinggi dan putus sirkuit lilitan. Putus sirkuit penghantar tegangan tinggi memicu inverter dan menonaktifkan set generator. Pengujian menunjukkan suara, bau, dan resistansi tak terhingga pada lilitan fase kerusakan (normal untuk lainnya), menandakan kerusakan tersebut.

Untuk putus sirkuit lilitan tegangan tinggi, resistansi DC adalah dua kali nilai antar-fase normal (bukan tak terhingga). Di sisi tegangan tinggi, tegangan garis fase kerusakan dan fase sebelahnya turun menjadi 50% dari nominal; di sisi tegangan rendah, tegangan garis fase yang bersesuaian turun (tidak sampai nol, karena tegangan induksi).

1.3 Kerusakan Hubungan Singkat Sisi Tegangan Tinggi dan Rendah

Kerusakan hubungan singkat antar-fase sering terjadi, memicu pemutus sirkuit yang sesuai dan menyebabkan suara, semburan minyak, dan bau.

Untuk menangani kerusakan: pertama, pahami situasi dari tindakan perlindungan, kemudian pindahkan trafo ke perawatan, ambil tindakan keselamatan, dan lepaskan unit untuk diperiksa. Kerusakan awal mungkin antar-fase; jika memburuk, kerusakan lilitan dan penggantian inti mengikuti.

Kerusakan sebenarnya dimulai sebagai hubungan singkat antar-fase tegangan rendah, menyebabkan pelanggaran isolasi antara lilitan tegangan tinggi dan rendah di bawah muatan impuls. Ini menyebabkan pelepasan muatan yang parah, kerusakan inti, dan masalah tangki minyak. Penyebab utamanya adalah kelemahan isolasi inheren.

2 Pencegahan Kerusakan Trafo Boks di Stasiun Listrik Tenaga Surya
2.1 Perangkat Pemantauan Isolasi

Trafo yang dipantau menggunakan koneksi bintang tiga fasa tiga kabel. Kerusakan ground fasa tunggal (tanpa titik netral) hampir tidak mengubah tegangan garis, membuat deteksi sulit dan berisiko kerusakan memburuk. Tambahkan perangkat pemantauan isolasi untuk memberi peringatan dan memungkinkan penyusunan ulang unit yang rusak secara tepat waktu. Gunakan inverter yang terhubung ke titik netral (sebaiknya jenis yyn11) untuk penanganan kerusakan ground yang lebih baik.

2.2 Pemantauan Insulasi Rutin

Pemeriksaan rutin yang ketat (fokus pada isolasi) mendeteksi cacat awal, mengurangi kegagalan peralatan internal. Tingkatkan frekuensi pemantauan isolasi trafo boks selama operasi dan pemeliharaan.

2.3 Pengujian Sampel Minyak

Cacat isolasi internal menyebabkan kegagalan. Pengujian sampel minyak secara rutin menangkap perubahan komponen terkait panas/pengeluaran selama degradasi. Perkuat pemantauan dan pengujian suhu minyak untuk menghindari kegagalan akibat panas berlebih.

2.4 Pemilihan Teknis dalam Konstruksi

Jamin keamanan jangka panjang dengan melakukan pemilihan lokasi, desain listrik, dan pemilihan peralatan yang baik dalam tahap konstruksi—menjamin kualitas produk dan kepatuhan terhadap desain stasiun.

3 Kesimpulan

Makalah ini menganalisis kerusakan umum ground, putus sirkuit, dan hubungan singkat trafo boks yang typikal di stasiun fotovoltaik. Untuk menghindari kerusakan, perkuat pemantauan insulasi rutin, tekankan pengujian tangki minyak, dan tambahkan perangkat isolasi jika memungkinkan—menjamin operasi yang aman.