Penerapan Regulator Tegangan dalam Pengujian Tegangan Tinggi Peralatan Elektrik

Tegangan adalah kriteria penting dalam pengujian kualitas daya. Kualitas tegangan menentukan apakah sistem tenaga listrik dapat beroperasi dengan aman dan memiliki dampak signifikan terhadap stabilitas seluruh sistem jaringan listrik. Saat ini, regulator tegangan merupakan peralatan listrik yang cukup umum digunakan dalam sistem tenaga, mampu mengendalikan secara wajar dan ilmiah seluruh proses uji tegangan tinggi pada peralatan listrik, sehingga terus meningkatkan kelayakan uji tersebut.

1. Persyaratan Penggunaan Regulator Tegangan dalam Uji Tegangan Tinggi Peralatan Listrik

Dalam keadaan normal, sebelum memulai uji tegangan tinggi pada peralatan listrik, regulator tegangan yang dipasang di depan trafo harus dipilih untuk memastikan spesifikasinya memenuhi persyaratan uji. Ini menjamin bahwa hasil pengukuran dari trafo memenuhi kriteria uji standar—yaitu, output tetap stabil, berkelanjutan, dan berubah secara merata, sehingga memungkinkan pengaturan tegangan yang efektif. Penggunaan regulator tegangan dalam uji tegangan tinggi peralatan listrik melibatkan persyaratan berikut:

• Pastikan output tegangan stabil dan berkualitas tinggi; misalnya, bentuk gelombang output tegangan regulator harus mendekati gelombang sinus, dan tegangan output minimum harus mendekati nol.

• Regulator tegangan harus memiliki karakteristik pengaturan yang berkualitas tinggi, dengan impedansi pengaturan rendah, metode penyesuaian sederhana dan aman, untuk memfasilitasi uji tegangan tinggi peralatan listrik yang lancar.

• Minimalkan suara bising yang dihasilkan selama operasi regulator tegangan dan tekankan efisiensi energi dan perlindungan lingkungan selama pengujian.

• Pastikan parameter dasar regulator tegangan—termasuk tegangan output, frekuensi, jumlah fasa, dan fluktuasi kapasitas output—memenuhi persyaratan uji tegangan tinggi peralatan listrik. Secara khusus, akurasi regulator tegangan dinyatakan sebagai:

tgδ: ±(1% D + 0.0004)

Cx: ±(1% C + 1 pF)

Kesalahan yang lebih kecil menunjukkan presisi alat yang lebih baik. Selama verifikasi, perbedaan antara pembacaan dan nilai standar harus kurang dari akurasi yang ditentukan.

2. Aplikasi Regulator Tegangan dalam Uji Tegangan Tinggi Peralatan Listrik

Tiga jenis regulator tegangan umumnya digunakan dalam uji tegangan tinggi peralatan listrik: regulator kontak, regulator induksi, dan regulator gulungan bergerak. Ketiga jenis ini berbeda secara signifikan dalam struktur dan prinsip kerja, dan masing-masing memiliki skenario aplikasi dan karakteristik penggunaan yang berbeda. 

Selama uji tegangan tinggi, regulator tegangan umumnya membantu motor asinkron dan mekanisme dalam konversi energi dan merupakan perangkat listrik yang erat terkait dengan trafo. Dalam uji tegangan tinggi, motor harus mematuhi persyaratan kapasitas beban maksimum regulator tegangan sebesar 12.000 kW. Selain itu, untuk mengurangi suara bising elektromagnetik, kekuatan mekanis regulator harus ditingkatkan dengan menggunakan struktur besi tuang padat.

2.1 Penggunaan Regulator Tegangan Gulungan Bergerak
Prinsip elektromagnetik dan struktur internal regulator tegangan gulungan bergerak mirip dengan trafo. Mereka mencapai pengaturan output tegangan yang efektif dengan menggerakkan gulungan pendek arus secara vertikal sepanjang lengan inti untuk mengubah distribusi tegangan dan impedansi antara dua gulungan dalam rangkaian utama. Karena pengaturan tidak bergantung pada kontak, output tegangan dari regulator gulungan bergerak relatif mulus dan merata, membuatnya mudah dan nyaman digunakan untuk uji tegangan tinggi umum pada peralatan listrik. 

Selain itu, reaktansi bocor yang besar memungkinkannya menahan lonjakan arus yang signifikan. Namun, karena karakteristik struktural dan operasionalnya, regulator gulungan bergerak menunjukkan impedansi pendek yang relatif tinggi. Oleh karena itu, tidak cocok untuk proyek uji tegangan tinggi yang membutuhkan impedansi sumber rendah, seperti uji pencemaran (kontaminasi) tegangan tinggi. Dibandingkan dengan regulator induksi, bentuk gelombang output regulator gulungan bergerak lebih cenderung distorsi. 

Selain itu, setelah penggunaan yang lama, aus dan longgarnya komponen transmisi dan gulungan bergerak dapat meningkatkan suara bising dan getaran, yang mungkin menyebabkan kerusakan. Algoritma aliran daya dapat digunakan untuk menghitung komponen kompleks dari hilangnya tegangan dalam sistem tenaga. Secara khusus, ini melibatkan pemanfaatan hubungan antara tegangan node, daya aktif, dan magnitudo tegangan node untuk mendekomposisi persamaan P-Q, mengurangi matriks koefisien dari 2N×2N menjadi N×N, di mana N adalah jumlah node sistem.

2.2 Penggunaan Regulator Tegangan Induksi
Prinsip elektromagnetik dan struktur regulator tegangan induksi mirip dengan motor asinkron rotor tertutup, sementara mekanisme konversi energinya mirip dengan trafo. Dengan menyesuaikan pergeseran sudut rotor, mereka mengubah magnitudo dan fase dari gaya elektromotif yang diinduksi dalam gulungan stator atau rotor, mencapai pengaturan tegangan tanpa kontak. 

Dibandingkan dengan regulator gulungan bergerak, regulator induksi menawarkan kinerja teknis dan ekonomi keseluruhan yang lebih baik dan impedansi yang lebih rendah—terutama ketika tegangan output berada dalam rentang 50%–100%, di mana impedansi jauh lebih rendah. Namun, karena keterbatasan struktural dan operasional, regulator induksi fase tunggal memiliki biaya produksi yang tinggi, terutama untuk unit kapasitas besar. Ketika eksentrisitas rotor unit fase tunggal mencapai ambang batas tertentu, masalah suara bising dan getaran mungkin muncul selama operasi, membatasi kapasitas outputnya. Akibatnya, regulator induksi fase tunggal kapasitas besar jarang diproduksi saat ini. Namun, versi yang ditingkatkan dari regulator induksi digunakan secara efektif dalam uji tegangan tinggi dengan persyaratan yang kurang ketat.

2.3 Penggunaan Regulator Tegangan Kontak
Regulator tegangan kontak adalah autotransformator yang mampu memberikan output tegangan yang berkelanjutan. Mereka menghasilkan bentuk gelombang tegangan output dengan karakteristik sinusoidal yang sangat baik, dengan batas bawah output 0 V, dan menunjukkan karakteristik regulasi yang linier, berkelanjutan, dan mulus. Selain itu, impedansi arus pendeknya dapat diminimalkan, dan mereka memiliki sudut fase hampir identik antara tegangan input dan output serta tingkat kebisingan operasional yang rendah, sehingga membuatnya ideal untuk uji tegangan tinggi pada peralatan listrik. Bergantung pada konfigurasi inti, regulator kontak diklasifikasikan menjadi tipe kolom dan tipe toroid.

Secara tradisional, uji tegangan tinggi kapasitas kecil sebagian besar menggunakan regulator kontak tipe toroid karena biaya rendah dan kinerja yang sangat baik. Kekurangan paling signifikan dari regulator kontak adalah ketergantungan mereka pada kontak fisik untuk penyesuaian, yang dapat menghasilkan percikan selama operasi. Kapasitas kontak juga terbatas, dan umur layanan relatif singkat telah menghambat pengembangan model kapasitas besar. Namun, berkat upaya berkelanjutan oleh personel teknis, masalah-masalah terkait kontak telah sebagian besar diselesaikan.

3. Pemeliharaan Regulator Tegangan dalam Uji Tegangan Tinggi Peralatan Listrik

Sebelum melakukan pemeliharaan pada regulator tegangan yang digunakan dalam uji tegangan tinggi peralatan listrik, personel harus memahami sepenuhnya struktur internal regulator untuk menentukan lokasi kerusakan secara akurat dan meningkatkan efisiensi pemeliharaan. Struktur dasar dari regulator tegangan ditunjukkan dalam Tabel 1.

3.2 Masalah Kebocoran Gas pada Regulator Tegangan

Dalam uji tegangan tinggi peralatan listrik, kebocoran gas dari regulator tegangan biasanya disebabkan oleh penyegelan yang tidak cukup pada O-ring dan sambungan. Hal ini juga dapat terjadi akibat kerusakan pada logam penyegel antara dudukan penyesuaian dan batang penyesuaian. Solusi spesifik melibatkan pemutusan sirkuit gas, pembongkaran ujung katup utama regulator tegangan, dan pemeriksaan teliti oleh teknisi untuk menentukan lokasi dan sifat pasti kerusakan. Berdasarkan pengalaman praktis, perbaikan yang sesuai kemudian dilakukan untuk mengatasi kebocoran gas dari port pelepasan tekanan selama penyesuaian dalam uji tegangan tinggi.

Selama uji tegangan tinggi, masalah umum adalah kebocoran gas yang terjadi pada posisi nol saat penyesuaian. Ini sebagian besar disebabkan oleh pengencangan berlebihan sekrup penyesuaian nol. Untuk mengurangi hal ini, posisi sekrup penyesuaian nol harus disesuaikan dengan tepat untuk mengurangi kemungkinan kebocoran pada posisi nol.

Perlu dicatat bahwa operator harus menghindari berdiri langsung di depan regulator tegangan saat penyesuaian untuk meminimalkan risiko kecelakaan.

4. Kesimpulan

Dalam aplikasi praktis, saat melakukan uji tegangan tinggi pada peralatan listrik, keselamatan personel harus menjadi prioritas. Menjamin keselamatan personel dan peralatan adalah prasyarat dasar untuk melakukan perbaikan dan pemeliharaan yang tepat pada komponen uji. Pendekatan ini secara efektif memperpanjang umur layanan peralatan dan mengurangi insiden kerusakan. Dengan penerapan luas regulator tegangan dalam uji tegangan tinggi peralatan listrik, kenyamanan dibawa ke kehidupan sehari-hari warga dan berbagai aspek masyarakat, sehingga mempromosikan perkembangan sosial yang harmonis.