Apa penyebab kegagalan transformator tegangan feromagnetik di stasiun energi baru?
Oleh Felix, 15 Tahun di Industri Listrik
Halo semua, saya Felix, dan saya telah bekerja di industri listrik selama 15 tahun.
Dari keterlibatan awal dalam komisioning dan pemeliharaan substasiun tradisional hingga sekarang mengelola operasi sistem listrik untuk beberapa proyek energi surya dan angin, salah satu perangkat yang paling sering saya hadapi adalah Trafo Tegangan Elektromagnetik (PT).
Beberapa hari yang lalu, seorang operator shift di sebuah pabrik energi baru bertanya kepada saya:
“Kami memiliki trafo tegangan elektromagnetik yang terus-terusan panas, mengeluarkan suara aneh, dan terkadang bahkan menyebabkan gangguan pada perlindungan. Apa yang terjadi?”
Ini adalah masalah yang sangat umum, terutama di pabrik energi baru. Sebagai komponen pengukuran dan perlindungan utama, jika PT gagal, dapat menyebabkan apa pun mulai dari pengukuran yang tidak akurat hingga trip lengkap atau bahkan kerusakan peralatan.
Hari ini, saya ingin membahas:
Apa saja kerusakan umum pada trafo tegangan elektromagnetik? Mengapa hal itu terjadi? Dan bagaimana cara mendiagnosisnya?
Tidak ada terminologi yang rumit — hanya situasi nyata yang saya temui selama bertahun-tahun. Mari kita lihat apa yang sering salah dengan "teman lama" ini.
1. Apa Itu Trafo Tegangan Elektromagnetik?
Mari kita mulai dengan tinjauan singkat tentang fungsinya yang dasar.
Trafo tegangan elektromagnetik, juga dikenal sebagai VT atau PT, pada dasarnya adalah trafo penurun yang mengubah tegangan tinggi menjadi tegangan rendah standar (biasanya 100V atau 110V), yang digunakan oleh alat ukur dan sistem perlindungan relai.
Strukturnya relatif sederhana: gulungan primer memiliki banyak putaran dan kawat tipis, terhubung ke sisi tegangan tinggi; gulungan sekunder memiliki putaran lebih sedikit dan kawat yang lebih tebal, terhubung ke sirkuit kontrol.
Namun, karena karakteristik struktur ini, trafo ini mudah terpengaruh oleh kondisi operasi, perubahan beban, dan fenomena resonansi.
2. Kerusakan Umum dan Analisis Penyebab Akar
Berdasarkan pengalaman lapangan saya selama 15 tahun, jenis kerusakan yang paling umum termasuk:
Kerusakan 1: Pemanasan Abnormal Atau Bahkan Asap/Bakar
Ini adalah salah satu masalah yang paling berbahaya — dapat menyebabkan degradasi isolasi atau bahkan kebakaran.
Penyebab Kemungkinan:
Korsleting sekunder atau overload (misalnya, beberapa perangkat perlindungan terhubung paralel tanpa memeriksa kapasitas);
Jenuh inti (terutama selama ferroresonansi);
Penuaan isolasi atau masuknya kelembaban;
Terminal longgar menyebabkan resistansi kontak tinggi dan pemanasan lokal.
Kasus Nyata:
Sekali, saya menemukan PT yang panas berlebihan di stasiun peningkatan PV — termografi inframerah menunjukkan suhu lebih dari 120°C. Setelah dibongkar, kami menemukan bahwa isolasi gulungan sekunder telah terbakar. Penyebabnya adalah kondisi sirkuit terbuka yang disebabkan oleh pemutus sekunder yang terputus sementara masih terhubung ke meter impedansi tinggi.
Tips:
Jangan biarkan sekunder PT beroperasi dalam kondisi sirkuit terbuka — meskipun tidak seberbahaya CT, hal ini masih dapat menyebabkan distorsi tegangan dan kesalahan pengukuran;
Gunakan termografi inframerah secara rutin untuk memeriksa suhu terminal dan casing;
Jika pemanasan abnormal terdeteksi, matikan segera untuk pemeriksaan.
Kerusakan 2: Ferroresonansi Menyebabkan Fluktuasi Tegangan
Ini adalah salah satu masalah yang paling diabaikan namun berbahaya di pabrik energi baru.
Gejala:
Tegangan tiga fase tidak seimbang;
Tegangan naik turun dengan suara mendengung;
Perlindungan beroperasi salah atau trip palsu;
Terkadang bahkan sinyal tanah palsu muncul.
Penyebab Akar:
Dalam sistem tidak di-ground atau di-ground dengan coil supresi busur, ketika kapasitansi antara garis dan ground dikombinasikan dengan induktansi eksitasi PT dalam kondisi tertentu, ferroresonansi dapat terjadi;
Hal ini sering dipicu selama switching pemutus, hilangnya tegangan tiba-tiba, atau grounding satu fase.
Kasus Nyata:
Di sebuah taman angin, setiap kali transformator utama dihidupkan, PT mengeluarkan suara mendengung, dan tegangan bus fluktuasi hebat, bahkan memicu switch cadangan otomatis dengan salah. Setelah penyelidikan, ternyata disebabkan oleh ferroresonansi. Masalah diselesaikan dengan memasang resistor damping di delta terbuka.
Saran Pencegahan:
Pasang perangkat anti-resonansi (seperti resistor delta terbuka atau penghambat mikroprosesor);
Gunakan PT tipe anti-resonansi (seperti seri JDZXW);
Optimalkan mode operasi untuk menghindari operasi non-full-phase jangka panjang;
Selama pemeliharaan outage, lakukan tes kurva magnetisasi untuk menilai tendensi jenuh inti.
Kerusakan 3: Tegangan Sekunder Rendah atau Tidak Ada
Masalah-masalah ini sering mempengaruhi pengukuran dan logika perlindungan, dan terkadang disalahartikan sebagai kegagalan perangkat lain.
Penyebab Kemungkinan:
Fusible primer meledak (sering setelah sambaran petir atau peristiwa overvoltage);
Fusible sekunder meledak atau saklar udara trip;
Polaritas atau rasio pengaturan yang salah;
Korsleting antar putaran dalam gulungan internal;
Koneksi terminal yang berkarat atau longgar.
Kasus Nyata:
Di satu stasiun PV, SCADA menunjukkan tegangan bus yang sangat rendah. Inspeksi di tempat menunjukkan bahwa fusible primer PT telah meledak. Menggantinya memulihkan operasi normal. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahwa hal ini disebabkan oleh lonjakan tegangan dari sambaran petir di dekatnya.
Langkah-langkah Diagnosis:
Periksa fusible dan pemutus pertama;
Ukur tegangan primer dan sekunder untuk konsistensinya;
Verifikasi kabel dan polaritas;
Lakukan tes rasio dan resistansi isolasi jika diperlukan.
Kerusakan 4: Discharge Internal atau Kebocoran Isolasi
Ini biasanya terjadi di lingkungan lembab atau tercemar berat, terutama di daerah pesisir atau ketinggian.
Gejala:
Bau terbakar atau tanda-tanda discharge yang terlihat pada housing;
Suara renyah saat beroperasi;
Resistansi isolasi berkurang;
Dalam kasus yang parah, ledakan atau trip terjadi.
Penyebab Kemungkinan:
Ingress kelembaban menyebabkan degradasi isolasi;
Akumulasi debu atau kotoran permukaan mengurangi jarak creepage;
Overload jangka panjang atau efek harmonik;
Defek manufaktur atau kerusakan selama transportasi.
Kasus Nyata:
Sebuah PT yang dipasang di dekat pantai berulang kali trip selama musim hujan. Inspeksi menunjukkan tanda-tanda jelas discharge internal — penyebab utamanya adalah segel buruk yang memungkinkan kelembaban masuk.
Tindakan Pencegahan:
Tingkatkan rating perlindungan (IP54 atau lebih tinggi);
Pasang dehumidifier atau pemanas ruang;
Pembersihan dan pengeringan rutin;
Lakukan tes isolasi dan discharge parsial sebelum komisioning.
Kerusakan 5: Kesalahan Manusia atau Kesalahan Kawat
Kesalahan manusia tetap menjadi penyebab utama banyak insiden.
Kesalahan Umum Termasuk:
Mengoperasikan isolator dengan beban sekunder;
Polaritas terbalik menyebabkan pengukuran yang salah atau penilaian perlindungan yang salah;
Penghapusan kawat grounding yang tidak sengaja menyebabkan potensial mengambang;
Melakukan pekerjaan hidup tanpa tindakan keselamatan yang tepat.
Kasus Nyata:
Seorang teknisi baru mengganti fusible sekunder PT tanpa memutuskan daya, menyebabkan korsleting — holder fusible terbakar dan hampir menyebabkan cedera.
Poin Penting:
Perkuat pelatihan dan standarisasi prosedur;
Label kabel dengan jelas untuk mencegah kesalahan;
Tegakkan prosedur lockout/tagout untuk menghilangkan pekerjaan hidup;
Pastikan satu titik grounding untuk semua sirkuit sekunder PT.
3. Saran Saya dan Ringkasan Pengalaman Lapangan
Sebagai veteran 15 tahun di bidang listrik, saya selalu mengatakan:
“Meskipun kecil, trafo tegangan elektromagnetik memainkan peran kritis dalam pengukuran, penghitungan, dan perlindungan.”
Mungkin tidak se-menonjol seperti pemutus sirkuit atau sebesar transformator, tetapi begitu gagal, dapat memicu reaksi berantai.
Jadi berikut adalah rekomendasi saya:
Untuk Operasi & Pemeliharaan Harian:
Inspeksi rutin — dengarkan suara yang tidak biasa, bau terbakar, dan ukur suhu;
Periksa fusible, pemutus, dan integritas grounding;
Catat data operasional dan bandingkan dengan tren historis;
Tingkatkan frekuensi inspeksi sebelum dan sesudah musim badai petir.
Untuk Diagnosa Kerusakan:
Prioritaskan pemeriksaan pada sirkuit sekunder dan fusible;
Gunakan multimeter untuk memverifikasi tingkat tegangan;
Lakukan tes resistansi isolasi, rasio, dan karakteristik magnetisasi jika diperlukan;
Ambil tindakan segera untuk menekan resonansi jika dicurigai.
Untuk Pemilihan Perangkat:
Pertimbangkan faktor lingkungan (kelembaban, ketinggian, kabut asin);
Berikan preferensi pada PT tipe anti-resonansi;
Pilih kapasitas nominal yang sesuai untuk menghindari overload jangka panjang;
Biarkan ruang untuk redundansi untuk mendukung ekspansi masa depan.
4. Pikiran Terakhir
Meskipun strukturnya sederhana, trafo tegangan elektromagnetik memainkan peran vital di pabrik energi baru.
Mereka berfungsi seperti "mata" sistem listrik, memberi tahu kita seberapa "tinggi" tegangan tersebut.
Setelah 15 tahun di lapangan, saya percaya dengan kuat:
“Detail menentukan keberhasilan atau kegagalan. Keamanan berada di atas segalanya.”
Jika Anda menghadapi masalah PT yang rumit di lapangan, jangan ragu untuk menghubungi — saya senang berbagi lebih banyak pengalaman langsung dan metode troubleshooting.
Semoga setiap PT beroperasi stabil, menjaga grid kita aman dan cerdas!
— Felix
