Apakah penyebab kegagalan transformator tegangan feromagnetik di stesen kuasa tenaga baharu?

Oleh Felix, 15 Tahun dalam Industri Elektrik

Halo semua, saya Felix, dan saya telah bekerja di industri elektrik selama 15 tahun.

Dari keterlibatan awal dalam komisioning dan pemeliharaan substansi tradisional hingga sekarang mengelola operasi sistem elektrik untuk beberapa projek tenaga surya dan angin, salah satu perangkat yang paling sering saya hadapi adalah Trafo Tegangan Elektromagnetik (PT).

Beberapa hari lalu, seorang operator shift di sebuah tumbuhan tenaga baru bertanya kepada saya:

“Kami memiliki trafo tegangan elektromagnetik yang terus-terusan panas, mengeluarkan bunyi aneh, dan kadang-kadang bahkan menyebabkan kesalahan perlindungan. Apa yang terjadi?”

Ini adalah masalah yang sangat umum, terutama di tumbuhan tenaga baru. Sebagai komponen pengukuran dan perlindungan utama, begitu PT gagal, ia dapat menyebabkan apa pun dari pengukuran tidak tepat hingga trip penuh 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 kompleks — 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 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 instrumen pengukuran dan sistem perlindungan relai.

Strukturnya cukup sederhana: gulungan primer memiliki banyak putaran dan kawat tipis, terhubung ke sisi tegangan tinggi; gulungan sekunder memiliki lebih sedikit putaran dan kawat yang lebih tebal, terhubung ke rangkaian kendali.

Namun, karena karakteristik struktural ini, ia mudah dipengaruhi 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 Mungkin:

• Sirkuit pendek atau overload sekunder (misalnya, beberapa perangkat perlindungan terhubung paralel tanpa memeriksa kapasitas);

• Jenuh inti (terutama selama ferroresonansi);

• Penuaan isolasi atau penetrasi kelembaban;

• Terminal longgar menyebabkan resistansi kontak tinggi dan pemanasan lokal.

Kasus Nyata:

Suatu kali, saya menemukan PT yang sangat panas di stasiun step-up PV — termografi inframerah menunjukkan suhu melebihi 120°C. Setelah dibongkar, kami menemukan bahwa isolasi gulungan sekunder telah hangus. Penyebabnya adalah kondisi sirkuit terbuka yang disebabkan oleh pemutus sekunder yang terputus sementara masih terhubung ke meter impedansi tinggi.

Tips:

• Jangan biarkan PT sekunder berjalan sirkuit terbuka — meskipun tidak seberbahaya CT, hal itu 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 tumbuhan tenaga baru.

Gejala:

• Tegangan tiga fase tidak seimbang;

• Tegangan naik turun dengan bunyi dengungan;

• Perlindungan beroperasi salah atau trip palsu;

• Terkadang bahkan sinyal ground palsu muncul.

Penyebab Akar:

• Dalam sistem tidak terground atau terground dengan coil penekan busur, ketika kapasitansi jalur ke ground dikombinasikan dengan induktansi eksitasi PT dalam kondisi tertentu, ferroresonansi dapat terjadi;

• Hal ini sering dipicu selama switching pemutus, hilangnya tegangan mendadak, atau grounding satu fase.

Kasus Nyata:

Di sebuah ladang angin, setiap kali transformator utama diberdayakan, PT mengeluarkan bunyi dengungan, dan tegangan bus fluktuatif, bahkan memicu switch otomatis cadangan dengan salah. Setelah penyelidikan, ternyata disebabkan oleh ferroresonansi. Memasang resistor redaman di delta terbuka menyelesaikan masalah tersebut.

Saran Pencegahan:

• Pasang perangkat anti-resonansi (seperti resistor delta terbuka atau supresor berbasis mikroprosesor);

• Gunakan PT tipe anti-resonansi (seperti seri JDZXW);

• Optimalkan mode operasi untuk menghindari operasi non-full-phase jangka panjang;

• Selama pemeliharaan pemadaman, lakukan uji kurva magnetisasi untuk menilai kecenderungan jenuh inti.

Kerusakan 3: Tegangan Sekunder Rendah atau Tidak Ada Output

Masalah-masalah ini sering mempengaruhi pengukuran dan logika perlindungan, dan terkadang disalahartikan sebagai kegagalan perangkat lain.

Penyebab Mungkin:

• Fuse primer meledak (sering setelah sambaran petir atau kejadian overvoltage);

• Fuse sekunder meledak atau saklar udara tripped;

• Polaritas atau pengaturan rasio salah;

• Korsleting antar putaran di gulungan internal;

• Koneksi terminal teroksidasi atau longgar.

Kasus Nyata:
Di satu stasiun PV, SCADA menunjukkan tegangan bus sangat rendah. Inspeksi di tempat menunjukkan bahwa fuse primer PT telah meledak. Menggantinya memulihkan operasi normal. Analisis lebih lanjut menunjukkan disebabkan oleh lonjakan tegangan dari petir di dekatnya.

Langkah Diagnosis:

• Periksa fuse dan pemutus terlebih dahulu;

• Ukur tegangan primer dan sekunder untuk konsistensi;

• Verifikasi kabel dan polaritas;

• Lakukan uji rasio dan uji tahanan isolasi jika perlu.

Kerusakan 4: Discharge Internal atau Kebocoran Isolasi

Ini biasanya terjadi di lingkungan lembab atau sangat tercemar, terutama di daerah pesisir atau ketinggian.

Gejala:

• Bau terbakar atau tanda discharge terlihat pada casing;

• Bunyi retak saat beroperasi;

• Tahanan isolasi berkurang;

• Dalam kasus parah, ledakan atau trip terjadi.

Penyebab Mungkin:

• Infiltrasi kelembaban menyebabkan penurunan isolasi;

• Penumpukan kotoran atau debu mengurangi jarak creepage;

• Overload jangka panjang atau efek harmonik;

• Kekurangan manufaktur atau kerusakan selama transportasi.

Kasus Nyata:

PT yang dipasang dekat pantai sering trip selama musim hujan. Inspeksi menunjukkan tanda-tanda jelas discharge internal — penyebab utamanya adalah penyegelan buruk yang memungkinkan kelembaban masuk.

Tindakan Pemecahan:

• Tingkatkan peringkat perlindungan (IP54 atau lebih tinggi);

• Pasang dehumidifier atau heater ruang;

• Pembersihan dan pengeringan rutin;

• Lakukan uji isolasi dan uji discharge parsial sebelum komisioning.

Kerusakan 5: Kesalahan Manusia atau Kesalahan Pengkabelan

Kesalahan manusia tetap menjadi penyebab utama banyak insiden.

Kesalahan Umum Termasuk:

• Mengoperasikan isolator dengan beban sekunder;

• Polaritas terbalik menyebabkan pengukuran salah atau penilaian perlindungan salah;

• Penghapusan kawat grounding secara tidak sengaja menyebabkan potensial mengambang;

• Melakukan pekerjaan hidup tanpa tindakan keselamatan yang tepat.

Kasus Nyata:

Seorang teknisi baru mengganti fuse sekunder PT tanpa memutuskan daya, menyebabkan sirkuit pendek — holder fuse hangus dan hampir menyebabkan cedera.

Poin Utama:

• Perkuat pelatihan dan standarisasi prosedur;

• Labeli 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 elektrik, saya selalu berkata:

“Meskipun kecil, trafo tegangan elektromagnetik memainkan peran kritis dalam pengukuran, penghitungan, dan perlindungan.”

Mungkin tidak se-menonjol pemutus sirkuit atau sebesar transformator, tetapi begitu gagal, dapat memicu reaksi berantai.

Jadi berikut adalah rekomendasi saya:

Untuk Operasi & Pemeliharaan Harian:

Inspeksi rutin — dengarkan bunyi yang tidak biasa, bau terbakar, dan ukur suhu;

• Periksa fuse, pemutus, dan integritas grounding;

• Catat data operasional dan bandingkan dengan tren historis;

• Tingkatkan frekuensi inspeksi sebelum dan sesudah musim petir.

Untuk Diagnosis Kerusakan:

• Prioritaskan pemeriksaan pada sirkuit sekunder dan fuse;

• Gunakan multimeter untuk memverifikasi tingkat tegangan;

• Lakukan uji tahanan isolasi, rasio, dan karakteristik magnetisasi jika diperlukan;

• Ambil tindakan segera untuk menekan resonansi jika dicurigai.

Untuk Pemilihan Peralatan:

• 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 Akhir

Meskipun strukturnya sederhana, trafo tegangan elektromagnetik memainkan peran vital di tumbuhan tenaga baru.

Mereka berfungsi seperti "mata" sistem tenaga, memberi tahu kita betapa "tinggi" tegangannya.

Setelah 15 tahun di lapangan, saya percaya dengan kuat:

“Detail menentukan sukses atau gagal. Keamanan di atas segalanya.”

Jika Anda menghadapi masalah PT yang rumit di tempat, 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