Solusi Perlindungan Berbasis Mikrokomputer untuk Trafo

1. Latar Belakang dan Tantangan Inti​
   Transformator adalah komponen kritis dalam sistem tenaga, dan operasinya yang andal sangat penting bagi keamanan jaringan. Perlindungan transformator tradisional menghadapi berbagai tantangan teknis, termasuk identifikasi arus pendek internal, diskriminasi arus inrush, perlindungan overload, dan masalah saturasi CT. Secara khusus, perlindungan diferensial persentase konvensional rentan terhadap gangguan harmonik, yang dapat menyebabkan maloperasi atau gagal beroperasi dari sistem perlindungan, sehingga sangat merusak stabilitas sistem.

​2. Tinjauan Solusi​
Solusi ini menggunakan teknologi perlindungan berbasis mikrokomputer canggih, mengintegrasikan berbagai teknik untuk mencapai perlindungan transformator yang komprehensif. Terdiri dari tiga modul inti: perlindungan diferensial dengan pembatasan harmonik, sistem deteksi saturasi CT adaptif, dan pemantauan suhu serat optik yang terintegrasi dengan perlindungan.

​2.1 Teknologi Perlindungan Diferensial dengan Pembatasan Harmonik​
Dengan menggunakan teknologi pemblokiran harmonik kedua, metode ini secara efektif membedakan arus gangguan dari arus inrush melalui deteksi real-time konten harmonik kedua pada arus diferensial. Fitur utama termasuk:

• Ambang batas konten harmonik yang dapat disesuaikan (15%-20%) yang disesuaikan dengan karakteristik transformator.
• Analisis harmonik berbasis transformasi Fourier untuk memastikan akurasi deteksi.
• Logika pemblokiran dinamis untuk mencegah maloperasi perlindungan.

​Hasil Aplikasi:​​ Dalam kasus perlindungan transformator tegangan ultra-tinggi 765kV, teknologi ini mengurangi tingkat maloperasi sebesar 82%, secara signifikan meningkatkan keandalan perlindungan.

​2.2 Sistem Deteksi Saturasi CT Adaptif​
Berdasarkan analisis distorsi bentuk gelombang arus dan pemantauan beban CT pra-gangguan, sistem ini menyesuaikan koefisien pembatas secara dinamis:

• Memonitor status operasional CT secara real-time untuk mengidentifikasi karakteristik saturasi.
• Menggunakan perhitungan tingkat distorsi bentuk gelombang untuk penilaian saturasi yang tepat.
• Menyesuaikan parameter perlindungan secara dinamis untuk memastikan keandalan di bawah kondisi saturasi.

​Metric Kinerja:​​ Dalam aplikasi UHV, metode ini memastikan operasi yang andal bahkan di bawah saturasi CT yang parah, mengurangi waktu operasi hingga kurang dari 12ms, dan secara signifikan meningkatkan kecepatan respons gangguan.

​2.3 Sistem Perlindungan Terintegrasi Pemantauan Suhu Serat Optik​
Sensor serat optik terdistribusi ditanamkan di lokasi kritis lilitan transformator untuk pemantauan suhu real-time:

• Pengukuran langsung suhu titik panas lilitan dengan akurasi ±1°C.
• Batas suhu multi-level (misalnya, pengaturan trip 140°C).
• Integrasi dengan perlindungan diferensial untuk tripping yang dipercepat berdasarkan suhu.
• Aktivasi otomatis sistem pendinginan untuk mencegah kenaikan suhu.

​Hasil Praktis:​​ Implementasi di stasiun konversi memperpanjang umur layanan transformator sebesar 30% dan mencegah kegagalan isolasi yang disebabkan oleh overheat.

​3. Keunggulan Teknis​

1. ​Keandalan yang Ditingkatkan:​​ Berbagai mekanisme perlindungan bekerja bersama untuk mengurangi kekurangan perlindungan tunggal.
2. ​Respon Cepat:​​ Algoritma pemrosesan data berkecepatan tinggi secara signifikan mengurangi waktu operasi.
3. ​Keteradaptan:​​ Penyesuaian otomatis parameter perlindungan berdasarkan kondisi operasional.
4. ​Perlindungan Preventif:​​ Pemantauan suhu memungkinkan prediksi gangguan, mengubah perlindungan pasif menjadi pencegahan aktif.

​4. Kasus Aplikasi​
Solusi ini telah berhasil diterapkan dalam beberapa proyek UHV dan substasi tegangan ultra-tinggi 765kV. Data operasional menunjukkan:

• Tingkat operasi yang benar sebesar 99,98%.
• Waktu identifikasi rata-rata gangguan berkurang sebesar 40%.
• Insiden maloperasi berkurang lebih dari 85%.
• Penambahan signifikan umur layanan peralatan.