KOMPONEN-KOMPONEN TRANSFORMER TEGANGAN TINGGI

1. Inti Besi Inti besi berfungsi untuk
mempermudah jalan
fluksi,magnetik yang ditimbulkan
oleh arus listrik yang melalui
kumparan. Dibuat dari
lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk
mengurangi panas (sebagai rugi-
rugi besi) yang ditimbulkan oleh
Eddy Current. 2. Kumparan Transformator Kumparan transformator adalah
beberapa lilitan kawat berisolasi
yang membentuk suatu
kumparan atau gulungan.
Kumparan tersebut terdiri dari
kumparan primer dan kumparan sekunder yang diisolasi baik
terhadap inti besi maupun
terhadap antar kumparan
dengan isolasi padat seperti
karton, pertinak dan lain-lain.
Kumparan tersebut sebagai alat transformasi tegangan dan arus. 3. Minyak Transformator Minyak transformator
merupakan salah satu bahan
isolasi cair yang dipergunakan
sebagai isolasi dan pendingin
pada transformator.
• Sebagai bagian dari bahan isolasi, minyak harus memiliki
kemampuan untuk menahan
tegangan tembus, sedangkan
• sebagai pendingin minyak transformator harus mampu
meredam panas yang
ditimbulkan,
sehingga dengan kedua
kemampuan ini maka minyak
diharapkan akan mampu melindungi transformator dari
gangguan. Minyak transformator
mempunyai unsur atau senyawa
hidrokarbon yang terkandung
adalah senyawa hidrokarbon
parafinik, senyawa hidrokarbon
naftenik dan senyawa hidrokarbon aromatik. Selain
ketiga senyawa tersebut, minyak
transformator masih
mengandung senyawa yang
disebut zat aditif meskipun
kandungannya sangat kecil . 4. Bushing Hubungan antara kumparan
transformator dengan jaringan
luar melalui sebuah bushing yaitu
sebuah konduktor yang
diselubungi oleh isolator. Bushing
sekaligus berfungsi sebagai penyekat/isolator antara
konduktor tersebut dengan
tangki transformator. Pada
bushing dilengkapi fasilitas untuk
pengujian kondisi bushing yang
sering disebut center tap. 5. Tangki Konservator Tangki Konservator berfungsi
untuk menampung minyak
cadangan dan uap/udara akibat
pemanasan trafo karena arus
beban. Diantara tangki dan trafo
dipasangkan relai bucholzt yang akan meyerap gas produksi
akibat kerusakan minyak . Untuk
menjaga agar minyak tidak
terkontaminasi dengan air, ujung
masuk saluran udara melalui
saluran pelepasan/venting dilengkapi media penyerap uap
air pada udara, sering disebut
dengan silica gel dan dia tidak
keluar mencemari udara
disekitarnya. 6. Peralatan Bantu
Pendinginan Transformator Pada inti besi dan kumparan – kumparan akan timbul panas
akibat rugi-rugi tembaga. Maka
panas tersebut mengakibatkan
kenaikan suhu yang berlebihan,
ini akan merusak isolasi, maka
untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan tersebut
transformator perlu dilengkapi
dengan alat atau sistem
pendingin untuk menyalurkan
panas keluar transformator,
media yang dipakai pada sistem pendingin dapat berupa: Udara/
gas, Minyak dan Air. Pada cara alamiah, pengaliran
media sebagai akibat adanya
perbedaan suhu media dan untuk
mempercepat pendinginan dari
media-media (minyak-udara/gas)
dengan cara melengkapi transformator dengan sirip-sirip
(radiator). Bila diinginkan
penyaluran panas yang lebih
cepat lagi, cara manual dapat
dilengkapi dengan peralatan
untuk mempercepat sirkulasi media pendingin dengan pompa
pompa sirkulasi minyak, udara
dan air, cara ini disebut
pendingin paksa (Forced). 7. Tap Changer Kualitas operasi tenaga listrik
jika tegangan nominalnya sesuai
ketentuan, tapi pada saat
operasi dapat saja terjadi
penurunan tegangan sehingga
kualitasnya menurun, untuk itu perlu alat pengatur tegangan
agar tegangan selau pada
kondisi terbaik, konstan dan
berkelanjutan. Untuk itu trafo dirancang
sedemikian rupa sehingga
perubahan tegangan pada sisi
masuk/input tidak
mengakibatkan perubahan
tegangan pada sisi keluar/ output, dengan kata lain
tegangan di sisi keluar/output-
nya tetap. Alat ini disebut
sebagai sadapan pengatur
tegangan tanpa terjadi
pemutusan beban, biasa disebut On Load Tap Changer (OLTC) . Pada umumnya OLTC
tersambung pada sisi primer dan
jumlahnya tergantung pada
perancangan dan perubahan
sistem tegangan pada jaringan. 8. Alat pernapasan
(Dehydrating Breather) Sebagai tempat penampungan
pemuaian minyak isolasi akibat
panas yang timbul, maka minyak
ditampung pada tangki yang
sering disebut sebagai
konservator. Pada konservator ini permukaan minyak diusahakan
tidak boleh bersinggungan
dengan udara, karena
kelembaban udara yang
mengandung uap air akan
mengkontaminasi minyak walaupun proses
pengkontaminasinya berlangsung
cukup lama. Untuk mengatasi hal
tersebut, udara yang masuk
kedalam tangki konservator
pada saat minyak menjadi dingin memerlukan suatu media
penghisap kelembaban, yang
digunakan biasanya adalah silica
gel. Kebalikan jika trafo panas
maka pada saat menyusut maka
akan menghisap udara dari luar masuk kedalam tangki dan untuk
menghindari terkontaminasi oleh
kelembaban udara maka
diperlukan suatu media
penghisap kelembaban yang
digunakan biasanya adalah silica gel, yang secara khusus
dirancang untuk maksud
tersebut diatas. 9. Indikator-indikator a . Thermometer /
Temperature Gauge, alat ini berfungsi untuk mengukur
tingkat panas dari trafo, baik
panasnya kumparan primer dan
sekunder juga minyak trafonya.
Thermometer ini bekerja atas
dasar air raksa (mercuri/Hg) yang tersambung dengan tabung
pemuaian dan tersambung
dengan jarum indikator derajat
panas.
Beberapa thermometer
dikombinasikan dengan panas dari resistor (khusus yang
tersambung dengan
transformator arus, yang
terpasang pada salah satu fasa
fasa tengah) dengan demikian
penunjukan yang diperoleh adalah relatif terhadap panas
sebenarnya yang terjadi. b. Permukaan minyak /
Level Gauge, alat ini berfungsi untuk penunjukan tinggi
permukaan minyak yang ada
pada konservator. Ada beberapa
jenis penunjukan, seperti
penunjukan lansung yaitu dengan
cara memasang gelas penduga pada salah satu sisi konservator
sehingga akan mudah
mengetahui level minyak.
Sedangkan jenis lain jika
konservator dirancang
sedemikian rupa dengan melengkapi semacam balon dari
bahan elastis dan diisi dengan
udara biasa dan dilengkapi
dengan alat pelindung seperti
pada sistem pernapasan
sehingga pemuaian dan penyusutan minyak-udara yang
masuk kedalam balon dalam
kondisi kering dan aman. 10. Peralatan Proteksi
Internal a . Relai Bucholzt, Penggunaan relai deteksi gas
(Bucholtz) pada Transformator
terendam minyak yaitu untuk
mengamankan transformator
yang didasarkan pada gangguan
Transformator seperti : arcing, partial discharge dan over
heating yang umumnya
menghasilkan gas. Gas-gas
tersebut dikumpulkan pada
ruangan relai dan akan
mengerjakan kontak-kontak alarm. Relai deteksi gas juga terdiri dari
suatu peralatan yang tanggap
terhadap ketidaknormalan aliran
minyak yang tinggi yang timbul
pada waktu transformator
terjadi gangguan serius. Peralatan ini akan menggerakkan
kontak trip yang pada umumnya
terhubung dengan rangkaian trip
Pemutus Arus dari instalasi
transformator tersebut. Ada beberapa jenis relai bucholtz
yang terpasang pada
transformator, Relai sejenis tapi
digunakan untuk mengamankan
ruang On Load Tap Changer
(OLTC) dengan prinsip kerja yang sama sering disebut dengan Relai
Jansen. Terdapat beberapa jenis
antara lain sama seperti relai
buhcoltz tetapi tidak ada kontrol
gas, jenis tekanan ada yang
menggunakan membran/selaput timah yang lentur sehingga bila
terjadi perubahan tekanan
kerena gangguan akan bekerja,
disini tidak ada alarm akan tetapi
langsung trip dan dengan prinsip
yang sama hanya menggunakan pengaman tekanan atau saklar
tekanan. b. Jansen membran, alat ini berfungsi untuk pengaman
tekanan lebih (Explosive
Membrane) / Bursting Plate. Relai
ini bekerja karena tekanan lebih
akibat gangguan didalam
transformator, karena tekanan melebihi kemampuan membran/
selaput yang terpasang, maka
membran akan pecah dan minyak
akan keluar dari dalam
transformator yang disebabkan
oleh tekanan minyak c . Relai tekanan lebih
(Sudden Pressure Relay), suatu flash over atau hubung
singkat yang timbul pada suatu
transformator terendam minyak,
umumnya akan berkaitan dengan
suatu tekanan lebih didalam
tangki, karena gas yang dibentuk oleh dekomposisi dan
evaporasi minyak. Dengan
melengkapi sebuah relai
pelepasan tekanan lebih pada
trafo, maka tekanan lebih yang
membahayakan tangki trafo dapat dibatasi besarnya. Apabila
tekanan lebih ini tidak dapat
dieliminasi dalam waktu beberapa
millidetik, maka terjadi panas
lebih pada cairan tangki dan
trafo akan meledak. Peralatan pengaman harus cepat bekerja
mengevakuasi tekanan tersebut. d. Relai pengaman tangki, relai bekerja sebagai pengaman
jika terjadi arus mengalir pada
tangki, akibat gangguan fasa ke
tangki atau dari instalasi bantu
seperti motor kipas, sirkulasi dan
motor-motor bantu yang lain, pemanas dll.
Arus ini sebagai pengganti relai
diferensial sebab sistim relai
pengaman tangki biasanya
dipasang pada trafo yang tidak
dilengkapi trafo arus disisi primer dan biasanya pada trafo dengan
kapasitas kecil. Trafo dipasang
diatas isolator sehingga tidak
terhubung ke tanah kemudian
dengan menggunakan kabel
pentanahan yang dilewatkan melali trafo arus dengan tingkat
isolasi dan ratio yang kecil
kemudian tersambung pada relai
tangki tanah dengan ratio Trafo
arus antara 300 s/d 500 dengan
sisi sekunder hanya 1 Amp. e. Neutral Grounding
Resistance / NGR atau
Resistance Pentanahan
Trafo, adalah tahanan yang dipasang antara titik netral
trafo dengan pentanahan,
dimana berfungsi untuk
memperkecil arus gangguan.
Resistance dipasang pada titik
neutral trafo yang dihubungkan Y ( bintang/wye ). NGR biasanya dipasang pada titik
netral trafo 70 kV atau 20 kV,
sedangkan pada titik netral
trafo 150 kV dan 500 kV
digrounding langsung (solid) Nilai NGR:
Tegangan 70 kV = 40 Ohm
Tegangan 20 kV = 12 Ohm,40
Ohm, 200 Ohm dan 500 Ohm Jenis Neutral Grounding
Resistance
- Resistance Liquid (Air), yaitu
bahan resistance-nya adalah air
murni. Untuk memperoleh nilai
Resistance yang diinginkan ditambahkan garam KOH . - Resistance Logam, yaitu
bahannya terbuat dari logam
nekelin dan dibuat dalam panel
dengan nilai resistance yang
sudah ditentukan. 11. Peralatan Tambahan
untuk Pengaman
Transformator a. Pemadam kebakaran, (biasanya untuk transformator – transformator besar ), Sistem
pemadam kebakaran yang
modern pada transformator saat
sekarang sudah sangat
diperlukan. Fungsi yang penting
untuk mencegah terbakarnya trafo atau memadamkan secepat
mungkin trafo jika terjadi
kebakaran. Penyebab trafo terbakar adalah
karena gangguan hubung singkat
pada sisi sekunder sehingga pada
trafo akan mengalir arus
maksimumnya. Jika proses
tersebut berlangsung cukup lama dan relai tidak beroperasi.
Sementara itu, tidak
beroperasinya relai juga sebagai
akibat salah menyetel waktu
pembukaan PMT, relai rusak, dan
sumber DC yang tidak ada, serta kerusakan sistim pengawatan. Sistem pemadam kebakaran yang
modern yaitu dengan sistem
mengurangi minyak secara
otomatis sehingga terdapat
ruang yang mana secara paksa
gas pemisah oksigen diudara dimasukan kedalam ruang yang
sudah tidak ada minyaknya
sehingga tidak ada pembakaran
minyak, dan kerusakan yang
lebih parah dapat dihindarkan,
walaupun kondisi trafo menjadi rusak. Proses pembuangan minyak
secara grafitasi atau dengan
menggunakan motor pompa DC
adalah suatu kondisi yang sangat
berisiko, sebab hanya
menggunakan katup otomatis yang dikendalikan oleh pemicu
dari saklar akibat panasnya api
dan menutupnya katup otomatis
pada katup pipa minyak
penghubung tanki (konservator)
ke dalam trafo (sebelum relai bucholz), serta adanya gas
pemisah oksigen (gas nitrogen
yang bertekanan tinggi) diisikan
melaui pipa yang disambung pada
bagian bawah trafo kemudian
akan menuju keruang yang tidak terisi minyak. b. Thermometer pengukur
langsung, Thermometer pengukur langsung banyak
digunakan pada instalasi
tegangan tinggi/Gardu Induk ,
seperti pada ruang kontrol,
ruang relai, ruang PLC dll. Suhu
ruangan dicatat secara periodik pada formulir yang telah
disiapkan dan dievaluasi sebagai
bahan laporan. c. Thermometer pengukur
tidak langsung, Termometer pengukur tidak langsung banyak
digunakan pada instalasi
tegangan tinggi/ transformator
yang berfungsi untuk
mengetahui perubahan suhu
minyak maupun belitan transformator. Suhu minyak dan
belitan trafo dicatat secara
periodik/berkala, pada formulir
yang telah disiapkan dan
dievaluasi sebagai laporan. 12. Relai Proteksi
Transformator dan
Fungsinya Jenis relai proteksi pada trafo
tenaga adalah sebagai berikut: a. Relai arus lebih (over
current relay), berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap
gangguan hubung singkat antar
fasa didalam maupun diluar
daerah pengaman transformator.
Juga diharapkan relai ini mempunyai sifat komplementer
dengan relai beban lebih, relai ini
berfungsi pula sebagai pengaman
cadangan pada bagian instalasi
lainnya. b. Relai Diferensial, relai ini berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap
gangguan hubung singkat yang
terjadi didalam daerah
pengaman. c. Relai gangguan tanah
terbatas (Restricted Earth
fault Relay ), relai ini berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap tanah
didalam daerah pengaman
transformator, khususnya untuk
gangguan didekat titik netral
yang tidak dapat dirasakan oleh relai differensial. d. Relai arus lebih berarah,
Directional Over Current
Relay atau yang lebih dikenal dengan Relai arus lebih yang
mempunyai arah tertentu
merupakan Relai Pengaman yang
bekerja karena adanya besaran
arus dan tegangan yang dapat
membedakan arah arus gangguan. Relai ini mempunyai 2
buah parameter ukur yaitu
tegangan dan arus yang masuk
ke dalam relai untuk
membedakan arah arus ke depan
atau arah arus ke belakang, pada pentanahan titik netral
trafo dengan menggunakan
tahanan. Relai ini dipasang pada
penyulang 20 KV. Bekerjanya relai ini berdasarkan
adanya sumber arus dari ZCT
(Zero Current Transformer) dan
sumber tegangan dari PT
(Potential Transformers). Sumber
tegangan PT umumnya menggunakan rangkaian Open-
Delta, tetapi tidak menutup
kemungkinan ada yang
menggunakan koneksi langsung 3
Phasa. Relai ini terpasang pada
jaringan tegangan tinggi, tegangan menengah, juga pada
pengaman transformator
tenaga, dan berfungsi untuk
mengamankan peralatan listrik
akibat adanya gangguan phasa-
phasa maupun Phasa ke tanah. Untuk membedakan arah
tersebut maka salah satu phasa
dari arus harus dibandingakan
dengan Tegangan pada phasa
yang lain. e. Relay connections, adalah sudut perbedaan antara arus
dengan tegangan masukan relai
pada power faktor satu. Relai
maximum torque angle adalah
perbedaan sudut antara arus
dengan tegangan pada relai yang menghasilkan torsi
maksimum. f. Relai gangguan tanah, relai ini berfungsi untuk
mengamankan transformator jika
terjadi gangguan hubung tanah
didalam dan diluar daerah
pengaman transformator. Relai
arah hubung tanah memerlukan operating signal dan polarising
signal. Operating signal diperoleh
dari arus residual melalui
rangkaian trafo arus penghantar
(Iop = 3Io) sedangkan polarising
signal diperoleh dari tegangan residual. Tegangan residual dapat
diperoleh dari rangkaian
sekunder open delta trafo
tegangan. g. Relai tangki tanah, relai ini berfungsi untuk mengamankan
transformator terhadap hubung
singkat antara kumparan fasa
dengan tangki transformator
dan transformator yang titik
netralnya ditanahkan. Relai bekerja sebagai pengaman jika
terjadi arus mengalir dari tangki
akibat gangguan fasa ke tangki
atau dari instalasi Bantu seperti
motor kipas, sirkulasi dan motor-
motor bantu, pemanas dll. Pengaman arus ini sebagai
pengganti relai diferensial, sebab
sistim relai pengaman tangki
biasanya dipasang pada trafo
yang tidak dilengkapi trafo arus
disisi primer dan biasanya pada trafo dengan kapasitas kecil.
Trafo dipasang diatas isolator
sehingga tidak terhubung ke
tanah kemudian dengan
menggunakan kabel pentanahan
yang dilewatkan melalui trafo arus dengan tingkat isolasi dan
ratio yang kecil, kemudian
tersambung pada relai tangki
tanah dengan ratio Trafo Arus
(CT) antara 300 s/d 500 dengan
sisi sekunder hanya 1 Amp. 13. Announciator Sistem
Instalasi Tegangan Tinggi Announciator adalah indikator
kejadian pada saat terjadi
ketidaknormalan pada sistem
instalasi tegangan tinggi, baik
secara individu maupun secara
bersama. Announciator terjadi bersamaan dengan relai yang
bekerja akibat jika terjadi
ketidaknormalan pada peralatan
tersebut. Annunciator biasanya
berbentuk petunjuk tulisan yang
pada kondisi normal tidak ada penunjukan, bila terjadi
ketidaknormalan maka lampu
didalam indikator tersebut
menyala sesuai dengan kondisi
sistem pada saat tersebut.
Kumpulan indikator-indikator tersebut biasanya disebut
sebagai announciator. Announciator yang terlengkap
pada saat sekarang adalah pada
instalasi gardu induk SF6, sebab
pada system GIS banyak sekali
kondisi yang perlu di pantau
seperti tekanan gas, kelembaban gas SF6 disetiap kompartemen,
posisi kontak PMT, PMS baik PMS
line, PMS Rel maupun PMS tanah
dll. Untuk itu pembahasan
tentang annunciator akan diambil
dari sistem annunciatornya gardu induk SF6. seperti.
Annunciator pada bay
penghantar (SUTT maupun SKTT),
Transformator dan Koppel.