Mengenal Trafo untuk Pemula

Pengertian Trafo

Trafo adalah suatu peralatan tenaga listrik yang berfungsi untuk menyalurkan daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya.

Prinsip Dasar Trafo

Bila arus listrik bolak-balik mengalir mengelilingi inti besi, maka inti besi itu akan berubah menjadi magnet dan bila magnet tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan.

prinsip dasar trafo
prinsip dasar trafo
prinsip dasar trafo

Klasifikasi Trafo

Klasifikasi trafo dibagi berdasarkan level tegangan dan berdasarkan fungsi / pemakaian yaitu:

A. Berdasarkan Level Tegangan

1. Trafo Tegangan Tinggi (Trafo 500/150kV, 150/70kV)
2. Trafo Tegangan Menengah (Trafo 150/30kV, 150/20kV)
3. Trafo Tegangan Rendah (Trafo 20kV/380V, 6kV/380V)

B. Berdasarkan fungsi/pemakaian

1. Trafo Pembangkitan. Trafo step up yang membangkitkan tegangan dari generator ke Gardu Induk untuk ditransmisikan ke pemakaian
2. Trafo Gardu Induk. Trafo step down untuk pemakaian pabrik/industri
3. Trafo Distribusi. Trafo step down untuk pemakaian perumahan dan infrastruktur

Jenis Trafo

Berikut ini adalah jenis-jenis trafo berdasarkan fungsinya, yaitu :

1. Trafo Daya
Trafo yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga listrik (daya besar) dari suatu sistem tegangan ke sistem tegangan yang lain

2. Trafo Step Up
Trafo yang berfungsi sebagai penaik tegangan

3. Trafo Step Down
Trafo yang berfungsi sebagai penurun tegangan

4. Potensial Transformer (PT)
Trafo instrument yang berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan tegangan sekunder untuk keperluan pengukuran dan proteksi

5. Current Transformer (CT)
Trafo instrument yang berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan arus sekunder untuk keperluan pengukuran dan proteksi

6. Trafo EAF (Electric Arc Furnace)
Special Transformers. Dirancang khusus untuk dapat mengakomodasi beban listrik (arus) yang fluktuatif dan mechanical strength pada saat beroperasi untuk peleburan baja

7. Trafo Steller
Reactor berbentuk trafo yang berfungsi sebagai beban induktif untuk kompensasi

8. Trafo Gardu
Trafo step down untuk distribusi pemakaian umum. Contohnya trafo gardu 20kV/380V

9. Trafo Kios (TS)
Trafo step down berbentuk lebih compact dari trafo gardu. Menggunakan sistem Off Load Tap Changer dimana pengoperasian Tap Trafo masih manual. Digunakan untuk distribusi pemakaian umum (Industri sedang/kecil dan perumahan)

Komponen Trafo

komponen trafo

A. Komponen utama trafo

Komponen utama trafo terdiri dari :

1. Inti Besi
- Berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi,magnetik yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan
- Dibuat dari lempengan besi tipis yang muatannya searah dan diberi isolasi untuk mengurangi panas yang ditimbulkan oleh Eddy Current

2. Kumparan Primer
- Berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus
- Berupa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan
- Kumparan primer merupakan kumparan yang akan mentransformasikan arus dan tegangan ke kumparan sekunder

3. Kumparan Sekunder
- Berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus dari input kumparan primer sesuai dengan ratio belitannya
- Berupa lilitan kawat berisolasi yang membentuk suatu kumparan atau gulungan
- Kumparan sekunder  diisolasi baik terhadap inti besi maupun terhadap antar kumparan dengan isolasi padat seperti karton dan pertinak

4. Rumah Trafo
Berfungsi sebagai rumah main core, winding, OLTC, sekaligus sebagai bak minyak trafo

5. Conservator Tank
Berfungsi untuk menampung minyak cadangan dan pernafasan trafo

conservator tank

6. Bushing
Bushing merupakan sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, sekaligus berfungsi sebagai isolator antara konduktor tersebut dengan tangki Trafo

B. Komponen penunjang Trafo

1. Pendingin
Berfungsi untuk mendinginkan minyak trafo yang menjadi panas setelah mendinginkan inti besi dan kumparan

2. Tap Changer
- Tap changer adalah alat untuk menstabilkan tegangan sekunder dengan cara mengatur ratio transformasi belitan
- Jenis Tap Changer:

 2.1 Off Load Tap Changer
 Tap changer yang memindahkan tap trafo dalam keadaan trafo tidak bertegangan dan dioperasikan secara manual
 2.2 On Load Tap Changer
 Tap changer yang memindahkan tap trafo dalam keadaan Trafo bertegangan, berbeban dan dapat dioperasikan secara manual  atau otomatis

3. Tabung Silica Gel
- Berfungsi untuk menyerap uap air yang dikandung udara luar selama pernafasan trafo.
- Perubahan suhu minyak yang terjadi di dalam trafo yang disebabkan oleh naik turunnya beban trafo dan juga pengaruh dari lingkungan luar maka suhu minyak akan berubah mengikuti keadaan tersebut.
- Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari tanki conservator, sebaliknya apabila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki conservator.

tabung silica gel trafo

4. Indikator
Berfungsi untuk mengontrol keadaan trafo pada saat beroperasi

 4.1 Thermometer
- Berfungsi untuk mengukur suhu trafo, baik panas pada kumparan primer, sekunder maupun minyak trafo
- Thermometer bekerja atas dasar air raksa yang tersambung dengan tabung pemuaian dan tersambung dengan jarum indikator derajat panas
- Indikator temperature ini biasanya juga dilengkapi dengan sistem proteksi
 4.2 Level Indikator
Berfungsi untuk menunjukkan tinggi permukaan minyak yang ada di dalam conservator tank

level indikator trafo

Sistem pendingin trafo

Terdapat 2 sistem pendingin trafo yaitu secara natural atau alamiah dan secara paksa (force) menggunakan media motor pompa untuk air dan minyak serta motor blower untuk udara.

1. Sistem Natural
Mendinginkan trafo dengan udara luar dimana disekeliling rumah trafo dilengkapi dengan sirip-sirip untuk memperluas permukaan perpindahan panas.

2. Sistem Paksa (force)
Mendinginkan trafo dengan menggunakan pompa untuk pendinginan  dengan air, dan fan atau blower untuk pendinginan dengan udara.


sistem pendingin trafo

Jenis sistem pendingin trafo

Jenis pendingin trafo terdiri dari udara, air dan minyak yang disirkulasi secara paksa ataupun secara alamiah. Pembagian dari jenis sistem  pendingin trafo adalah sebagai berikut :

1. AN (Air Natural) --> Pendingin udara dengan sirkulasi alamiah

2. AF (Air force) --> Pendingin udara dengan sirkulasi paksa atau ditiupkan melalui media blower

3. ONAN (Oil Natural Air Natural) --> Pendingin minyak dengan sirkulasi alamiah + pendingin udara dengan sirkulasi alamiah

4. ONAF (Oil Natural Air Force) --> Pendingin minyak dengan sirkulasi alamiah + pendingin udara dengan sirkulasi paksa (blower)

5. OFAN (Oil Force Air Natural) --> Pendingin minyak dengan sirkulasi paksa + pendingin udara dengan sirkulasi alamiah

6. OFAF (Oil Force Air Force) --> Pendingin minyak dengan sirkulasi paksa + pendingin udara dengan sirkulasi paksa (blower)

7. AFWF (Air Force Water Force) --> Pendingin udara dengan sirkulasi paksa + pendingin air dengan sirkulasi paks

8. ONAN / ONAF
9. ONAN / OFAN
10. ONAN / OFAF
11. ONAN / OFWF

jenis sistem pendingin trafo

Minyak trafo

Minyak trafo berfungsi sebagai media pendingin gulungan primer dan sekunder, dan sebagai isolasi antara gulungan dan rumah trafo. Minyak trafo harus memiliki syarat standard sebagai berikut :

1. Mempunyai tahanan isolasi tinggi
Untuk minyak baru yang belum di saring > 30 kV/2,5 mm setelah disaring > 50 kV/2,5 mm
IEC 296

2. Penyalur panas yang baik, berat jenis kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat.

3. Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendingan menjadi lebih baik. Viskositas minyak class 1 pada suhu 40°C adalah <  16,5 cSt
IEC 296

4. Titik nyala yang tinggi, tidak mudah menguap yang dapat membahayakan
Flash point  minyak trafo di atas 163°C
IEC 296

5. Memiliki tegangan tembus sesuai standard yaitu:

standar tegangan tembus minyak trafo

Tap changer

Berikut ini adalah komponen Tap Changer trafo, yaitu:

1. Tap Selector
Berfungsi untuk melakukan switching pada tap yang diinginkan sesuai dengan input dari AVR (Automatic Voltage Regulator)

2. Diverter Switch
Berfungsi untuk melakukan transisi perpindahan tap naik atau turun dan menjaga koneksi pada saat Selector switch melakukan perpindahan switch tap

3. Diverter Resistor
Berfungsi untuk menghubungkan line diverter switch pada saat perpindahan tap supaya load/arus yang mengalir tidak terputus

on load tap changer trafo

Komponen utama tap changer

komponen utama tap changer trafo

Prinsip kerja  OLTC (On Load Tap Changer)

wiring tap changer trafo

1. Switch 3 menutup dalam kondisi line tanpa beban

2. Rotary Switch pada Diverter bergerak memutus satu titik koneksi pada diverter Resistor A dan supply arus melewati Diverter Resistor A

3. Rotary switch terus bergerak dan menghubungkan titik koneksi A dan B. Beban sekarang mengalir melalui Diverter Resistor A dan B. Winding terhubung melalui koneksi A dan B

4. Rotary switch berlanjut bergerak, memutus contact dengan diverter A. sekarang arus mengalir hanya melalui diverter B. Winding tidak lagi terhubung

5. Rotary switch berlanjut bergerak, menghubungkan diverter B tanpa melewati Diverter Resistor. Arus sekarang tersupply langsung melalui koneksi winding sebelah kiri. Diverter A tidak terpakai

6. Switch Tap 2 terbuka dalam operasi tak berbeban

Peralatan proteksi trafo

Berikut ini adalah jenis proteksi trafo, yaitu :

1. Relay Bucholz
Mendeteksi dan mengamankan gulungan terhadap gangguan di dalam trafo yang menimbulkan gas disebabkan hubung singkat pada komponen trafo.

relai bucholz trafo
2. Pengaman Tekanan Lebih
Berfungsi sebagai pengaman tangki Trafo terhadap kenaikan tekanan gas yang timbul di dalam tangki (yang akan pecah pada tekanan tertentu) dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tanki Trafo.

pelepas tekanan lebih trafo
3. Relay Tekanan Lebih
Berfungsi hampir sama seperti rele Bucholz, yakni pengaman terhadap gangguan di dalam Trafo. Bedanya rele ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung menjatuhkan breaker.

4. Differential Relay
Berfungsi untuk mengamankan trafo dari gangguan di dalam trafo, seperti flashover antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan

5. Over Current Relay
Mengamankan Trafo dari arus yang melebihi dari arus nominal karena beban lebih atau gangguan hubung singkat

6. Lightning Arrester
Berfungsi untuk melindungi trafo dari surja petir. Prinsip kerja dari lightning arrester adalah pada saat kondisi normal berfungsi sebagai isolator dan pada saat terkena petir berfungsi sebagai konduktor.

lightning arrester trafo

7. Fire Protection
Untuk mencegah terbakarnya trafo atau memadamkan secepat mungkin trafo jika terjadi kebakaran. Fire protection akan bekerja apabila membran/ventille pada outlet mendeteksi panas lebih.

fire protection trafo

Pengujian trafo

Berikut ini adalah macam-macam jenis pengujian trafo yaitu :

1. Voltage Ratio and Phase Displacement Check
Menentukan nilai perbandingan jumlah belitan primer dan sekunder pada tiap Tap Trafo. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah posisi tap trafo telah terpasang secara benar.
IEC 60076-1

2. Winding Resistance
Menentukan nilai tahanan pada kumparan yang akan menimbulkan panas bila kumparan tersebut dialiri arus. Nilai tahanan belitan dipakai untuk perhitungan rugi-rugi tembaga trafo.
IEC 60076-1

3. Load Loss and Impedance Voltage
IEC 60076-1

4. No-Load Loss
Menentukan besarnya daya yang hilang yang disebabkan oleh rugi histerisis dan eddy current dari inti besi pada kondisi tanpa beban.
IEC 60076-1

5. Test on On Load Tap Changer
Pengujian fungsi OLTC sesuai spesifikasi teknis dalam kondisi berbeban dan tidak berbeban
IEC 60076-1

6. Measurement of Insulation Resistance of The Windings
IEC 60076-1

7. Dielectric Test of Core To Earth
Mengukur tahanan isolasi antara core dengan struktur pondasi core (plat clamp, baud dll).
IEC 60076-1

8. Temperature Rise Test
Pengujian kenaikan suhu minyak dan kumparan trafo yang disebabkan oleh rugi-rugi trafo apabila trafo dibebani. Pengujian ini juga bertujuan untuk melihat apakah penyebab panas trafo sudah cukup effisien atau belum.
IEC 60076-2

9. Separate Source Voltage Withstand Test
Mengetahui kekuatan isolasi antara kumparan dan body tanki.
IEC 60076-3

10. Induced Over Voltage Withstand Test
Mengetahui kekuatan isolasi antara layer dari tiap-tiap belitan dan kekuatan isolasi antara belitan trafo.
IEC 60076-3

11. Partial Discharge Test
Mengetahui kualitas tahanan isolasi trafo baik isolasi padat atau cair yang disebabkan oleh penuaan (agging).
IEC 60076-3

12. Verification of Ratio of Current Transformer
Mengetahui perbandingan ratio CT trafo antara belitan primer dengan sekunder.
ANSI C57

13. Functional Test of Accessories
Melakukan test fungsi kerja peralatan/aksesoris trafo.

14. Dielectric Test of Auxiliary Wiring To Earth
Mengetahui nilai tahanan isolasi antara pengkabelan kontrol dengan body.
IEC 60076-1

15. Impulse Test
Mengetahui kemampuan dielektrik dari sistem isolasi trafo terhadap tegangan surja petir.
IEC 60076-3

16. Breakdown Voltage of The Insulating Oil
Menentukan besarnya nilai tahanan isolasi minyak trafo.
IEC 60156

17. Dissipation Factor of The Insulating Oil
Suatu nilai yang menunjukkan kecenderungan minyak untuk mengubah aliran listik menjadi panas. Semakin kecil hasil pengukuran (dissipation factor) berarti semakin baik, artinya dalam menjalankan fungsi insulator listrik, oli tidak cepat menjadi panas.
IEC 60247

18. Pressure/Oil Leak Test
Pengujian dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan kondisi paking dan las trafo dengan memberikan tekanan nitrogen (N2).

Demikianlah artikel singkat tentang mengenal trafo untuk pemula, penjelasan lebih detail tentang sub bab artikel ini mudah-mudahan bisa saya ulas di artikel terpisah lainnya. Semoga bermanfaat untuk anda, saran dan masukan silahkan meninggalkan jejak dikolom komentar.

Wassalam.

Reff : Modul pelatihan internal perusahaan.

Berlangganan update artikel terbaru via email:

0 Response to "Mengenal Trafo untuk Pemula"

Post a Comment

Silahkan berkomentar yang sesuai dengan topik, Mohon Maaf komentar dengan nama komentator dan isi komentar yang berbau P*RN*GRAFI, OB*T, H*CK, J*DI dan komentar yang mengandung link aktif, Tidak akan ditampilkan!

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel