Pemeliharaan transformator: dari prinsip dasar hingga penentuan polaritas

Materi Pelatihan Teknis Teknisi Elektronik dan Listrik Kapal (ETO)

Trafo adalah perangkat listrik statis yang termasuk dalam kategori motor listrik dengan kecepatan putaran nol. Saat trafo listrik beroperasi dalam sistem, perangkat ini dapat mentransmisikan energi listrik dari sisi primer ke sisi sekunder melalui konversi energi elektromagnetik, sekaligus menaikkan atau menurunkan tegangan sesuai kebutuhan transmisi dan distribusi listrik. Oleh karena itu, trafo memainkan peran yang sangat penting dalam seluruh proses produksi, transmisi, dan distribusi energi listrik. Di seluruh sistem tenaga listrik, kapasitas trafo biasanya lebih dari 3 kali lipat kapasitas generator.

II. Isi label pada trafo

(1) Penjelasan mengenai tipe-tipe trafo

Kode tipe transformator terdiri dari dua bagian; bagian pertama terdiri dari huruf-huruf dalam sistem pinyin bahasa Mandarin, yang menunjukkan kategori, karakteristik struktur, dan kegunaan transformator, sedangkan bagian kedua terdiri dari angka-angka, yang menunjukkan kapasitas produk (kV·A) dan tingkat tegangan belitan tegangan tinggi (kV).

Penjelasan Terperinci tentang Arti Huruf Pinyin Bahasa Mandarin:

Bagian 1 (Jumlah Fase)	D——fase tunggal;S——Tiga fase.
Bagian 2 (Pendinginan)	J——Pendinginan mandiri dengan minyak;F——pendinginan dengan minyak dan udara;FP——Pendinginan udara dengan sirkulasi oli paksa;SP——Pendinginan air dengan sirkulasi oli paksa.
Bagian 3 (Tegangan)	S——Tegangan tiga tingkat; tanpa huruf S berarti tegangan dua tingkat.
Arti kode-kode lainnya	L——kumparan aluminium atau pelindung petir; 0——Autotransformator (jika berada di posisi pertama, berarti autotransformator penurun tegangan; jika berada di posisi terakhir, berarti autotransformator peningkat tegangan); Z——Penyesuaian tegangan dengan beban; TH——Daerah tropis lembap (kode jenis perlindungan); TA——Tropis Kering (kode jenis perlindungan).

(2) Kapasitas terukur (S_N)

Kapasitas pengenal adalah nilai jaminan daya semu yang dihasilkan oleh trafo pada kondisi kerja pengenal (yaitu kondisi kerja pada tegangan pengenal, frekuensi pengenal, dan kondisi penggunaan pengenal) sebagaimana ditetapkan oleh pabrik pembuatnya, yang dinyatakan dalam S_N. Kapasitas pengenal biasanya mengacu pada kapasitas belitan tegangan tinggi; ketika kapasitas trafo berubah karena metode pendinginan, kapasitas pengenal mengacu pada kapasitas maksimumnya.

(3) Arus pengenal (I₁, I₂)

Arus pengenal primer dan sekunder pada transformator adalah arus listrik yang secara permanen diperbolehkan mengalir melalui belitan primer dan sekunder transformator pada tegangan pengenal dan suhu lingkungan pengenal, sehingga bagian-bagian transformator tidak mengalami kelebihan suhu; satuan pengukurannya adalah A.

(4) Tegangan pengenal (U_N)

Tegangan pengenal transformator adalah tegangan pengenal masing-masing belitan, yang mengacu pada tegangan pengenal yang diterapkan atau tegangan yang dihasilkan saat tidak bermuatan. Tegangan pengenal primer U_1nMerupakan nilai tegangan pengenal yang diterima pada ujung-ujung belitan primer trafo; tegangan pengenal sekunder U_2nMerupakan tegangan pada belitan sekunder (dalam satuan V atau kV) ketika tegangan yang diterapkan pada belitan primer adalah nilai pengenal dan trafo dalam keadaan tanpa beban. Tegangan pengenal pada trafo tiga fasa selalu merujuk pada tegangan fasa.

Penjelasan dari para ahli:Secara umum, dengan menarik tap yang sesuai pada belitan tegangan tinggi, belitan tegangan tinggi atau belitan pengatur tegangan terpisahnya sering ditempatkan di bagian terluar, sehingga memudahkan pengambilan tap; arus pada sisi tegangan tinggi relatif kecil, sehingga penampang konduktor penghubung tap dan bagian pengangkut arus pada sakelar tap dapat dibuat lebih kecil, serta kontak sakelar tap pun lebih mudah diproduksi.

(5) Analisis Kelompok Koneksi

Grup sambungan menunjukkan cara penyambungan belitan pada setiap fasa trafo serta hubungan fase antara tegangan primer dan sekunder. Urutan simbol dari kiri ke kanan masing-masing mewakili cara penyambungan belitan primer dan sekunder, sedangkan angka menunjukkan nomor grup sambungan kedua belitan tersebut. Trafo tegangan tinggi pada umumnya adalah Yn, Y, d11 Pemasangan kabel.

“Yn” Menunjukkan pengkabelan sisi primer dengan konfigurasi bintang yang dilengkapi dengan kabel netral;Y Menunjukkan bentuk bintang,n Menandakan adanya kabel netral.

“d” Menunjukkan bahwa sisi sekunder menggunakan sambungan segitiga.

“11” Menunjukkan tegangan fasa pada sisi sekunder trafo, U_ab Tegangan sisi primer yang tertunda U_AB 330° (atau 30° di depan).

1. Definisi ujung dengan nama yang sama dan ujung dengan nama yang berbeda pada transformator

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15-1, titik hitam kecil yang tertera pada kumparan transformator menandakan ujung sejenis. Ujung sejenis merupakan dasar untuk menentukan fase arus atau ggl antara kumparan transformator. Ketika arus dialirkan ke dua kumparan transformator dan arah fluks magnetik yang dihasilkannya sama, ujung tempat arus masuk pada kedua kumparan tersebut disebut ujung sejenis (juga disebut ujung dengan polaritas sama); sebaliknya, disebut ujung berbeda jenis.

9d4440d01d7c3c4ca45a889509575619 Gambar 15-1 Skema rangkaian dengan transformator

Pada dua kumparan yang ditunjukkan pada Gambar 15-2, arus pada kumparan sebelah kiri mengalir masuk dari ujung 1, sedangkan arus pada kumparan sebelah kanan masuk dari ujung 3. Arah fluks magnetik yang dihasilkan oleh kedua kumparan tersebut sama (saling mendukung), sehingga ujung 1 dan ujung 3 merupakan ujung sejenis, ujung 2 dan ujung 4 merupakan ujung sejenis, ujung 1 dan ujung 4 merupakan ujung berbeda jenis, serta ujung 2 dan ujung 3 merupakan ujung berbeda jenis.

c198cae55e031ab5731e05d578fa28d6 Gambar 15-2 Skema Sirkuit Kumparan Trafo

Selain itu, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15-3, jika pada inti besi yang sama arah lilitan kumparan sama, maka ujung-ujung yang bersangkutan merupakan ujung-ujung dengan nama yang sama.

47fac4afc5a8e52967f8f40c10f2e669 Gambar 15-3: Penentuan ujung-ujung dengan nama yang sama pada kumparan yang dililit pada inti besi yang sama

2. Cara menentukan ujung-ujung dengan nama yang sama pada trafo

Terdapat berbagai cara untuk menentukan ujung-ujung dengan nama yang sama pada transformator; dua di antaranya yang umum digunakan adalah metode tegangan bolak-balik dan metode arus searah (yang terbagi menjadi metode baterai kering dan metode lampu LED).

(1) Metode tegangan bolak-balik

Dalam metode tegangan bolak-balik, pertama-tama hubungkan lilitan sisi primer dan sekunder pada transformator satu fasa (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15-4), kemudian berikan tegangan bolak-balik yang sesuai pada sisi primer. Ukur tegangan U pada sisi primer dan sekunder masing-masing menggunakan voltmeter₁, U₂, serta tegangan U antara kedua ujung 3 dan 4₃. Jika U₃ sama dengan U₁ Dengan U₂ Jumlahnya, maka ujung 2 dan ujung 3 kabel tersebut merupakan ujung dengan nama yang sama. Jika U₃ sama dengan U₁ Dengan U₂ Jika selisihnya demikian, maka ujung 1 dan ujung 3 kabel tersebut merupakan ujung dengan nama yang sama.

8f0da51b9649dc684ad04fbc5a258a36 Gambar 15-4 Metode Tegangan AC untuk Mengukur Ujung Sejenis pada Trafo

(2) Metode arus searah (metode baterai kering dan metode lampu LED)

● Metode arus searah (metode baterai kering):

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15-5, sambungkan satu sel baterai kering dan sebuah multimeter menjadi sebuah rangkaian. Atur pengaturan multimeter ke rentang tegangan DC rendah (misalnya di bawah 5 V), atau rentang arus DC rendah (misalnya 5 mA). Pada saat sakelar dinyalakan, jika jarum multimeter berayun ke arah positif, maka kutub positif multimeter dan kutub positif baterai terhubung ke terminal dengan polaritas yang sama; jika jarum multimeter berayun ke arah negatif, maka kutub positif multimeter dan kutub negatif baterai terhubung ke terminal dengan polaritas yang sama.Perlu diperhatikan bahwa saat sakelar dimatikan, jarum pengukur akan berayun ke arah sebaliknya; oleh karena itu, sakelar tidak boleh dibiarkan dalam posisi menyala dalam waktu lama.

4303acd8da2ea0602dadd451c82e8ef2 Gambar 15-5 Metode arus searah (metode baterai kering) untuk mengukur ujung-ujung sejenis pada transformator

● Metode arus searah (metode lampu LED):

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 15-6. Untuk meningkatkan tegangan induksi agar tabung neon dapat bersinar, kita dapat menghubungkan baterai ke belitan dengan jumlah lilitan yang lebih sedikit, sementara itu menghubungkan penguji listrik ke belitan dengan jumlah lilitan yang lebih banyak. Setelah menekan tombol lalu melepaskannya secara tiba-tiba, hal ini akan menghasilkan tegangan induksi yang sangat tinggi pada belitan dengan jumlah lilitan yang lebih banyak, sehingga memicu tabung neon untuk bersinar. Perhatikan dengan saksama ujung mana yang bersinar, karena ujung yang bersinar tersebut sebenarnya merupakan kutub negatif tegangan induksi. Selain itu, ujung yang terhubung dengan kutub positif baterai serta ujung yang terhubung dengan ujung tabung neon yang bersinar, merupakan ujung-ujung dengan nama yang sama.

49a9d6af8a719c2e86026c305e44716c Gambar 15-6 Metode arus searah (metode lampu LED) untuk mengukur ujung-ujung sejenis pada transformator

III. Penggunaan Transformator Tegangan dan Transformator Arus

(1) Voltmeter arus bolak-balik dan transformator tegangan (PT)

(1) Voltmeter dihubungkan secara paralel pada kedua ujung tegangan yang diukur.
(2) Pilih rentang pengukuran voltmeter berdasarkan besarnya tegangan yang akan diukur, dan pastikan rentang tersebut sedikit lebih besar daripada tegangan objek yang akan diukur.
(3) Saat voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan tinggi, harus digunakan transformator tegangan:
- ① Sisi primer dihubungkan ke tegangan yang akan diukur, sedangkan sisi sekunder dihubungkan ke voltmeter (tegangan standar sebesar 100 V);
- ② Inti besi harus dihubungkan ke ground;
- ③ Sisi sekunder transformator tegangan tidak boleh mengalami korsleting.

(2) Amperemeter arus bolak-balik dan transformator arus (CT)

(1) Amperemeter arus bolak-balik dihubungkan secara seri dengan rangkaian yang diukur.
(2) Pilih rentang pengukuran amperemeter sesuai dengan besaran yang diukur, dan pastikan rentang tersebut sedikit lebih besar daripada besaran yang diukur.
(3) Saat amperemeter mengukur arus besar, perlu dipilih transformator arus yang sesuai:
- ① Kabel samping dihubungkan ke amperemeter; umumnya arus pengukurnya sebesar 5 A;
- ② Saat mengganti amperemeter, sisi sekunder harus di-short-circuit untuk mencegah tegangan tinggi yang diinduksi merusak transformator arus;
- ③ Sisi sekunder dan inti besi dihubungkan ke ground untuk mencegah kebocoran arus listrik yang dapat membahayakan keselamatan;
- ④ Sisi sekunder transformator arus tidak boleh terputus.